第2章 机械传动系统的总体设计.ppt

第2章机械传动系统的总体设计
第2章机械传动系统的总体设计
分析和拟定传动方案
选择电动机
传动装置的总传动比的计算及其分配
传动装置的运动参数和动力参数的计算
机械传动系统的总体设计示例
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第2章机械传动系统的总体设计
机械传动系统的总体设计,主要包括分析和拟定传动方案,选择原动机,确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动系统的运动和动力参数。
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分析和拟定传动方案
传动系统方案应满足的要求
机器一般由动力装置(电动机、内燃机等,又称为原动机) 、传动系统(装置),执行装置和操纵控制装置4部分组成,有时还要有必要的辅助装置。
根据执行装置的要求,传动系统通过操纵装置将动力装置的运动和动力传递给执行装置。实践表明,传动系统设计的合理性,对整部机器的性能,成本以及整体尺寸都有很大影响。因此,合理的设计传动系统是整部机器设计工作中的重要一环,而合理地拟定传动方案又是保证传动系统设计质量的基础。
传动方案一般由运动简图表示。它直接地反映了机器间运动和动力的传递关系。在课程设计中,学生应根据设计任务书,拟定传动方案。如果设计任务书中已给出传动方案,学生则应分析和了解所给方案的优缺点。
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传动方案首先应满足机器的性能要求,适应工作条件,工作可靠,此外还应结构简单,尺寸紧凑,成本低,传动效率高和操作维护方便等。要同时满足上述要求往往比较困难,一般应根据具体的设计任务有侧重地保证主要设计要求,选用比较合适的方案。图2-1所示为矿井运输用带式运输机的三种传动方案。由于工作机在狭小的矿井巷道中连续工作,要求是尺寸紧凑,传动效率高。图2-1(a)方案宽度尺寸较大,带传动也不适应繁重的工作要求和恶劣的工作环境;图2-1(b)方案虽然结构紧凑,但蜗杆传动效率低,长期连续工作不经济;图2-1(c)方案尺寸较小,传动效率较高,也适应恶劣环境中长期工作,是较为合理的。
(a) (b) (c)
图2-1带式运输机传动方案比较
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拟定传动系统方案时的一般原则
由上述方案分析可知,在选定动力装置的条件下,根据机器的工作条件拟定合理的传动方案,主要是合理地确定传动系统,即合理明确传动机构的种类和多级传动中各传动机构的合理布置。下面给出传动机构选项和各类传动机构布置及原动机选择的一般原则。

合理地选择传动类型是拟定传动方案时的重要环节。常用传动机构的类型,性能和使用范围可参阅机械设计基础教材。,可参考选用。在机械传动系统中,各种减速器应用很多,常用减速器的类型,特点和应用可见表2-1。
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在选择传动机构类型时依据的一般原则为:
(1)小功率传动,宜选用结构简单、价格便宜、标准化程度高的传动机构,以降低制造成本;
(2)大功率传动,应优先选用传动效率高的传动机构,如齿轮传动,以降低能耗;
(3)工作中可能出现过载的工作机,应选用具有过载保护作用的传动机构,如带传动,但在易爆、易燃场合,不能选用带传动,以防止摩擦静电引起火灾;
(4)载荷变化较大,换向频繁的机器,应选用具有缓冲吸振能力的传动机构,如带传动;
(5)工作温度较高,潮湿、多粉尘、易爆、易燃场合,宜选用链传动,闭式齿轮或蜗杆传动;
(6)要求两轴保持准确的传动比时,应选用齿轮或蜗杆传动。
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在多级传动中,各类传动机构的布置顺序不仅影响传动的平稳性和传动效率,而且对整个传动系统的结构尺寸也有很大影响。因此,应根据各类传动机构的特点合理布置,使各类传动机构得以充分发挥其优点。常用传动机构的一般布置原则是:
(1)带传动承载能力较低,但传动平稳,缓冲吸振能力强,宜布置在高速级;
(2)链传动运转不平稳,有冲击,宜布置在低速级;
(3)蜗杆传动效率低,但传动平稳,当其与齿轮传动同时应用时,宜布置在高速级,以减小圆锥齿轮的尺寸;
(4)当传动中有圆柱齿轮和圆锥齿轮传动时,圆锥齿轮传动宜布置在高速级,以减小圆锥齿轮的尺寸;
(5)对于开式齿轮传动,由于其工作环境较差,润滑不良,为减少磨损,宜布置在低速级;
(6)斜齿轮传动比较平稳,常布置在高速级。
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类别
级数
图简
推荐传动比
特点及应用
齿
轮
减
速
器
单级
直齿i≤4、
斜齿i ≤ 5、
人字齿i≤8
应用广泛、结构简单。齿轮可用直齿、斜齿或人字齿。可用于低速轻载,也可用于高速重载
双级
圆柱齿轮
展
开
式
i=8~40
应用广泛、结构简单,用斜齿、直齿、人字齿。展开式的齿轮相对轴承不对称,轴向载荷分布不均,故要求高速级小齿轮远离输入端,轴应有