機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計

1、第二十九章第二十九章 機(jī)械傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計傳動系統(tǒng)的功能和分類傳動系統(tǒng)的功能和分類 機(jī)械傳動系統(tǒng)的組成及常用部件機(jī)械傳動系統(tǒng)的組成及常用部件 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)特性及其參數(shù)計算機(jī)械傳動系統(tǒng)特性及其參數(shù)計算 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析 原動機(jī)的選擇原動機(jī)的選擇 傳動系統(tǒng)的功能傳動系統(tǒng)的功能機(jī)械傳動的分類和特點機(jī)械傳動的分類和特點29.1 傳動系統(tǒng)的功能和分類傳動系統(tǒng)的功能和分類 傳動系統(tǒng)是連接原動機(jī)和執(zhí)行系統(tǒng)的中間裝置。傳動系統(tǒng)是連接原動機(jī)和執(zhí)行系統(tǒng)的中間裝置。其根其根本任務(wù)本任務(wù)是將原動機(jī)的運動和動力按執(zhí)行

2、系統(tǒng)的需要進(jìn)行轉(zhuǎn)是將原動機(jī)的運動和動力按執(zhí)行系統(tǒng)的需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換并傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)。傳動系統(tǒng)的具體功能通常包括以下?lián)Q并傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)。傳動系統(tǒng)的具體功能通常包括以下幾個方面：幾個方面： （1 1）減速或增速；）減速或增速； （2 2）變速；）變速； （3 3）增大轉(zhuǎn)矩；）增大轉(zhuǎn)矩； （4 4）改變運動形式；）改變運動形式； （5 5）分配運動和動力；）分配運動和動力； （6 6）實現(xiàn)某些操縱和控制功能。）實現(xiàn)某些操縱和控制功能。 傳動系統(tǒng)的功能和分類傳動系統(tǒng)的功能和分類傳動系統(tǒng)的功能傳動系統(tǒng)的功能一、機(jī)械傳動的分類一、機(jī)械傳動的分類1. 1. 按傳動的工作原理分類按傳動的工作原理分類機(jī)械機(jī)械傳動傳

3、動嚙合嚙合傳動傳動摩擦摩擦傳動傳動有中有中間撓間撓性件性件齒輪傳動齒輪傳動蝸桿傳動蝸桿傳動螺旋傳動螺旋傳動齒輪系傳動齒輪系傳動定軸輪系傳動定軸輪系傳動周轉(zhuǎn)輪系傳動周轉(zhuǎn)輪系傳動鏈傳動鏈傳動同步帶傳動同步帶傳動普通帶傳動普通帶傳動繩傳動繩傳動摩擦輪傳動摩擦輪傳動傳動系統(tǒng)的功能和分類傳動系統(tǒng)的功能和分類傳動系統(tǒng)的分類和特點傳動系統(tǒng)的分類和特點2. 2. 按傳動比的可變性分類按傳動比的可變性分類機(jī)械機(jī)械傳動傳動定傳定傳動比動比傳動傳動齒輪傳動齒輪傳動蝸桿傳動蝸桿傳動螺旋傳動螺旋傳動鏈傳動鏈傳動帶傳動帶傳動有級變有級變速傳動速傳動變傳變傳動比動比傳動傳動無級變無級變速傳動速傳動摩擦輪無級變速傳動摩擦輪無

4、級變速傳動帶式無級變速傳動帶式無級變速傳動鏈?zhǔn)綗o級變速傳動鏈?zhǔn)綗o級變速傳動傳動系統(tǒng)的功能和分類傳動系統(tǒng)的功能和分類二、機(jī)械傳動的特點二、機(jī)械傳動的特點 嚙合傳動的主要特點為：嚙合傳動的主要特點為： 優(yōu)點：優(yōu)點：工作可靠、壽命長，傳動比準(zhǔn)確、傳遞功率大，工作可靠、壽命長，傳動比準(zhǔn)確、傳遞功率大，效率高（蝸桿傳動除外），速度范圍廣。效率高（蝸桿傳動除外），速度范圍廣。 缺點：缺點：對加工制造安裝的精度要求較高。對加工制造安裝的精度要求較高。 摩擦傳動的主要特點為：摩擦傳動的主要特點為： 優(yōu)點：優(yōu)點：工作平穩(wěn)、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單、造價低，具有過工作平穩(wěn)、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單、造價低，具有過載保護(hù)能力載保護(hù)

5、能力 缺點：缺點：外廓尺寸較大、傳動比不準(zhǔn)確、傳動效率較低、外廓尺寸較大、傳動比不準(zhǔn)確、傳動效率較低、元件壽命較短元件壽命較短 傳動系統(tǒng)的功能和分類傳動系統(tǒng)的功能和分類傳動系統(tǒng)的組成傳動系統(tǒng)的組成常用機(jī)械傳動部件常用機(jī)械傳動部件29. 機(jī)械傳動系統(tǒng)的組成及常用部件機(jī)械傳動系統(tǒng)的組成及常用部件 1. 1. 減速或變速裝置減速或變速裝置2. 2. 起停換向裝置起停換向裝置3. 3. 制動裝置制動裝置4. 4. 安全保護(hù)裝置安全保護(hù)裝置 常用機(jī)械傳動部件常用機(jī)械傳動部件1. 1. 減速器減速器 減速器是用于減速傳動的獨立部件，它由剛性箱體、齒減速器是用于減速傳動的獨立部件，它由剛性箱體、齒輪和蝸桿等

6、傳動副及若干附件組成。輪和蝸桿等傳動副及若干附件組成。 傳動系統(tǒng)的組成及常用部件傳動系統(tǒng)的組成及常用部件傳動系統(tǒng)的組成傳動系統(tǒng)的組成類型類型傳動簡圖傳動簡圖傳動比傳動比特點及應(yīng)用特點及應(yīng)用圓圓柱柱齒齒輪輪減減速速器器單單 級級圖1調(diào)質(zhì)齒輪：i7.1淬硬齒輪：i6.3（較佳：i5.6）應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)簡單。齒應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)簡單。齒輪可用直齒、斜齒或人字齒。輪可用直齒、斜齒或人字齒?？捎糜诘退佥p載，也可用于可用于低速輕載，也可用于高速重載高速重載兩兩級級展展開開式式圖2調(diào)質(zhì)齒輪：i=7.150淬硬齒輪：i=7.131.5（較佳：i=7.120） 應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)簡單，高應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)簡單，高速級常用斜

7、齒。齒輪相對軸速級常用斜齒。齒輪相對軸承不對稱，齒向載荷分布不承不對稱，齒向載荷分布不均，故要求高速級小齒輪遠(yuǎn)均，故要求高速級小齒輪遠(yuǎn)離輸入端，軸應(yīng)有較大剛性離輸入端，軸應(yīng)有較大剛性兩兩級級同同軸軸式式圖3調(diào)質(zhì)齒輪：i=7.150淬硬齒輪：i=7.131.5（較佳：i=7.120） 箱體長度較小，但軸向尺箱體長度較小，但軸向尺寸較大。輸入輸出軸同軸線，寸較大。輸入輸出軸同軸線，布置較合理。中間軸較長，布置較合理。中間軸較長，剛性差，齒向載荷分布不均，剛性差，齒向載荷分布不均，且高速級齒輪承載能力難于且高速級齒輪承載能力難于充分利用充分利用兩兩級級分分流流式式圖4調(diào)質(zhì)齒輪：i=7.150淬硬齒輪

8、：i=7.131.5（較佳：i=7.120）高速級常用斜齒，一側(cè)左高速級常用斜齒，一側(cè)左旋，一側(cè)右旋。齒輪對稱布旋，一側(cè)右旋。齒輪對稱布置，齒向載荷分布均勻，兩置，齒向載荷分布均勻，兩軸承受載均勻。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸承受載均勻。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常用于大功率變載荷場合常用于大功率變載荷場合類型類型傳動簡圖傳動簡圖傳動比傳動比特點及應(yīng)用特點及應(yīng)用錐齒輪減錐齒輪減速器速器圖5直齒：i5斜齒、曲線齒：i8用于輸出軸和輸入軸兩軸用于輸出軸和輸入軸兩軸線垂直相交的場合。為保證線垂直相交的場合。為保證兩齒輪有準(zhǔn)確的相對位置，兩齒輪有準(zhǔn)確的相對位置，應(yīng)有進(jìn)行調(diào)整的結(jié)構(gòu)。齒輪應(yīng)有進(jìn)行調(diào)整的結(jié)構(gòu)。齒輪難于精加工，僅在傳動布置

9、難于精加工，僅在傳動布置需要時采用需要時采用圓錐圓柱圓錐圓柱齒輪減速齒輪減速器器圖6直齒：i=6.331.5斜齒、曲線齒：i=840應(yīng)用場合與單級圓錐齒輪應(yīng)用場合與單級圓錐齒輪減速器相同。錐齒輪在高速減速器相同。錐齒輪在高速級，可減小錐齒輪尺寸，避級，可減小錐齒輪尺寸，避免加工困難；小錐齒輪軸常免加工困難；小錐齒輪軸常懸臂布置，在高速級可減小懸臂布置，在高速級可減小其受力其受力蝸桿減速蝸桿減速器器圖7i=880大傳動比時結(jié)構(gòu)緊湊，外廓大傳動比時結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小，效率較低。下置蝸尺寸小，效率較低。下置蝸桿時潤滑條件好，應(yīng)優(yōu)先采桿時潤滑條件好，應(yīng)優(yōu)先采用，但當(dāng)蝸桿速度太高時用，但當(dāng)蝸桿速度太高

10、時（v v 5m/s5m/s），攪油損失大。），攪油損失大。上置蝸桿式軸承潤滑不便上置蝸桿式軸承潤滑不便蝸桿蝸桿齒齒輪減速器輪減速器圖8i=15480有蝸桿傳動在高速級和齒有蝸桿傳動在高速級和齒輪傳動在高速級兩種形式。輪傳動在高速級兩種形式。前者效率較高，后者應(yīng)用較前者效率較高，后者應(yīng)用較少少類型類型傳動簡圖傳動簡圖傳動比傳動比特點及應(yīng)用特點及應(yīng)用行星齒輪行星齒輪減速器減速器圖5i=2.812.5傳動型式有多種，傳動型式有多種，NGWNGW型體積型體積小，重量輕，承載能力大，效率小，重量輕，承載能力大，效率高（單級可達(dá)高（單級可達(dá)0.970.970.990.99），工），工作平穩(wěn)。比普通圓柱齒

11、輪減速器作平穩(wěn)。比普通圓柱齒輪減速器體積和重量減少體積和重量減少50%50%，效率提高，效率提高30%30%。但制造精度要求高，結(jié)構(gòu)。但制造精度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜復(fù)雜 擺線針輪擺線針輪行星減速行星減速器器圖6直齒：單級：i=1187傳動比大，效率較高（傳動比大，效率較高（0.90.90.950.95），運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，體），運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，體積小，重量輕。過載和抗沖擊能積小，重量輕。過載和抗沖擊能力強，壽命長。加工難度大，工力強，壽命長。加工難度大，工藝復(fù)雜藝復(fù)雜 諧波減速諧波減速器器圖7單級：i=50500 傳動比大，同時參與嚙合齒傳動比大，同時參與嚙合齒數(shù)多，承載能力高。體積小，重數(shù)多，

12、承載能力高。體積小，重量輕，效率量輕，效率0.650.650.90.9，傳動平，傳動平穩(wěn)，噪音小。制造工藝復(fù)雜穩(wěn)，噪音小。制造工藝復(fù)雜 2. 2. 有級變速裝置有級變速裝置 （1 1）有級變速裝置）有級變速裝置 （2 2）交換齒輪變速裝置）交換齒輪變速裝置 （3 3）離合器變速裝置）離合器變速裝置 （4 4）塔形帶輪變速裝置）塔形帶輪變速裝置 傳動系統(tǒng)的組成及常用部件傳動系統(tǒng)的組成及常用部件3. 3. 無級變速裝置無級變速裝置 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的過程和基本要求機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的過程和基本要求機(jī)械傳動類型的選擇機(jī)械傳動類型的選擇傳動系統(tǒng)的總體布置傳動系統(tǒng)的總體布置傳動比的分配傳動比的分配

13、29. 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計 1.1.方案設(shè)計的一般步驟方案設(shè)計的一般步驟 機(jī)器的執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計和原動機(jī)的預(yù)選型完成后，即可機(jī)器的執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計和原動機(jī)的預(yù)選型完成后，即可進(jìn)行傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計。設(shè)計的一般步驟如下：進(jìn)行傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計。設(shè)計的一般步驟如下：確定傳動系統(tǒng)的總傳動比。確定傳動系統(tǒng)的總傳動比。選擇傳動的類型、擬定總體布置方案并繪制傳動系統(tǒng)的運選擇傳動的類型、擬定總體布置方案并繪制傳動系統(tǒng)的運動簡圖。動簡圖。分配傳動比。即根據(jù)傳動布置方案，將總傳動比向各級傳分配傳動比。即根據(jù)傳動布置方案，將總傳動比向各級傳動進(jìn)行合理分配。動進(jìn)行合理分配。計算傳動系統(tǒng)的性能參

14、數(shù)，包括各級傳動的功率、轉(zhuǎn)速、計算傳動系統(tǒng)的性能參數(shù)，包括各級傳動的功率、轉(zhuǎn)速、效率、轉(zhuǎn)矩等性能參數(shù)。效率、轉(zhuǎn)矩等性能參數(shù)。通過強度設(shè)計和幾何計算，確定各級傳動的基本參數(shù)和主通過強度設(shè)計和幾何計算，確定各級傳動的基本參數(shù)和主要幾何尺寸，如齒輪傳動的中心距、齒數(shù)、模數(shù)、齒寬等。要幾何尺寸，如齒輪傳動的中心距、齒數(shù)、模數(shù)、齒寬等。機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的過程和基本要求機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的過程和基本要求 2.2.方案設(shè)計的基本要求方案設(shè)計的基本要求傳動方案的設(shè)計是一項復(fù)雜的工作，需要綜合運用多種傳動方案的設(shè)計是一項復(fù)雜的工作，需要綜合運用多種知識和實踐經(jīng)驗，進(jìn)

15、行多方案分析比較，才能設(shè)計出較為合知識和實踐經(jīng)驗，進(jìn)行多方案分析比較，才能設(shè)計出較為合理的方案。通常設(shè)計方案應(yīng)滿足以下基本要求：理的方案。通常設(shè)計方案應(yīng)滿足以下基本要求： 1 1）傳動系統(tǒng)應(yīng)滿足機(jī)器的功能要求，而且性能優(yōu)良；）傳動系統(tǒng)應(yīng)滿足機(jī)器的功能要求，而且性能優(yōu)良； 2 2）傳動效率高；）傳動效率高； 3 3）結(jié)構(gòu)簡單緊湊、占用空間小；）結(jié)構(gòu)簡單緊湊、占用空間??； 4 4）便于操作、安全可靠；）便于操作、安全可靠； 5 5）可制造性好、加工成本低；）可制造性好、加工成本低； 6 6）維修性好；）維修性好； 7 7）不污染環(huán)境。）不污染環(huán)境。機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計選擇機(jī)械傳

16、動類型時，可參考以下原則：選擇機(jī)械傳動類型時，可參考以下原則： 1. 1. 與原動機(jī)和工作機(jī)相互匹配；與原動機(jī)和工作機(jī)相互匹配； 2. 2. 滿足功率和速度的范圍要求；滿足功率和速度的范圍要求； 3. 3. 考慮傳動比的準(zhǔn)確性及合理范圍；考慮傳動比的準(zhǔn)確性及合理范圍； 4. 4. 考慮結(jié)構(gòu)布置和外廓尺寸的要求；考慮結(jié)構(gòu)布置和外廓尺寸的要求； 5. 5. 考慮機(jī)器質(zhì)量；考慮機(jī)器質(zhì)量； 6. 6. 經(jīng)濟(jì)性因素。經(jīng)濟(jì)性因素。機(jī)械傳動類型的選擇機(jī)械傳動類型的選擇 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計傳動系統(tǒng)的總體布置傳動系統(tǒng)的總體布置 1. 1. 傳動路線的確定傳動路線的確定傳動路線的型式傳動路線

17、的型式串聯(lián)單流傳動串聯(lián)單流傳動并聯(lián)分流傳動并聯(lián)分流傳動并聯(lián)匯流傳動并聯(lián)匯流傳動混合傳動混合傳動注：注：原動機(jī)；原動機(jī)；傳動；傳動；執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)。機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計2. 2. 傳動順序的安排傳動順序的安排傳動順序通常按以下原則考慮。傳動順序通常按以下原則考慮。 1 1）斜齒輪與直齒輪傳動）斜齒輪與直齒輪傳動斜齒輪傳動應(yīng)放在高速級斜齒輪傳動應(yīng)放在高速級； 2 2）圓錐齒輪與圓柱齒輪傳動）圓錐齒輪與圓柱齒輪傳動圓錐齒輪應(yīng)放在高速級圓錐齒輪應(yīng)放在高速級；3 3）閉式和開式齒輪傳動）閉式和開式齒輪傳動閉式齒輪傳動應(yīng)放在高速級閉式齒輪傳動應(yīng)放在高速級。4 4）鏈傳動）鏈傳動應(yīng)放

18、在傳動系統(tǒng)的應(yīng)放在傳動系統(tǒng)的低速級低速級；5 5）帶傳動）帶傳動應(yīng)放在傳動系統(tǒng)的應(yīng)放在傳動系統(tǒng)的高速級高速級；6 6）適宜放在傳動系統(tǒng)的低速級的傳動或機(jī)構(gòu)）適宜放在傳動系統(tǒng)的低速級的傳動或機(jī)構(gòu)對改變運動形對改變運動形式的傳動或機(jī)構(gòu)，如齒輪齒條傳動、螺旋傳動、連桿機(jī)構(gòu)及凸式的傳動或機(jī)構(gòu)，如齒輪齒條傳動、螺旋傳動、連桿機(jī)構(gòu)及凸輪機(jī)構(gòu)等一般布置在輪機(jī)構(gòu)等一般布置在傳動鏈的末端傳動鏈的末端，使其靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)。，使其靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)。7 7）有級變速傳動與定傳動比傳動）有級變速傳動與定傳動比傳動有級變速傳動應(yīng)放在有級變速傳動應(yīng)放在高速高速級；級；機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計8 8）蝸桿傳動與齒輪

19、傳動）蝸桿傳動與齒輪傳動若蝸輪材料為錫青銅，為提高若蝸輪材料為錫青銅，為提高傳動效率，則應(yīng)將蝸桿傳動置于高速級；傳動效率，則應(yīng)將蝸桿傳動置于高速級； 當(dāng)蝸輪材料為無錫青銅或鑄鐵等材料時，因其允當(dāng)蝸輪材料為無錫青銅或鑄鐵等材料時，因其允許的齒面滑動速度較低，為防止齒面膠合或嚴(yán)重磨損，蝸許的齒面滑動速度較低，為防止齒面膠合或嚴(yán)重磨損，蝸桿傳動應(yīng)置于低速級。桿傳動應(yīng)置于低速級。 此外，在布置各傳動的順序時，還應(yīng)考慮傳動件的壽此外，在布置各傳動的順序時，還應(yīng)考慮傳動件的壽命、維護(hù)的方便程度、操作人員的安全性以及傳動件對產(chǎn)命、維護(hù)的方便程度、操作人員的安全性以及傳動件對產(chǎn)品的污染等因素。品的污染等因素。

20、機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計傳動比的分配傳動比的分配 分配傳動比時應(yīng)注意以下幾點：分配傳動比時應(yīng)注意以下幾點： 1 1）通常不應(yīng)超過各種傳動的推薦傳動比；）通常不應(yīng)超過各種傳動的推薦傳動比； 2 2）分配傳動比應(yīng)注意使各傳動件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱，）分配傳動比應(yīng)注意使各傳動件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱，避免發(fā)生相互干涉。避免發(fā)生相互干涉。機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計3 3）對于多級減速傳動，可按照）對于多級減速傳動，可按照“前小后大前小后大”（即由高速級（即由高速級向低速級逐漸增大）的原則分配傳動比，且相鄰兩級差值向低速級逐漸增大）的原則分配傳動比，且相鄰兩級差值不要過大。不要過

21、大。4 4）在多級齒輪減速傳動中，低速級傳動比小些，有利于減）在多級齒輪減速傳動中，低速級傳動比小些，有利于減小外廓尺寸和質(zhì)量；小外廓尺寸和質(zhì)量；5 5）在采用濺油潤滑方式時，分配傳動比要考慮傳動件的浸）在采用濺油潤滑方式時，分配傳動比要考慮傳動件的浸油條件。油條件。 展開式或分流式二級圓柱齒輪減速器，其高速級傳動展開式或分流式二級圓柱齒輪減速器，其高速級傳動比比i1和低速級傳動比和低速級傳動比i2的關(guān)系通常取的關(guān)系通常取i1=(1.21.3)i2分配圓錐圓柱齒輪減速器的傳動比時，通常取錐齒輪傳分配圓錐圓柱齒輪減速器的傳動比時，通常取錐齒輪傳動比動比i10.25i（i為總傳動比），一般為總傳動

22、比），一般i13.55。6 6）在蝸桿）在蝸桿齒輪傳動中，將齒輪傳動放在高速級時，可得齒輪傳動中，將齒輪傳動放在高速級時，可得到較高的傳動精度。到較高的傳動精度。7 7）對于要求傳動平穩(wěn)、頻繁起停和動態(tài)性能較好的多級齒）對于要求傳動平穩(wěn)、頻繁起停和動態(tài)性能較好的多級齒輪傳動，可按照轉(zhuǎn)動慣量最小的原則設(shè)計。輪傳動，可按照轉(zhuǎn)動慣量最小的原則設(shè)計。機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性包括運動特性和動力特性。運動特性如轉(zhuǎn)機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性包括運動特性和動力特性。運動特性如轉(zhuǎn)速、傳動比和變速范圍等；動力特性如功率、轉(zhuǎn)矩、效率及變矩速、傳動比和變速范圍等；動力特性如功率、轉(zhuǎn)矩、效率及

23、變矩系數(shù)等。系數(shù)等。1. 1. 傳動比傳動比對于串聯(lián)式單流傳動系統(tǒng)，當(dāng)傳遞回轉(zhuǎn)運動時，其總傳動比對于串聯(lián)式單流傳動系統(tǒng)，當(dāng)傳遞回轉(zhuǎn)運動時，其總傳動比i為為kcrii inni21nr為原動機(jī)的轉(zhuǎn)速或傳動系統(tǒng)的輸為原動機(jī)的轉(zhuǎn)速或傳動系統(tǒng)的輸入轉(zhuǎn)速入轉(zhuǎn)速（r/min）；i1時為減速傳動，時為減速傳動，i1時為增速傳動。時為增速傳動。29. 機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)計算機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)計算i1、i2ik為系統(tǒng)中各級傳動的為系統(tǒng)中各級傳動的傳動比。傳動比。nc為 傳 動 系 統(tǒng) 的 輸 出 轉(zhuǎn) 速為 傳 動 系 統(tǒng) 的 輸 出 轉(zhuǎn) 速（r/min）；在各級傳動的設(shè)計計算完成后，由于多種因素

24、的影響，系在各級傳動的設(shè)計計算完成后，由于多種因素的影響，系統(tǒng)的實際總傳動比統(tǒng)的實際總傳動比i i常與預(yù)定值常與預(yù)定值i不完全相符，其相對誤差不完全相符，其相對誤差i可表示為可表示為%iiiri機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計系統(tǒng)的傳動比相對誤差系統(tǒng)的傳動比相對誤差傳動系統(tǒng)中，任一傳動軸的轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)中，任一傳動軸的轉(zhuǎn)速n ni i可由下式計算：可由下式計算：21iinnri2. 2. 轉(zhuǎn)速和變速范圍轉(zhuǎn)速和變速范圍從系統(tǒng)的輸入軸到該軸之間各級傳從系統(tǒng)的輸入軸到該軸之間各級傳動比的連乘積。動比的連乘積。有級變速傳動裝置中，當(dāng)輸入軸的轉(zhuǎn)速有級變速傳動裝置中，當(dāng)輸入軸的轉(zhuǎn)

25、速nr一定時，經(jīng)變速一定時，經(jīng)變速傳動后，若輸出軸可得到傳動后，若輸出軸可得到z種轉(zhuǎn)速，并由小到大依次為種轉(zhuǎn)速，并由小到大依次為n1、n2、nz，則則z稱為稱為變速級數(shù)變速級數(shù)，最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比稱，最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比稱為為變速范圍變速范圍，用，用Rn表示，即表示，即minmax1iinnRznzrrnninnimin1max,機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計輸出轉(zhuǎn)速常采用等比數(shù)列分布，且任意兩相鄰轉(zhuǎn)速之比輸出轉(zhuǎn)速常采用等比數(shù)列分布，且任意兩相鄰轉(zhuǎn)速之比為一常數(shù)，稱為為一常數(shù)，稱為轉(zhuǎn)速公比轉(zhuǎn)速公比，用符號，用符號表示，即表示，即12312zznnnnnn公比

26、公比一般按標(biāo)準(zhǔn)值選取，一般按標(biāo)準(zhǔn)值選取，常用值為常用值為1.061.06、1.121.12、1.361.36、1.411.41、1.581.58、1.781.78、2.002.00。變速范圍變速范圍Rn、變速級數(shù)變速級數(shù)z和公比和公比之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為：變速級數(shù)越多，變速裝置的功能越強，但結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。變速級數(shù)越多，變速裝置的功能越強，但結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。在齒輪變速器中，常用的滑移齒輪是雙聯(lián)或三聯(lián)，所以通在齒輪變速器中，常用的滑移齒輪是雙聯(lián)或三聯(lián)，所以通常常變速級數(shù)取為變速級數(shù)取為2 2或或3 3的倍數(shù)的倍數(shù)。1123121zzzznnnnnnnnnR機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計機(jī)械傳動

27、系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計各種機(jī)械傳動及傳動部件的效率值可在設(shè)計手冊中查到。各種機(jī)械傳動及傳動部件的效率值可在設(shè)計手冊中查到。在一個傳動系統(tǒng)中，設(shè)各傳動及傳動部件的效率分別為在一個傳動系統(tǒng)中，設(shè)各傳動及傳動部件的效率分別為1、2、n，串聯(lián)式單流傳動系統(tǒng)的總效率，串聯(lián)式單流傳動系統(tǒng)的總效率為為=12n3. 3. 機(jī)械效率機(jī)械效率機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計機(jī)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出功率機(jī)器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出功率P可由負(fù)載參數(shù)（力或力矩）可由負(fù)載參數(shù)（力或力矩）及運動參數(shù)（線速度或轉(zhuǎn)速）求出，設(shè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的效率為及運動參數(shù)（線速度或轉(zhuǎn)速）求出，設(shè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的效率為，則傳動系統(tǒng)的輸入功率

28、或原動機(jī)的所需功率為則傳動系統(tǒng)的輸入功率或原動機(jī)的所需功率為PPr原動機(jī)的額定功率原動機(jī)的額定功率Pe應(yīng)滿足應(yīng)滿足PePr，由此可確定由此可確定Pe值。值。4. 4. 功率功率設(shè)計各級傳動時，常以傳動件所在軸的輸入功率設(shè)計各級傳動時，常以傳動件所在軸的輸入功率Pi為計為計算依據(jù)，若從原動機(jī)至該軸之前各傳動及傳動部件的效率算依據(jù)，若從原動機(jī)至該軸之前各傳動及傳動部件的效率分別為分別為1、2、i，則有，則有Pi=P12i機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計設(shè)計功率設(shè)計功率對于批量生產(chǎn)的通用產(chǎn)品，為充分發(fā)揮原動機(jī)的工作能對于批量生產(chǎn)的通用產(chǎn)品，為充分發(fā)揮原動機(jī)的工作能力，應(yīng)以

29、原動機(jī)的額定功率為設(shè)計功率，即取力，應(yīng)以原動機(jī)的額定功率為設(shè)計功率，即取PPe；對于專用的單臺產(chǎn)品，為減小傳動件的尺寸，降低成本，對于專用的單臺產(chǎn)品，為減小傳動件的尺寸，降低成本，常以原動機(jī)的所需功率為計算功率，即取常以原動機(jī)的所需功率為計算功率，即取PPr。5. 5. 轉(zhuǎn)矩和變矩系數(shù)轉(zhuǎn)矩和變矩系數(shù)傳動系統(tǒng)中任一傳動軸的輸入轉(zhuǎn)矩傳動系統(tǒng)中任一傳動軸的輸入轉(zhuǎn)矩Ti（Nmm）可由下式求出：可由下式求出：iiinPT61055. 9機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)的特性及其參數(shù)設(shè)計該軸的輸入功率該軸的輸入功率（kW）該軸的轉(zhuǎn)速該軸的轉(zhuǎn)速（r/min）。傳動系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩傳動系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩T

30、c與輸入轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩Tr之比稱為變矩系數(shù)，之比稱為變矩系數(shù)，用用K表示，由上式可得：表示，由上式可得：inPnPTTKcrrcrc傳動系統(tǒng)的輸出功率傳動系統(tǒng)的輸出功率水泥管磨機(jī)傳動型式及總體布置方案選擇水泥管磨機(jī)傳動型式及總體布置方案選擇肥皂壓花機(jī)的傳動路線及傳動比的分配肥皂壓花機(jī)的傳動路線及傳動比的分配運輸機(jī)傳動系統(tǒng)特性參數(shù)計算運輸機(jī)傳動系統(tǒng)特性參數(shù)計算29. 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析水泥管磨機(jī)傳動型式及總體布置方案選擇水泥管磨機(jī)傳動型式及總體布置方案選擇水泥管磨機(jī)屬于連續(xù)運轉(zhuǎn)的低速大功率設(shè)備，主傳動系統(tǒng)水泥

31、管磨機(jī)屬于連續(xù)運轉(zhuǎn)的低速大功率設(shè)備，主傳動系統(tǒng)應(yīng)盡量減少傳動級數(shù)、提高效率和降低運行費用。應(yīng)盡量減少傳動級數(shù)、提高效率和降低運行費用。主要特點是主要特點是：1 1）轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)速：1040 r/min2 2）功率：）功率：10103 kW3 3）起動力矩大，連續(xù)運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，露天工作）起動力矩大，連續(xù)運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，露天工作方案選擇原則：方案選擇原則：1 1）總傳動比不宜過大，可選用同步轉(zhuǎn)速為）總傳動比不宜過大，可選用同步轉(zhuǎn)速為750r/min的的電動機(jī)，這樣，系統(tǒng)的總傳動比約為電動機(jī)，這樣，系統(tǒng)的總傳動比約為7518，故安排，故安排23級傳動較為合理。級傳動較為合理。 3 3）

32、對于小型磨機(jī)，耗電量不大，應(yīng)主要考慮降低初始費）對于小型磨機(jī)，耗電量不大，應(yīng)主要考慮降低初始費用，中型磨機(jī)應(yīng)兼顧初始費用和運行費用。用，中型磨機(jī)應(yīng)兼顧初始費用和運行費用。2 2）選用機(jī)械效率較高的傳動類型，如齒輪傳動等。蝸）選用機(jī)械效率較高的傳動類型，如齒輪傳動等。蝸桿傳動雖可實現(xiàn)大傳動比，但效率較低，不適合于連續(xù)運桿傳動雖可實現(xiàn)大傳動比，但效率較低，不適合于連續(xù)運轉(zhuǎn)的大功率機(jī)械；由于露天工作，環(huán)境多塵，采用鏈傳動轉(zhuǎn)的大功率機(jī)械；由于露天工作，環(huán)境多塵，采用鏈傳動必須很好地密封與潤滑，否則會加速磨損、降低傳動效率；必須很好地密封與潤滑，否則會加速磨損、降低傳動效率；擺線針輪傳動、諧波傳動的效率

33、較齒輪低；不應(yīng)優(yōu)先考慮。擺線針輪傳動、諧波傳動的效率較齒輪低；不應(yīng)優(yōu)先考慮。 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析幾種管磨機(jī)主要傳動系統(tǒng)方案的特點幾種管磨機(jī)主要傳動系統(tǒng)方案的特點。特點：特點：1 1）結(jié)構(gòu)簡單、初始費用低。）結(jié)構(gòu)簡單、初始費用低。 2 2）帶傳動和開式齒輪傳動效）帶傳動和開式齒輪傳動效率不高，而且?guī)鲃拥某休d率不高，而且?guī)鲃拥某休d能力也受帶型和根數(shù)的限制。能力也受帶型和根數(shù)的限制。 適用于小功率、要求初始適用于小功率、要求初始費用低的磨機(jī)。費用低的磨機(jī)。1. 1. 帶傳動帶傳動- -齒輪傳動串聯(lián)式單流傳動系統(tǒng)方案齒輪傳動串聯(lián)式單流傳動系統(tǒng)方案機(jī)械傳動系統(tǒng)方

34、案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析 2. 2. 齒輪傳動齒輪傳動齒輪傳動串聯(lián)式單流傳動系統(tǒng)方案齒輪傳動串聯(lián)式單流傳動系統(tǒng)方案特點：特點： 1 1）效率高、壽命長、外廓尺寸小）效率高、壽命長、外廓尺寸小2 2）初始費用較高）初始費用較高 該方案適用于中型磨機(jī)。該方案適用于中型磨機(jī)。機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析 3. 3. 并聯(lián)式匯流傳動系統(tǒng)方案并聯(lián)式匯流傳動系統(tǒng)方案特點：特點： 1 1）因齒輪嚙合時產(chǎn)生的切向力和徑）因齒輪嚙合時產(chǎn)生的切向力和徑向力分別平衡而降低了磨筒軸承的載向力分別平衡而降低了磨筒軸承的載荷。荷。 2 2）初始費用比第）初始費用比第2 2方案

35、低。方案低。 該方案適用于中型磨機(jī)。該方案適用于中型磨機(jī)。特點：特點： 1 1）閉式傳動，齒輪和軸承受力狀態(tài)較好，效率高）閉式傳動，齒輪和軸承受力狀態(tài)較好，效率高 2 2）齒輪加工精度要求高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。）齒輪加工精度要求高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。該方案適用于大型磨機(jī)。該方案適用于大型磨機(jī)。4. 4. 中心驅(qū)動式單流傳動系統(tǒng)方案中心驅(qū)動式單流傳動系統(tǒng)方案機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析特點：特點： 1 1）傳動系統(tǒng)為雙路驅(qū)動，具備第）傳動系統(tǒng)為雙路驅(qū)動，具備第3 3和第和第4 4方案傳動功率大、方案傳動功率大、尺寸小、質(zhì)量輕以及效率高的優(yōu)點；尺寸小、質(zhì)量輕以及效率高的優(yōu)點； 2

36、2）齒輪加工精度要求高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。大型或超大型磨）齒輪加工精度要求高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。大型或超大型磨機(jī)采用的中心驅(qū)動，多路并聯(lián)方式，為保證各路傳動的同機(jī)采用的中心驅(qū)動，多路并聯(lián)方式，為保證各路傳動的同步和均載，需增加輔助設(shè)備。步和均載，需增加輔助設(shè)備。 該方案適用于大型和超大型磨機(jī)。該方案適用于大型和超大型磨機(jī)。 5. 5. 中心驅(qū)動式并聯(lián)匯流傳動系統(tǒng)方案中心驅(qū)動式并聯(lián)匯流傳動系統(tǒng)方案機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析特點：特點： 1 1）該方案占地面積小，維護(hù)簡單）該方案占地面積小，維護(hù)簡單2 2）但電機(jī)等電器裝置的初始費用很）但電機(jī)等電器裝置的初始費用很高。同等功率時，

37、單位產(chǎn)量所需總高。同等功率時，單位產(chǎn)量所需總費用比機(jī)械傳動方費用比機(jī)械傳動方 案約高案約高（2950）%。 6. 6. 低速電動機(jī)直接驅(qū)動方案低速電動機(jī)直接驅(qū)動方案機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析 工作條件：工作條件： 電動機(jī)轉(zhuǎn)速電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n1=1450r/min， 工作頻率工作頻率 f=50 1/min， 傳動比誤差傳動比誤差 r=2%。機(jī)械傳動系統(tǒng)的機(jī)機(jī)械傳動系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)簡圖構(gòu)簡圖肥皂壓花機(jī)的傳動路線及傳動比的分配肥皂壓花機(jī)的傳動路線及傳動比的分配 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析肥皂塊壓花和出料工藝肥皂塊壓花和出料工藝推桿11壓模工位壓模工

38、位下模具7上移完成壓花工藝上模具8固定凸輪機(jī)構(gòu)13的頂桿將皂塊推出肥皂塊12肥皂塊12機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析一、傳動路線分析一、傳動路線分析該機(jī)包括三套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別完成規(guī)定動作，并連續(xù)該機(jī)包括三套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別完成規(guī)定動作，并連續(xù)協(xié)調(diào)工作：協(xié)調(diào)工作： 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1111完成皂塊送進(jìn)，六桿機(jī)構(gòu)完成皂塊送進(jìn)，六桿機(jī)構(gòu)6 6完成模具完成模具的往復(fù)移動，凸輪機(jī)構(gòu)的往復(fù)移動，凸輪機(jī)構(gòu)1313完成成品移出。完成成品移出。 整機(jī)共用一個電動機(jī)。因執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作頻率較低，故整機(jī)共用一個電動機(jī)。因執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作頻率較低，故需采用減速傳動裝置。需采用減速傳動裝置。 減

39、速裝置為三套執(zhí)行機(jī)構(gòu)公用，由減速裝置為三套執(zhí)行機(jī)構(gòu)公用，由V V帶傳動和兩級齒帶傳動和兩級齒輪傳動組成。輪傳動組成。帶傳動適宜高速級工作，故安排在第一級，并兼有安帶傳動適宜高速級工作，故安排在第一級，并兼有安全保護(hù)功能。當(dāng)機(jī)器要求具有調(diào)速功能時，可將帶傳動全保護(hù)功能。當(dāng)機(jī)器要求具有調(diào)速功能時，可將帶傳動改為帶式無級變速傳動。改為帶式無級變速傳動。 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析鏈傳動鏈傳動9 9是為實現(xiàn)較大距離的傳動而設(shè)置的。是為實現(xiàn)較大距離的傳動而設(shè)置的。錐齒輪傳動用于改變傳動方向。錐齒輪傳動用于改變傳動方向。該機(jī)的傳動系統(tǒng)為三路并聯(lián)分流傳動，其中模具的往復(fù)該機(jī)的傳

40、動系統(tǒng)為三路并聯(lián)分流傳動，其中模具的往復(fù)運動路線為主傳動鏈，皂塊送進(jìn)和送出為輔助傳動鏈。運動路線為主傳動鏈，皂塊送進(jìn)和送出為輔助傳動鏈。機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析電動機(jī)1帶傳動2二 級齒 輪減 速器3離合器4錐 齒輪 傳動5六 桿機(jī) 構(gòu)6下模具往復(fù)移動7鏈傳動9曲 柄滑 塊機(jī) 構(gòu)11錐 齒輪 傳動10皂塊送進(jìn)12凸 輪機(jī) 構(gòu)13成 品送 出14肥皂壓花機(jī)傳動路線圖肥皂壓花機(jī)傳動路線圖機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析 二、傳動比分配二、傳動比分配 1. 1. 主傳動鏈（電動機(jī)主傳動鏈（電動機(jī)模具往復(fù)移動）模具往復(fù)移動） 錐齒輪傳動暫定傳動比為

41、錐齒輪傳動暫定傳動比為1 1。每壓制一塊肥皂，六桿機(jī)。每壓制一塊肥皂，六桿機(jī)構(gòu)帶動下模具完成一運動循環(huán)，分配軸構(gòu)帶動下模具完成一運動循環(huán)，分配軸應(yīng)轉(zhuǎn)一周，故軸應(yīng)轉(zhuǎn)一周，故軸的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為n50r/min。因已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速因已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速nd1450r/min，由此可知，該傳動鏈總傳動比的預(yù)定值為，由此可知，該傳動鏈總傳動比的預(yù)定值為 29501450Innid總設(shè)帶傳動及二級齒輪減速器中高速級和低速級齒輪傳動設(shè)帶傳動及二級齒輪減速器中高速級和低速級齒輪傳動的傳動比分別為的傳動比分別為i1、i2、i3，取，取i12.5，則減速器的總傳動，則減速器的總傳動比為比為29/2.5 = 11.629/

42、2.5 = 11.6，兩級齒輪傳動平均傳動比為，兩級齒輪傳動平均傳動比為3.43.4。機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析主傳動鏈的實際總傳動比主傳動鏈的實際總傳動比095. 32165739. 3238632cdabzzizzi2928.930.24%2%29iirri 總總總選取各輪齒數(shù)選取各輪齒數(shù)za=23，zb=86，zc=21，zd=65。i總=i1i2i3=2.53.7393.095=28.93傳動比誤差傳動比誤差 實際傳動比實際傳動比從潤滑條件出發(fā)，按二級展開式圓柱齒輪減速器傳動比分配從潤滑條件出發(fā)，按二級展開式圓柱齒輪減速器傳動比分配公式，取公式，取i21.

43、2i3，則由則由i2i311.611.6可求得可求得i23.73，i33.113.11。機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析2. 2. 輔助傳動鏈輔助傳動鏈皂塊送進(jìn)和成品移位運動的工作頻率應(yīng)與模具往復(fù)運動皂塊送進(jìn)和成品移位運動的工作頻率應(yīng)與模具往復(fù)運動頻率相同，即在一個運動周期內(nèi)，三套執(zhí)行機(jī)構(gòu)各完成一頻率相同，即在一個運動周期內(nèi)，三套執(zhí)行機(jī)構(gòu)各完成一次運動循環(huán)，即送進(jìn)次運動循環(huán)，即送進(jìn)壓花壓花移位。因此分配軸移位。因此分配軸必須與必須與分配軸分配軸同步，即同步，即nn，故鏈傳動，故鏈傳動9 9和錐齒輪傳動和錐齒輪傳動1010的的傳動比均應(yīng)為傳動比均應(yīng)為1 1。主傳動鏈的實際

44、總傳動比為：主傳動鏈的實際總傳動比為：2928.930.24%2%29iirri 總總總機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析運輸機(jī)傳動系統(tǒng)特性參數(shù)計算運輸機(jī)傳動系統(tǒng)特性參數(shù)計算機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析負(fù)載總阻力負(fù)載總阻力F6200N，曳引鏈速度曳引鏈速度v0.3m/s，節(jié)距節(jié)距p160mm，驅(qū)動鏈輪齒數(shù)驅(qū)動鏈輪齒數(shù)z12。板式運輸機(jī)傳動系統(tǒng)板式運輸機(jī)傳動系統(tǒng)傳動方案已預(yù)分配傳動方案已預(yù)分配各級傳動比各級傳動比為：為：錐齒輪傳動錐齒輪傳動i13，圓柱齒輪傳動圓柱齒輪傳動i24.5，鏈傳動鏈傳動i36。電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速nd=750r/

45、min。曳引鏈速度允許誤差曳引鏈速度允許誤差r=5%。以下為該傳動系統(tǒng)選擇電動機(jī)型號，并計算各軸的運動和以下為該傳動系統(tǒng)選擇電動機(jī)型號，并計算各軸的運動和動力特性參數(shù)。動力特性參數(shù)。 1. 1. 計算執(zhí)行機(jī)構(gòu)主軸（計算執(zhí)行機(jī)構(gòu)主軸（軸）轉(zhuǎn)速和功率軸）轉(zhuǎn)速和功率1601210603 .034zpvnr/min=9.4r/min執(zhí)行機(jī)構(gòu)主軸的輸出功率執(zhí)行機(jī)構(gòu)主軸的輸出功率P為為kW=1.86kW10003.062001000FvP機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析2. 2. 求傳動系統(tǒng)總效率和電動機(jī)功率求傳動系統(tǒng)總效率和電動機(jī)功率聯(lián)軸器效率聯(lián)軸器效率10.99，錐齒輪傳動效率

46、，錐齒輪傳動效率20.960.96，圓柱齒輪傳動效率圓柱齒輪傳動效率30.970.97，鏈傳動效率，鏈傳動效率40.960.96，減速器滾動軸承效率減速器滾動軸承效率50.980.98，軸為滑動軸承效率軸為滑動軸承效率60.970.97，傳動系統(tǒng)的，傳動系統(tǒng)的總效率總效率為為需要電動機(jī)輸出的功率為需要電動機(jī)輸出的功率為808. 097. 098. 096. 097. 096. 099. 036354321kW=2.3kW808. 086. 1PPr機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析3. 3. 選擇電動機(jī)選擇電動機(jī)根據(jù)運輸機(jī)設(shè)計要求，電動機(jī)功率應(yīng)有根據(jù)運輸機(jī)設(shè)計要求，電動機(jī)

47、功率應(yīng)有20%20%左右的裕度，由左右的裕度，由手冊查得，可選用手冊查得，可選用YEJ 132M-8YEJ 132M-8型電動機(jī)，額定功率型電動機(jī)，額定功率Pe3kW，滿載轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速n710r/min。機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析 4. 4. 計算總傳動比及各級傳動比計算總傳動比及各級傳動比 系統(tǒng)的總傳動比系統(tǒng)的總傳動比由齒數(shù)條件，確定各輪齒數(shù)分別為：錐齒輪由齒數(shù)條件，確定各輪齒數(shù)分別為：錐齒輪z123，z272。圓柱齒輪圓柱齒輪z324，z4109，滾子鏈滾子鏈z519，z6105。則各傳動則各傳動實際傳動比實際傳動比為：為：53.754 . 97104nnnn

48、icr211723.1323ziz4231094.5424ziz6351055.5319ziz實際總傳動比為實際總傳動比為i=i1i2i3=3.134.545.53=78.58未超過傳動比誤差要求，所選參數(shù)可用。未超過傳動比誤差要求，所選參數(shù)可用。傳動比誤差為：傳動比誤差為：%0 . 453.7558.7853.75iiii機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析5. 5. 計算各軸轉(zhuǎn)速計算各軸轉(zhuǎn)速50.0r/minr/min54. 48 .226226.8r/minr/min13. 3710nr/min7102231121inninnnr9.0r/minr/min53. 50

49、 .50334inn 6. 6. 計算各軸功率計算各軸功率取電動機(jī)的額定功率取電動機(jī)的額定功率Pe為設(shè)計功率，求得各軸輸入功率：為設(shè)計功率，求得各軸輸入功率：2.49kWkW98. 096. 065. 22.65kWkW98. 097. 079. 22.79kWkW98. 096. 097. 22.97kWkW99. 0354345323521211PPPPPPPPe機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計實例分析7. 7. 各軸轉(zhuǎn)矩各軸轉(zhuǎn)矩mmN10264mmN949. 21055. 91055. 9mmN106 .50mmN0 .5065. 21055. 91055. 9mmN10

50、7 . 11mmN8 .22679. 21055. 91055. 9mmN103.99mmN71097. 21055. 91055. 9464464463363462262461161nPTnPTnPTnPT原動機(jī)的機(jī)械特性和工作機(jī)的負(fù)載特性原動機(jī)的機(jī)械特性和工作機(jī)的負(fù)載特性原動機(jī)的選擇原動機(jī)的選擇29.5 原動機(jī)的選擇原動機(jī)的選擇 原動機(jī)的種類很多，按使用能源的形式，可分為一次原原動機(jī)的種類很多，按使用能源的形式，可分為一次原動機(jī)和二次原動機(jī)兩大類。動機(jī)和二次原動機(jī)兩大類。 一次原動機(jī)使用自然界能源，直接將自然界能源轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮卧瓌訖C(jī)使用自然界能源，直接將自然界能源轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，如內(nèi)燃機(jī)、風(fēng)力

51、機(jī)、水輪機(jī)等；機(jī)械能，如內(nèi)燃機(jī)、風(fēng)力機(jī)、水輪機(jī)等； 二次原動機(jī)將電能、介質(zhì)動力、壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，二次原動機(jī)將電能、介質(zhì)動力、壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，如電動機(jī)、液壓馬達(dá)等。如電動機(jī)、液壓馬達(dá)等。原動機(jī)的選擇原動機(jī)的選擇原動機(jī)的機(jī)械特性和工作機(jī)的負(fù)載特性原動機(jī)的機(jī)械特性和工作機(jī)的負(fù)載特性一、原動機(jī)的機(jī)械特性一、原動機(jī)的機(jī)械特性原動機(jī)的機(jī)械特性一般用輸出轉(zhuǎn)矩原動機(jī)的機(jī)械特性一般用輸出轉(zhuǎn)矩T（或功率（或功率P）與轉(zhuǎn)速）與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系曲線，即的關(guān)系曲線，即T=f(n)或或P=f(n)曲線表示。曲線表示。一次原動機(jī)的機(jī)械特性、特點和應(yīng)用類別類別工業(yè)汽輪機(jī)工業(yè)汽輪機(jī)汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)

52、械特性機(jī)械特性圖圖圖圖功率范圍功率范圍/kW小型小型1001000大型大型100005000四沖程四沖程1.0260二沖程二沖程0.61103.5380003525000特點特點啟動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速啟動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速高，變速范圍較大，高，變速范圍較大，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，壽命長運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，壽命長設(shè)備復(fù)雜，制造技設(shè)備復(fù)雜，制造技術(shù)要求高，初始成本術(shù)要求高，初始成本高高中型汽輪機(jī)的效率中型汽輪機(jī)的效率在大型和小型之間在大型和小型之間結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，便 于 移 動 ， 轉(zhuǎn) 速 高便 于 移 動 ， 轉(zhuǎn) 速 高（四沖程達(dá)（四沖程達(dá)5000r/min5000r/min，二沖程，二沖程可可8000r/m

53、in8000r/min），能），能很快啟動達(dá)到滿載運很快啟動達(dá)到滿載運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)燃料價高、易燃，燃料價高、易燃，廢氣會造成大氣污染廢氣會造成大氣污染工作可靠，工作可靠，壽 命 長 ， 維壽 命 長 ， 維護(hù) 簡 便 ， 運護(hù) 簡 便 ， 運轉(zhuǎn) 費 用 低 ，轉(zhuǎn) 費 用 低 ，燃料較安全燃料較安全初始成本較初始成本較高 ， 廢 氣 會高 ， 廢 氣 會造 成 大 氣 污造 成 大 氣 污染染結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，啟動快而轉(zhuǎn)輕，啟動快而轉(zhuǎn)矩大，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，矩大，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，用水少，可用廉用水少，可用廉價燃油，維護(hù)簡價燃油，維護(hù)簡便便設(shè)備較復(fù)雜，制設(shè)備較復(fù)雜，制造技術(shù)要求高，造技術(shù)要求高，初始成本高

54、，燃初始成本高，燃料消耗較大，小料消耗較大，小尺寸燃?xì)廨啓C(jī)尤尺寸燃?xì)廨啓C(jī)尤甚甚應(yīng)用應(yīng)用適用于大功率高速適用于大功率高速驅(qū)動，如壓縮機(jī)、泵驅(qū)動，如壓縮機(jī)、泵和風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)多用于汽車多用于汽車應(yīng)用很廣，如應(yīng)用很廣，如各種車輛、船各種車輛、船舶、農(nóng)業(yè)機(jī)械、舶、農(nóng)業(yè)機(jī)械、挖掘機(jī)、壓縮挖掘機(jī)、壓縮機(jī)機(jī)用于大功率高用于大功率高速驅(qū)動，如機(jī)速驅(qū)動，如機(jī)車、飛機(jī)、原車、飛機(jī)、原油輸送、發(fā)電油輸送、發(fā)電各類電動機(jī)主要性能的比較電動機(jī)類別交交 流流 電電 動動 機(jī)機(jī)直直 流流 電電 動動 機(jī)機(jī)異異 步步同同 步步并并 勵勵串串 勵勵機(jī)械特性圖圖圖圖功率范圍/kW0.35000200100000.355001.376

55、50轉(zhuǎn)速范圍/rmm15003000150300025030003702400特點籠型籠型繞線型繞線型恒轉(zhuǎn)速，功率恒轉(zhuǎn)速，功率因數(shù)可調(diào)節(jié)；因數(shù)可調(diào)節(jié)；需供勵磁的直需供勵磁的直流電機(jī)，價格流電機(jī)，價格貴。可采用變貴?？刹捎米冾l電源進(jìn)行無頻電源進(jìn)行無級調(diào)速級調(diào)速調(diào)速性能好，調(diào)速性能好，能適應(yīng)各種能適應(yīng)各種載荷特性；載荷特性；價格較貴，價格較貴，維護(hù)復(fù)雜，維護(hù)復(fù)雜，并需要直流并需要直流電源電源啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動轉(zhuǎn)矩大，自適應(yīng)性好，自適應(yīng)性好，過載能力強；過載能力強；價格貴，維價格貴，維護(hù)復(fù)雜，需護(hù)復(fù)雜，需有直流電源有直流電源結(jié)構(gòu)簡單，工作結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護(hù)容易，可靠，維護(hù)容易，價格低廉；滿載時價

56、格低廉；滿載時效率和功率因數(shù)高；效率和功率因數(shù)高；但啟動和調(diào)速性能但啟動和調(diào)速性能差，輕載時，功率差，輕載時，功率因數(shù)低因數(shù)低變極數(shù)可以多級變極數(shù)可以多級變速；有變頻電源變速；有變頻電源時，可以無級高速時，可以無級高速啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動時功率因數(shù)高；在時功率因數(shù)高；在轉(zhuǎn)子回路中增減外轉(zhuǎn)子回路中增減外電阻可改變其滑差電阻可改變其滑差率，可在最大轉(zhuǎn)矩率，可在最大轉(zhuǎn)矩時調(diào)速但調(diào)節(jié)器范時調(diào)速但調(diào)節(jié)器范圍小，維護(hù)較麻煩，圍小，維護(hù)較麻煩，價格稍貴價格稍貴應(yīng)用通常用于載荷平穩(wěn)、通常用于載荷平穩(wěn)、不調(diào)速、長期工作不調(diào)速、長期工作的機(jī)器，如水泵、的機(jī)器，如水泵、金屬切削機(jī)床、起金屬切削機(jī)床、起重

57、運輸機(jī)械、礦山重運輸機(jī)械、礦山機(jī)械機(jī)械載荷周期變化、啟載荷周期變化、啟制動次數(shù)較多、小制動次數(shù)較多、小范圍調(diào)速的機(jī)器，范圍調(diào)速的機(jī)器，如軋鋼機(jī)主傳動、如軋鋼機(jī)主傳動、提升機(jī)提升機(jī)通常用于不調(diào)速通常用于不調(diào)速的低速、重載和的低速、重載和大功率機(jī)器，特大功率機(jī)器，特別是需要功率因別是需要功率因數(shù)補償?shù)膱龊?，?shù)補償?shù)膱龊希缢嗄C(jī)，鼓如水泥磨機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)用于要求調(diào)速用于要求調(diào)速范圍大、交流范圍大、交流電動機(jī)調(diào)速不電動機(jī)調(diào)速不能滿足要求時，能滿足要求時，如重型機(jī)床如重型機(jī)床需要啟動轉(zhuǎn)矩需要啟動轉(zhuǎn)矩大、恒功率調(diào)大、恒功率調(diào)速的機(jī)器，如速的機(jī)器，如電力機(jī)車、電電力機(jī)車、電車、起重機(jī)車、起重機(jī)利用變頻器

58、對交流電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速，變頻器可以看作一個利用變頻器對交流電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速，變頻器可以看作一個頻率可調(diào)的交流電源，因此頻率可調(diào)的交流電源，因此 對于現(xiàn)有的作恒轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的異對于現(xiàn)有的作恒轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的異步電動機(jī)，只需要在電源和電動機(jī)之間接入變頻器和相應(yīng)設(shè)步電動機(jī)，只需要在電源和電動機(jī)之間接入變頻器和相應(yīng)設(shè)備，就可以實現(xiàn)調(diào)速控制，而無需對電動機(jī)和系統(tǒng)本身進(jìn)行備，就可以實現(xiàn)調(diào)速控制，而無需對電動機(jī)和系統(tǒng)本身進(jìn)行大的改造。大的改造。 通用型變頻器的調(diào)速范圍可達(dá)通用型變頻器的調(diào)速范圍可達(dá)1:101:10以上；高性能的矢量以上；高性能的矢量控制變頻器的調(diào)速范圍可達(dá)控制變頻器的調(diào)速范圍可達(dá)1:10001:1000。

59、變頻調(diào)速異步電動機(jī)變頻調(diào)速異步電動機(jī)既保持了異步電動機(jī)械特性硬的特既保持了異步電動機(jī)械特性硬的特點，并具有高精度的調(diào)速性能點，并具有高精度的調(diào)速性能。原動機(jī)的選擇原動機(jī)的選擇二、工作機(jī)的負(fù)載特性二、工作機(jī)的負(fù)載特性代表工作機(jī)工況最重要的特性是載荷（包括功率代表工作機(jī)工況最重要的特性是載荷（包括功率P P，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩T T和力和力F F）與速度（包括轉(zhuǎn)速）與速度（包括轉(zhuǎn)速n和線速度和線速度v）之間的關(guān)系）之間的關(guān)系nT特性，這也是討論原動機(jī)、傳動裝置與工作機(jī)匹配的基本依特性，這也是討論原動機(jī)、傳動裝置與工作機(jī)匹配的基本依據(jù)。據(jù)。工作機(jī)的轉(zhuǎn)速工作機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)速功率）特性，主要有四種，

60、功率）特性，主要有四種，即即恒轉(zhuǎn)矩載荷、恒功率載荷、平方降轉(zhuǎn)矩載荷和恒轉(zhuǎn)速載荷。恒轉(zhuǎn)矩載荷、恒功率載荷、平方降轉(zhuǎn)矩載荷和恒轉(zhuǎn)速載荷。原動機(jī)的選擇原動機(jī)的選擇1 1 恒轉(zhuǎn)矩載荷恒轉(zhuǎn)矩載荷恒轉(zhuǎn)矩載荷的恒轉(zhuǎn)矩載荷的nT特性特性 工作機(jī)的速度無論如何變化，工作機(jī)的速度無論如何變化，其穩(wěn)定狀態(tài)下的載荷轉(zhuǎn)矩大體上是其穩(wěn)定狀態(tài)下的載荷轉(zhuǎn)矩大體上是一個定值如下圖所示。一個定值如下圖所示。 恒轉(zhuǎn)矩特性的載荷消耗的能量恒轉(zhuǎn)矩特性的載荷消耗的能量與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n n成正比。例如：傳送帶、成正比。例如：傳送帶、攪拌機(jī)、擠壓成型機(jī)和起重機(jī)等。攪拌機(jī)、擠壓成型機(jī)和起重機(jī)等。原動機(jī)的選擇原動機(jī)的選擇2 2 恒功率載荷恒功率載