【正文】 例 1：由齒輪傳動和蝸桿傳動組成的傳動系統(tǒng)，其可以組成 “齒輪 — 蝸桿”減速裝置和 “蝸桿 — 齒輪” 減速裝置 (按從高速級到低速級的順序命名 )。 a??b、 ,即齒輪 — 蝸桿減速裝置的傳動誤差較小，運動精度較高。 高速級的傳動誤差反映到輸出運動上，被低速級的速比縮小了。當(dāng)量摩擦角 φv與滑移速度 Vs有關(guān)。 smvs/滑移速度 v?當(dāng)量摩擦角 V?當(dāng)量摩擦系數(shù) 0176。00′ 2176。17′ 24 10 5 由上表可看出， 滑移速度 Vs提高， 當(dāng)量摩擦角 φ v和當(dāng)量摩擦系數(shù) μv大大降低，從而 嚙合效率 η1提高 。 ② 對以傳遞運動為主要要求的傳統(tǒng)系統(tǒng)，由于對傳動精度要求較高，應(yīng)優(yōu)先采用齒輪 —蝸桿減速裝置。鏈的速度越高，“多邊形效應(yīng)”越嚴(yán)重?？傮w布置對潤滑和密封也有影響。 3．操縱件的布置 操縱系統(tǒng)中產(chǎn)生操縱力或發(fā)生操作信號的構(gòu)件叫操縱件，如拉桿、手柄、手輪、按鈕、按鍵、腳踏板等，都是操縱件。 ① 操縱件的布置應(yīng)便于操作 ② 操縱件的布置應(yīng)使操作人員按習(xí)慣進(jìn)行操作 人有許多習(xí)慣，操縱件的布置應(yīng)遵循這些習(xí)慣。 1．手扶拖拉機(jī)的總體布置 （三）總體布置設(shè)計示例 手扶拖拉機(jī)在總體布置上有下面 3個特點： ① 要保持總體平衡 手扶拖拉機(jī)屬于 單軸移動式機(jī)械 ， 手扶拖拉機(jī)采用 單輪輪式的支撐方式 ，單機(jī)不能縱向平衡 ，只有和農(nóng)具或拖車組成機(jī)組才能縱向平衡和穩(wěn)定行駛。橫置 — 曲軸旋轉(zhuǎn)平面與單輪平行；豎置 — 兩者垂直。由于其轉(zhuǎn)速較高，可以驅(qū)動水泵、脫粒機(jī)等機(jī)器。 總體布置時還考慮各旋轉(zhuǎn)零件間、旋轉(zhuǎn)零件與不旋轉(zhuǎn)零件間要有一定距離。 “齒輪 — 蝸桿”減速裝置與“蝸桿 — 齒輪”減速裝置各有什么優(yōu)缺點，各適用于什么場合。 通過不同的相對運動方案，就形成了 4種型號的銑床： 升降臺臥式銑床 工作臺不升降立式銑床 橫梁移動式龍門銑床 地坑式龍門銑床 結(jié)構(gòu)特點： 銑刀軸水平布置 ， 加工尺寸和重量較小的工件。集中驅(qū)動采用電動機(jī)較少，可以較好地實現(xiàn)這些相對運動間的關(guān)系；缺點是 傳動系統(tǒng)復(fù)雜 。采用獨立驅(qū)動，可 簡化傳統(tǒng)系統(tǒng) ，使得運動鏈大大縮短。 與前述兩種銑床相比，橫梁移動式龍門銑床上電動機(jī)的數(shù)目就更多。 地坑式龍門銑床 驅(qū)動模式： 采用 多臺電動機(jī)獨立驅(qū)動 的模式， 有 2個銑削頭，各用一個電動機(jī)驅(qū)動，實現(xiàn)銑刀旋轉(zhuǎn)運動和上下、左右運動；用另一臺電動機(jī)驅(qū)動龍門架前后運動。 3．連續(xù)纏管機(jī)的總體布置 玻璃纖維 有機(jī)樹脂 預(yù)浸或現(xiàn)浸 加熱固化 脫 模 切割翻管 檢 驗 成 品 纏繞成型 芯軸 連續(xù)纏管工藝過程 原料是玻璃纖維制品，在這些纖維品上浸上樹脂，然后按一定的成型規(guī)律纏繞在芯軸上，經(jīng)加熱固化、脫模、切割等工序，就制成了玻璃鋼管。 心 軸處于鉛垂位置，樹脂不會在重力作用下偏向管子一側(cè)，從而產(chǎn)生樹脂不均勻的現(xiàn)象； (3)設(shè)備占地面積較小。 若干個縱向纖維帶盤 2經(jīng)分配器把縱向纖維帶 3均勻地分布在 心 軸表面；若干個環(huán)向纖維帶盤 5繞心軸轉(zhuǎn)動，將玻璃纖維帶螺旋狀繞在 心 軸上，相鄰帶盤反向轉(zhuǎn)動，相鄰纖維帶反向重疊。 所繪制的產(chǎn)品總體布置圖上應(yīng)標(biāo)明該產(chǎn)品的總體主要參數(shù)，這些參數(shù)是進(jìn)行總體設(shè)計和零部件設(shè)計的依據(jù)。 0w11ttTG th ??? （ 1） Gth所表示的是機(jī)器 調(diào)整到正常工作狀態(tài) 時的生產(chǎn)率， Gth又叫 理論生產(chǎn)率 。 機(jī)械產(chǎn)品的 實際生產(chǎn)率 G ： s0w1tttG ???式中： ts—由于故障而停歇的時間。 標(biāo)注 2個工作行程：升降臺 5在升降液壓缸 6帶動下，上下移動的行程(350mm)，左、右主軸箱橫向移動行程 (俯視圖中 )(420220=200mm)。 (5)另外圖上還標(biāo)注了主要零部件的一些 外形尺寸 。 顎式破碎機(jī)的鉗角是定顎 1與動顎 2的夾角 α ， 它是 顎式破碎機(jī)的 重要的尺寸參數(shù)。 ???? 21 2 2 tgtgtgtg ???則 ?? 2?故顎式破碎機(jī)能正常工作的條件是： ?? 2? 0?? yF若 ， ，物料會被擠出。 速度越高，機(jī)械系統(tǒng)的生產(chǎn)率就越高， 但系統(tǒng)的振動、噪聲、溫升、能耗就越大，對零部件的制造安裝精度及潤滑密封等要求越高。 如起重機(jī)的運動參數(shù)有：起升 (下降 )速度、大車行駛速度、小車行駛速度，回轉(zhuǎn)速度，變幅速度等。 有些運動參數(shù)是通過計算得到的 ，如播種機(jī)中采用的型孔輪式排種器的轉(zhuǎn)速 n是通過設(shè)計計算得到的， P41圖 217和 218。 （ 2） 的距離種子靠重力下落： 2m axb 距離型孔輪沿切向走： ld 32?式中： V為型孔輪的線速度； g重力加速度； t為種子靠重力下落 bmax/2的時間。 有些執(zhí)行構(gòu)件的運動參數(shù) 要 在一定范圍里變化 。在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過試驗，才能最后決定執(zhí)行構(gòu)件的運動參數(shù)。 m inm a x ~ nnn t 無級變速 nmax nmin 無級變速優(yōu)點： 可得到最有利的工作速度 ，便于實現(xiàn)自動化。 m inm ax ~ nnn t 有級變速 nmax nmin 對于有級變速，設(shè)計時應(yīng)首先確定 公比 φ。 應(yīng)用過程中，可將無級變速和有級變速結(jié)合在一起，以便擴(kuò)大變速范圍 R。常見的有兩種調(diào)速方式： 無級變速 和 有級變速 。為滿足不同的使用要求，鉆床主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)刀速度要求在一定范圍里變化。如用于裝卸作業(yè)的起重機(jī)，上述速度較快，用于安裝作業(yè)的起重機(jī)上述速度較慢；起重距離越長，上述速度較快，反之較慢；起重重量較小，上述速度較快，反之較慢。 如食品機(jī)械中與果實發(fā)生關(guān)系的機(jī)械，像水果分級、運輸、清洗機(jī)械，運動參數(shù)以不損傷水果為限度。如機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速；工作臺及力架的移動速度；移動式機(jī)械的行駛速度；連續(xù)作業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)節(jié)拍等。 取物料為研究對象，進(jìn)行受力分析：重力 Fw、動顎 2法向作用力 Fn切向力 (摩擦力 )F定顎 1法向作用力 Fn切向力 (摩擦力 )F1。 確定尺寸參數(shù)時應(yīng)注意： ① 確定的尺寸參數(shù)應(yīng)符合： GB32180《 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系 》 的規(guī)定。 (5)必要時對一些關(guān)鍵尺寸參數(shù)要通過試驗確定。 2．尺寸參數(shù) (3)主要運動部件的工作行程： 220 300 420 (1)總體輪廓尺寸： 總長 總寬 總高 1570 1600 2410 (2)特性尺寸： 加工范圍、中心高等尺寸、 可加工的連桿兩孔中心距的范圍、裝料高度： 1220(正視圖 ) 該鏜床工作時有 3個運動：鏜刀轉(zhuǎn)動、升降臺上下移動、對刀時左、右主軸箱 2在橫梁上的橫向移動。生產(chǎn)率系數(shù) η表示 工藝過程的連續(xù)化程度 ，也反映了 時間的利用程度 。 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)率 Gth為： wk1tG ? 三、總體主要參數(shù)的確定 0w ttT ??式中： tw—工作行程所需時間； t0—空回行程所需時間。 由工藝過程可看出：臥式連續(xù)纏繞機(jī)可實現(xiàn) 連續(xù)生產(chǎn) ， 生產(chǎn)率高 ， 自動化程度高 ； 心 軸不動 、 結(jié)構(gòu)簡單 ， 操作方便 。纏滿一根芯軸后 ,要切斷 \固化 \脫模 ,再纏另一根 ,難以連續(xù)生產(chǎn) .要實現(xiàn)玻璃鋼管的生產(chǎn)，還 需要相應(yīng)的設(shè)備來完成加熱、固化和脫模的工序 。 立式連續(xù)纏管機(jī) 的 心 軸 1鉛垂布置，由牽引輥 2驅(qū)動，導(dǎo)向輥 15支承，一邊轉(zhuǎn)動一邊從下向上垂直移動，通過水平布置的六層工作臺，分層纏繞纖維品，當(dāng)纏滿一根 心 軸后，將玻璃鋼管切斷，經(jīng)固化爐固化后，將玻璃鋼管從心 軸上脫模，就加工出一根玻璃鋼管。 工件的質(zhì)量和尺寸大小 是影響總體布置的重要因素，總體布置不一樣，驅(qū)動形式不一樣。 橫梁移動式龍門銑床 結(jié)構(gòu)特點： 用來加工特大型工件 。 結(jié)構(gòu)特點： 用來加工大型工件 。工件裝在工作臺上，只能作 X、 Y兩個方向的運動，銑刀除轉(zhuǎn)動外，可沿軌道作 Z方向的運動。由于工件尺寸和重量小，刀具只轉(zhuǎn)動。 旋轉(zhuǎn)運動由銑刀完成，而其它 3個相對運動，有兩個方案：①工件靜止，銑刀運動；②銑刀靜止，工件運動。為適應(yīng)不同作業(yè)和不同人體高度， 手扶架在高度和長度方向上都可調(diào)節(jié) 。 在變速箱后部設(shè)了一個 動力輸出軸 ，在該軸上裝上鏈輪，可驅(qū)動旋耕機(jī)工作。 手扶拖拉機(jī)總體平衡的特點：作為一個機(jī)組來考慮質(zhì)心位置和行駛平穩(wěn)性，同時又要兼顧單機(jī)行駛和停放的要求。手扶拖拉機(jī)行走時，駕駛員坐在機(jī)架一方的座位上，這時機(jī)器重心后移到輪軸后方，為保持平衡，在拖拉機(jī)后部加了一個支撐輪。 ③ 操縱件的布置應(yīng)使操作人員有合適的位置 操作人員的位置應(yīng)設(shè)在操縱件集中的地方，為此 操縱件應(yīng)集中布置在工序集中，操作最頻繁、最容易出現(xiàn)故障和最便于觀察的部位 ；當(dāng)不能滿足上述要求時，常用的操縱件一定要放在操作人員的身旁；對于大型機(jī)械，有時要設(shè)幾個操作位置，這時應(yīng)設(shè)聯(lián)鎖裝置。操縱件的布置既要考慮對機(jī)械系統(tǒng)操縱方便，又要照顧到操縱者使用方便。在進(jìn)行總體布置時，要注意有利于各級傳動的潤滑與密封。 例 3：變回轉(zhuǎn)運動為往復(fù)直線運動或擺動的機(jī)構(gòu)，應(yīng)放在運動鏈的 低速端 。 “ 帶 — 齒輪 — 鏈”減速裝置 “ 鏈 — 齒輪 — 帶”減速裝置 兩種減速裝置相比較， “帶 —齒輪 —鏈”減速裝置較為合理： （ 1） 帶傳動適于在較高速度下進(jìn)行傳動， 具體表現(xiàn)為： ① 傳遞相同的功率，在較高的轉(zhuǎn)速下，傳遞的轉(zhuǎn)矩 T小，帶所受的拉力 F小，帶不容易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象； ② 帶傳動的 彈性滑動率較小，速度損失??； ③ 帶受的拉力小，帶的壽命較長； ④ 帶傳動的外廓尺寸也較小?；扑俣龋海?式中 n1—蝸桿轉(zhuǎn)速 ) ??cos)100060/(11 ?? ndVS 由上式可以看出：齒輪 — 蝸桿減速裝置蝸桿副的滑移速度遠(yuǎn)低于蝸桿 —齒輪減速裝置，從而使傳動效率較低。09′ 4176。55′ 1176。 ?表示傳動系統(tǒng)的效率 g?表示齒輪副的傳動效率 w?表示蝸桿副的傳動效率 g?? ?? w 1)~( ??效率的乘積 ～ 效率與攪油損失 2? 3?蝸桿傳動的效率主要決定于嚙合效率 η1。 —v?式中： 由公式可看出：在蝸桿導(dǎo)程角 γ不變時， η1主要決定于蝸桿副的當(dāng)量摩擦角 φv。 （ 2）齒輪 —蝸桿減速裝置的 傳動效率較低。 （ 1）齒輪 —蝸桿減速裝置的 傳動精度較高 設(shè)兩種傳動方案中各零件的制造精度和參數(shù)相同， 齒輪副的傳動誤差為 g??，蝸桿副的傳動誤差為 w??且兩者數(shù)值比較接近。四工位專用機(jī)床采用兩臺電動機(jī)，分別驅(qū)動不同的執(zhí)行系統(tǒng)。 2．傳動系統(tǒng)的布置 傳動系統(tǒng)在機(jī)械產(chǎn)品中占有重要的地位，例如在汽車拖拉機(jī)制造過程中，制造傳動系統(tǒng)的工作量占總工作量的 50%以上，金屬切削機(jī)床制造過程中，占60%以上。 自走式谷物聯(lián)合收獲機(jī)，要把直立的谷物割倒并輸送走，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)件 — 割刀滾輪等的位置應(yīng)能保證谷物傳送方便與安全。 （ 2）使 原動件盡量接近執(zhí)行構(gòu)件 減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動副和構(gòu)件的數(shù)目，可以減小因運動副磨損和構(gòu)件發(fā)生變形而造成的 誤差積累 ，從而提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動精度。例如在四工位專用機(jī)床進(jìn)行總體布置時，首先把執(zhí)行構(gòu)件 — 刀具和工件布置好。 課本 P33圖 28，為自走式谷物收獲機(jī)的總體布置圖。而在進(jìn)行總體布置時，要按照 “ 執(zhí)行系統(tǒng) — 傳動系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)及支承形式 — 動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng) ” 的思路來進(jìn)行。 如 P25圖 26，在確定自走式谷物聯(lián)合收獲機(jī)的基本結(jié)構(gòu)布局時，就畫出了發(fā)動機(jī)、駕駛室和糧箱 3種方案的布置圖，以此作為評價方案的依據(jù)。消防車采用紅色為主體，紅色有很好的注目性和遠(yuǎn)視效果，使消防車暢行無阻。 在總體布置上應(yīng)使各零部件的 組合勻稱協(xié)調(diào) ， 符合一定的比例關(guān)系 ， 前后左右的輕重關(guān)系要對稱和諧 ， 有穩(wěn)定感和安全感 ，否則用戶就不敢購買。 經(jīng)常要維修的部位要布置機(jī)器的外部便于維修處 。 機(jī)械產(chǎn)品還有許多 要調(diào)整的部位 ，在總體布置設(shè)計時， 要考慮調(diào)整的方便 。 機(jī)械系統(tǒng)的操作要符合 人 機(jī)工程學(xué) ，使人感到舒適。 5．結(jié)構(gòu)緊湊、層次分明