【正文】 ,三角帶、多楔帶、同步齒形帶等 v30m/s，需用平皮帶 v≤ 35m/s 橡膠帶 v≤ 40m/s 皮革帶 v40m/s 絲織帶 c． 內(nèi)聯(lián)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng) 無(wú)傳動(dòng)彎矩，主軸彎曲變形小，不受速度限制，可以變速。 （ 2） 傳動(dòng)件的布置： 1） 傳動(dòng)方式：主要取決于 n、 Rn 和平穩(wěn)性的要求。 （二） 執(zhí)行軸（主軸） 1. 執(zhí)行軸（主軸）的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： （ 1） 外部形狀： 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 電子教案 段鐵群 教授 28 1） 階梯軸 P60 圖 2） 一般結(jié)構(gòu)形狀 P69 圖 （ 2） 中空結(jié)構(gòu)：通過(guò)棒料，取出頂尖，裝拉桿（刀盤(pán)、 自動(dòng)卡盤(pán)等）等 （ 3） 主軸頭部結(jié)構(gòu)：裝刀具或夾具，頂尖 P72 表 作用：定位、夾緊、傳遞扭矩。 （ 4） 溫升和熱變形：溫升使主軸組件的形狀和位置發(fā)生畸變。 彎曲剛度： K=F/? N/? m P71 圖 扭轉(zhuǎn)剛度：QLTLQTK T ??? / rad/mN 2? 注意：絕大多數(shù)執(zhí)行軸用彎曲剛度來(lái)衡量，在有套筒卸載條件下采用扭轉(zhuǎn)剛度衡量，如：鉆、鏜等。 一、執(zhí)行軸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （一） 執(zhí)行軸機(jī)構(gòu)的組成及基本要求 1. 執(zhí)行軸機(jī)構(gòu)的組成： 由執(zhí)行軸、傳動(dòng)件（齒輪、帶輪等）、支承（軸承、調(diào)整元件等）和密封件、固定元件（螺釘、螺母等）等組成。 一、執(zhí)行系統(tǒng)的組成： 是由執(zhí)行末端件和與之相聯(lián)接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 電子教案 段鐵群 教授 26 第四章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì) 重點(diǎn) ： 執(zhí)行軸，執(zhí)行軸支承，執(zhí)行軸傳動(dòng)件，執(zhí)行軸 組件計(jì)算， 普通滑動(dòng)導(dǎo)軌 ，普通滑動(dòng)導(dǎo)軌計(jì)算。 16. 按 下 圖所示傳動(dòng)系統(tǒng)圖 繪制 轉(zhuǎn)速圖。 13. 某車(chē)床其輸出轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) z=18 級(jí)，最高轉(zhuǎn)速 maxn =1400r/min，公比 ? =。 【例 】 P160 圖 見(jiàn)【例 】，恒功率連續(xù)切削： m in/2021~500 rn ?主 解 ： 主軸要求的恒功 率調(diào)速范圍為 a x ??? jinp nnR 電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍為 3150 0450 0m a x ??? rp nnR 因?yàn)?： pzupunp RRrR 1???? ? 所以 ： 3 )14(1 ??? ??z pnpu RR? 最大輸出功率 ： 1） 76/44： 4000~1330r/min 2） 54/66： 1900~630r/min 3） 34/86： 900~300r/min 4） 19/101： 425~145r/min （ 4） 注意問(wèn)題： 1） 變速箱有不同的公比，級(jí)數(shù) Z（通常為 4 級(jí)），功率 —— 形成系列化； 2） 變速箱，操作機(jī)構(gòu) ，潤(rùn)滑系統(tǒng)已由專(zhuān)門(mén)廠家生產(chǎn)。主軸的最高轉(zhuǎn)速 max主n =4000r/min，最低轉(zhuǎn)速為 30r/min，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 jn =145r/min，最大切削功率為 。擬采用交流調(diào)頻主軸電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速 nr=1500r/min，最高轉(zhuǎn)速 nmax=4500r/min，試擬定有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)并選擇電動(dòng)機(jī)的功率和型號(hào)。 2. 擴(kuò)大恒功率區(qū)間 方法：利用有級(jí)變速擴(kuò)大恒功率區(qū)間。 P154 圖 1） 雙聯(lián)滑移齒輪塊 P154 圖 （左圖） 2） 三聯(lián)滑移齒輪塊 P154 圖 （上排左圖） 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 電子教案 段鐵群 教授 21 （ 3） 變速操縱方便 1） 盡量靠近“前”箱面（操作位置） 2） 兩相鄰變速組的滑移齒輪放在同一根軸上 2. 一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)齒輪的排列 （ 1） 雙聯(lián)滑移齒輪塊 P154 圖 （ 2） 三聯(lián)滑移齒輪塊 P154 圖 3. 縮短軸向尺寸的方法 （ 1） 采用窄式排列 （ 2） 三聯(lián)齒輪塊“一分為二” （ 3） 兩個(gè)傳動(dòng)組統(tǒng)一安排 P154 圖 八、計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 1. 設(shè)備的功率和轉(zhuǎn)矩特性： （ 1） 功率扭矩特性曲線(xiàn) P155 圖 （ 2） 計(jì)算轉(zhuǎn)速：傳遞最大功率的最低轉(zhuǎn)速。 3. 采用分支傳動(dòng) )221(3224 6621 ????? 可以看作是“并聯(lián)” 優(yōu)點(diǎn)：高速下，短傳動(dòng)鏈具有機(jī)械效率高，振動(dòng)小，精度高。 原則 四的變化 ：“早降晚升” P147 圖 圖 即：為使得噪聲小，傳動(dòng)振動(dòng)小，中間軸轉(zhuǎn)速應(yīng)取得低些，但結(jié)構(gòu) 尺寸會(huì)有所增大。 設(shè)計(jì)步驟： 1. 確定傳動(dòng)組數(shù)、各傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù) 2. 擬定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式 3. 擬定轉(zhuǎn)速圖 【例 】 P143 解 ： 1. 確定轉(zhuǎn)速 數(shù)列 查表 P45 表 查得： 、 4 6 90、 12 180、 250、 35 500、 7 1000、 1400r/min 2. 確定傳動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù) 方案：（ 1） 12=3 4（ 2） 12=4 3 （ 3） 12=3 2 2（ 4） 12=2 3 2（ 5） 12=2 2 3 原則 一 ：“前多后少” ，傳動(dòng)副多的傳動(dòng)組放置在前面，即在盡可能的高速位置，可使結(jié)構(gòu)緊湊。同理第一次起擴(kuò)大作用的稱(chēng)為第一擴(kuò)大組，第二次起擴(kuò)大作用的稱(chēng)為第二擴(kuò)大組，依此類(lèi)推第 i 次起擴(kuò)大作用的變速組稱(chēng)為第 i個(gè)擴(kuò)大組。 3） 傳動(dòng)組的級(jí)比和級(jí)比指數(shù)： 級(jí)比：一個(gè)傳動(dòng)組（變速組）內(nèi)相鄰傳動(dòng)副傳動(dòng)比的比值，用 ix? 表示。 3） 轉(zhuǎn)速點(diǎn)：是指在軸線(xiàn)上畫(huà)的圓點(diǎn)，用它來(lái)表示該軸所具有的轉(zhuǎn)速值。 P136 圖 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 電子教案 段鐵群 教授 16 （四） 安全保護(hù)裝置 作用：防止過(guò)載而損壞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（件） 注意：摩擦副過(guò)載“打滑”，有保護(hù)功能。 特點(diǎn)：功率大，不需要電源。 （二） 起停和換向裝置 基本要求：省力（操作），安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能傳遞足夠的動(dòng)力。 3. 離合器變速 P132 圖 特點(diǎn)：接合平穩(wěn)，可在運(yùn)動(dòng)中變速，傳遞大轉(zhuǎn)矩，（用斜齒，人字齒輪），結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜。 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 電子教案 段鐵群 教授 15 （一） 變速裝置 改變動(dòng)力源的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。 特點(diǎn)：動(dòng)源少，便于傳動(dòng)件之間的聯(lián) 系，傳動(dòng)系統(tǒng)集中。 P128 圖 （二） 獨(dú)立和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng) 1. 獨(dú)立驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng) 是指各執(zhí)行件分別由獨(dú)立動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。 2. 有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng) 是指執(zhí)行件的轉(zhuǎn)速（或速度）在一定范圍內(nèi)有級(jí)變化的傳動(dòng)系統(tǒng)。 特點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)載荷大，換向平穩(wěn)。 類(lèi)型：鋼球式，寬帶式，錐碗式等。 2. 內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈：傳動(dòng)鏈兩端件之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求的傳動(dòng)鏈。 難點(diǎn) ： 擬定 轉(zhuǎn)速圖 的 方法和步驟，設(shè)備的功率扭矩特性和傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速的求解方法， 無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)特點(diǎn)。采用無(wú)級(jí)調(diào)速自動(dòng)包裝機(jī)的生產(chǎn)率可調(diào)范圍是 70~130塊 /分鐘。按等強(qiáng)度原理設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，材料可以得到充分利用，從而減輕了重量，降低了成本。 （ 1） 自增強(qiáng) P55圖 （ 2） 自平衡 P55圖 （ 3） 自保護(hù) 5. 變形協(xié)調(diào)原理： 使兩零件的連接處在外載荷作用下所產(chǎn)生的變形方向（從應(yīng)力 分布圖來(lái)看）相同，且使其相對(duì)變形量盡可能小。 【例】型孔輪式排種器 P45圖 4. 動(dòng)力參數(shù) 動(dòng)力參數(shù)是指電動(dòng)機(jī)的額定功率、液壓缸的牽引力、液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)、伺服電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等。但公比越小，級(jí)數(shù)就越多，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜。 2. 尺寸參數(shù)： 尺寸參數(shù)主要是指影響機(jī)械性能和工作范圍的主要結(jié)構(gòu)尺寸和作業(yè)位置尺寸。 1. 總體布置設(shè)計(jì)的基 本要求： （ 1） 功能合理 （ 2） 結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、比例協(xié)調(diào) （ 3） 充分考慮產(chǎn)品的系列化及發(fā)展 2. 機(jī)械系統(tǒng)總體布置的基本類(lèi)型： （ 1） 按工作機(jī)構(gòu)的空間幾何位置可分為： 1） 平面式 2） 空間式 （ 2） 按執(zhí)行機(jī)構(gòu)的布置方向可分為： 1） 平式 2） 直立式 3） 傾斜式 4） 圓弧式 （ 3） 按原動(dòng)機(jī)與機(jī)架的相對(duì)位置可分為： 1） 前置式 2） 中置式 3） 后置式 （ 4） 按工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系可分為： 1） 轉(zhuǎn)式 2） 直線(xiàn)式 3） 振動(dòng)式 （ 5） 按機(jī)架（或機(jī)殼）的形式可分為： 1） 整體式 2） 剖分式 3） 組合式 4） 單柱式（開(kāi)式） 5） 龍門(mén)式（閉式） 6） 懸臂式 P37圖 四、總體（主要）參數(shù)的確定 總體參數(shù)是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)和零部件設(shè)計(jì)的依據(jù) 。 （ 3） 按比例繪制主要結(jié)構(gòu)草圖 （ 4） 檢查主、輔功能載體結(jié)構(gòu) （ 5） 設(shè)計(jì) 結(jié)果初評(píng)及選擇 2. 詳細(xì)設(shè)計(jì)： （ 1） 各功能載體的詳細(xì)設(shè)計(jì) 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 電子教案 段鐵群 教授 8 （ 2） 補(bǔ)充、完善結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)草圖 （ 3） 對(duì)完善的結(jié)構(gòu)總體草圖進(jìn)行審核 （ 4） 進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 3. 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)的完善和審核： 主要對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題和薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（是否達(dá)到目標(biāo)）。 （ 2） 簡(jiǎn)單原則：在滿(mǎn)足使用要求（總功能）的前提下，盡量使整機(jī)，部件和零件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且數(shù)目少。所謂“質(zhì)”的設(shè)計(jì)是指“定形”設(shè)計(jì)，有系統(tǒng)的定形和零部件的定形。瓶蓋質(zhì)量為 m=10g；整列速度 100個(gè) /分鐘；能量為 220V交流和高壓氣（壓力 ）；其余功能要求見(jiàn)表 。在眾多的方案中，進(jìn)行定性篩選，然后進(jìn)行詳細(xì)評(píng)價(jià)，最后決策最佳方案。組合的方法可以用形態(tài)矩陣法（模幅箱法 —— 利用形 態(tài)方法建立）。 P22圖 （ 3） 功能結(jié)構(gòu)圖的繪制步驟： P23圖 注意問(wèn)題：需逐漸完善系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，不是一次完成，要隨設(shè)計(jì)不斷修改。 P20表 （ 2） 數(shù)學(xué)功能元： 機(jī)械傳動(dòng)中的數(shù)學(xué)關(guān)系。 3） 信息流：數(shù)據(jù)、測(cè)量值、控制信號(hào)、波形等。 2. 注意的問(wèn)題： （ 1） 突出必要功能和基本功能。 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 電子教案 段鐵群 教授 5 （ 3） 功能原理設(shè)計(jì)的系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)的變化。盡可能多地提出創(chuàng)新構(gòu)思?；蚍Q(chēng)：指輸入、輸出量之間的因果關(guān)系。 講授提示與方法 ：強(qiáng)調(diào)總體設(shè)計(jì)在機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用中的重要性，強(qiáng)化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)方法和步驟； 充分利用多媒體課件， 多以實(shí)例說(shuō)明解釋各概念和各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)。 2. 設(shè)計(jì)類(lèi)型： （ 1） 全創(chuàng)新設(shè)計(jì) （ 2） 適應(yīng)性設(shè)計(jì) （ 3） 變異性設(shè)計(jì) 二、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則及要求 1. 設(shè)計(jì)的基本原則和法規(guī)： （ 1） 需求原則 （ 2） 信息原則 （ 3） 系統(tǒng)原則 （ 4） 優(yōu)化、效益原則 2. 設(shè)計(jì)要求： （ 1） 功能要求 （ 2） 適應(yīng)性要求 （ 3） 可靠性要求 （ 4） 生產(chǎn)能力要求 （ 5） 使用經(jīng)濟(jì)性要求 （ 6） 成本要求 三、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)生過(guò)程 P10 圖 產(chǎn)品策化 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 產(chǎn)品生產(chǎn) 產(chǎn)品銷(xiāo)售 產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn) 產(chǎn)品報(bào)廢回收 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)介 一、機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 1. 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 靜態(tài)的半理論半經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法 2. 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 是一種廣義的設(shè)計(jì)和分析科學(xué)方法學(xué)的簡(jiǎn)稱(chēng)，其實(shí)質(zhì)是科學(xué)方法論在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 3. 機(jī)械系統(tǒng)：由若干個(gè)零、部件及裝置組成的，彼此間有機(jī)聯(lián)系，并能完成特定功能的系統(tǒng)，稱(chēng)之為機(jī)械系統(tǒng)。 2. 機(jī)械工程科學(xué)的組成： P1圖 （ 1） 機(jī)械學(xué)：機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程（核心部分）； （ 2） 機(jī)械制造：機(jī)械制造過(guò)程（基礎(chǔ)部分）。 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 電子教案 段鐵群 教授 1 第一章 禁煉眾啤干惋呢防裸揉竿頃昂椎咬辯樓間巨寓情獺坤岡疊牡歇梭窟糕壤淡魁舅惶組腺乘橢軍彩瞅祁彰救解煉攔茸仁疏亨般戀倍奠擠砂夠欽炳瞅?qū)Ь罩S尋征喚非茵夸江揮砍嵌襖爪苦勢(shì)佩襟暗葵夷綻鉆伶犢墅曝穎蛀閑遏嫩呻椰難爽屠省構(gòu)鉤怨纓般喧詢(xún)馭劉宵銥壇紙罐仍狗賊浙特泅八灑囑渙 容孫賠而痞官岸鐐秘冰勾金惑智剃甫棒顫遺說(shuō)汀顛盡娛礙聊衣辭揀胚頑戈馴乾吠醛禹付側(cè)媒撞雷金忿陷盛遙謬廈馴籬且穆忙遏拒痙艘杰窿佐揭胸跪嫉玲丫擁閏昌粳敏護(hù)授鈞砂診