【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 過(guò)載保護(hù)裝置。 （ 3）傳動(dòng)比要求嚴(yán)格、尺寸要求緊湊時(shí)，可選用齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)（蝸桿傳動(dòng)效率低，常用于中小功率、間歇工作的場(chǎng)合）。 （ 4）在多粉塵、潮濕、易燃、易爆場(chǎng)合，宜選用鏈傳動(dòng)、閉式齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)，而不采用帶傳動(dòng)或摩擦傳動(dòng)。 多級(jí)傳動(dòng)的合理布置 多功能攪拌機(jī)以及其他許多 傳動(dòng)裝置往往需要選用不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以多級(jí)傳動(dòng)方式組成。合理布置各種 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序，對(duì)傳動(dòng)裝置和整個(gè)機(jī)器的性能、傳動(dòng)效率和結(jié)構(gòu)尺寸等有直接影響。 布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)順序時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)原則： （ 1） 帶傳動(dòng)的承載能力較低，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其它傳動(dòng)形式大，但傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖減振，因此宜布置在高速級(jí)（轉(zhuǎn)速較高，在傳遞相同功率時(shí)，轉(zhuǎn)矩較?。?。 （ 2） 鏈傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻，有沖擊，不適于高速傳動(dòng)，應(yīng)布置在低速級(jí)。 （ 3） 蝸桿傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳動(dòng)平穩(wěn)，但效率較低，適于中小功率，間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合；當(dāng)與齒輪傳動(dòng)同時(shí)布置時(shí)，最好布置在高速級(jí)，使傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，以減小蝸 6 輪尺寸，節(jié)約有色 金屬，而且有較高的齒面相對(duì)滑動(dòng)速度，以利于形成潤(rùn)滑油膜，提高效率，延長(zhǎng)使用壽命。 （ 4） 錐齒輪的加工比較困難 ,特別是大尺寸錐齒輪。一般應(yīng)放在高速級(jí)，以減小其直徑和模數(shù)。但需注意，當(dāng)錐齒輪的速度過(guò)高時(shí)，此時(shí)還應(yīng)考慮能否達(dá)到制造精度及成本問(wèn)題。 （ 5） 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒圓柱齒輪傳動(dòng)好，常用在高速級(jí)或要求傳動(dòng)平穩(wěn)的閉式傳動(dòng)。 （ 6） 開式齒輪傳動(dòng)的工作環(huán)境一般較差、潤(rùn)滑條件不好，磨損較嚴(yán)重，壽命較短，應(yīng)布置在低速級(jí)。 分析比較，擇優(yōu)選定 合理的傳動(dòng)方案 除了 首先應(yīng)滿足機(jī)器的工作要求外，還應(yīng)保 證機(jī)器的工作性能和可靠性，具有高的傳動(dòng)效率、工藝性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、結(jié)構(gòu)緊湊和使用維護(hù)方便等。但同時(shí)達(dá)到這些要求是不容易的。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往需要擬定多種方案以進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較。 選 擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)是一種通電后能帶動(dòng)其他機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的電器，許多需要轉(zhuǎn)動(dòng)的家用電器，如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、吸塵器、攪拌機(jī)等都是直接借助電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而工作，還有很多電器則是利用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)某些特定的功能，如冰箱電動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷循環(huán)，錄音機(jī)、錄像機(jī)、 VCD等是利用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)磁帶或光盤從而將磁帶上的磁信號(hào)或光盤上的 光信號(hào)通過(guò)電子器件還原成視頻信號(hào)等等。 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇 在種類繁多的家用電器中，各種家用電器所呈現(xiàn)的機(jī)械特性各不相同。有些要求在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)速基本不變；有些則要求在負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速有較大的變化；有些要求起動(dòng)性能好，速度上升快；有些則要求能有一個(gè)緩慢升速的過(guò)程。因此，隨著家用電器的特性不同，就要求選用不同特性的電動(dòng)機(jī)。 所有不同類型的電動(dòng)機(jī)其基本原理都是一樣的，但由于供電電源不同，激磁方式不同，電樞結(jié)構(gòu)不同，就使其具有不同的機(jī)械特性和起動(dòng)特性。合理地選配電動(dòng)機(jī)才能使家用電器的性 能和功能達(dá)到滿意效果。 常用的小功率電動(dòng)機(jī)大致有：直流電動(dòng)機(jī)、單相交流電動(dòng)機(jī)、交直流通用電動(dòng)機(jī)三大類。食品類加工電動(dòng)器具，用于對(duì)肉類、蔬菜、水果、蛋品等進(jìn)行粉碎、切片、打漿等處理。其所用電動(dòng)機(jī)為交流串激電動(dòng)機(jī)，具有較軟的機(jī)械特性，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，能適應(yīng)粉碎、攪拌、打漿等加工要求。在切片、切絲等操作中、電動(dòng)機(jī)受到阻力較小，屬于輕載狀態(tài)，此時(shí)高速運(yùn)轉(zhuǎn)工作效率很高。如果粉碎硬的食物或攪拌粘厚的食品時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所受的阻力甚大，就能自動(dòng)降速，不會(huì)因過(guò)載而電流太大。因此在食品加工機(jī)中采用交流串激電動(dòng)機(jī)是十分相宜的。 由于 串激電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速甚高，能高達(dá) 20xx0r/min以上，所以在使用時(shí)應(yīng)避免開空車，以防止由于轉(zhuǎn)速太快而使電動(dòng)機(jī)或傳動(dòng)機(jī)械受到損害。 確定電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)功率的選擇直接影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞。如果所選電動(dòng)機(jī)的功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作，使電動(dòng)機(jī)經(jīng)常過(guò)載而提早損壞；如果所選電動(dòng)機(jī)的功率過(guò)大，則電動(dòng)機(jī)不能經(jīng)常滿載運(yùn)行，功率因數(shù)和效勞較低，從而增加電能消耗、造成浪費(fèi)。因此，在設(shè)計(jì)中一定要選擇合適的電動(dòng)機(jī)功率。 確定電動(dòng)機(jī)功率的原則是電動(dòng)機(jī)的額定功率 Ped稍大于電動(dòng) 機(jī)工作功率 Pd即 Ped≥ Pd，這樣電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過(guò)熱。一般情況下可以不校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和發(fā)熱。 本設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)按下述步驟確定： 7 （ 1）工作機(jī)所需功率 Pw 工作機(jī)所需功率 Pw由機(jī)器的工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)（線速度和轉(zhuǎn)速）求得 。 1000FvPw ? kW （ 21） 或 9550ww TnP ? kW （ 22） 式中 ， F 為工作機(jī)的工作阻力 ， 單位為 N； v 為 蔬菜片刀片 的線速度，單位為 m/s； T 為 工作機(jī)的阻力矩，單位為 N178。m ， nw為 蔬菜片刀片 的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。 v、 n 與刀片直徑 D（ mm）之間的關(guān)系為 100060?? Dnv ? m/s （ 23） 表 22 機(jī)械傳動(dòng)和軸承效率的概略值 種 類 效率 η 種 類 效率 η 蝸 桿 傳 動(dòng) 自鎖蝸桿（油潤(rùn)滑） ~ 聯(lián) 軸 器 彈性聯(lián)軸器 ~ 單頭蝸桿（油潤(rùn)滑） ~ 萬(wàn)向聯(lián)軸器（ α ≤3176。 ） ~ 雙頭蝸桿（油潤(rùn)滑） ~ 萬(wàn)向聯(lián)軸器（ α 3176。 ） ~ 三頭和四頭蝸桿（油潤(rùn)滑） ~092 齒式聯(lián)軸器 環(huán)面蝸桿傳動(dòng)（油潤(rùn)滑） ~ 滑 動(dòng) 軸 承 潤(rùn)滑不良 （ 一對(duì) ） 帶 傳 動(dòng) 平帶無(wú)壓緊輪的開式傳動(dòng) 潤(rùn)滑正常 （ 一對(duì) ） 平帶有壓緊輪的開式傳動(dòng) 潤(rùn)滑特好 （ 壓力潤(rùn)滑 ） （ 一對(duì) ） 平帶交叉?zhèn)鲃?dòng) 液體摩擦 （ 一對(duì) ） V 帶傳動(dòng) 滾動(dòng) 軸承 球軸承 （ 稀油潤(rùn)滑 ） （ 一對(duì) ） 同步帶傳動(dòng) 滾子軸承 （ 稀油潤(rùn)滑 ） （ 一對(duì) ） 鏈 傳 動(dòng) 焊接鏈 卷筒 片式關(guān)節(jié)鏈 減 速 器 單級(jí)圓柱齒輪減速器 ~ 滾子鏈 雙級(jí)圓柱齒輪減速器 ~ 齒形鏈 行星圓柱齒輪減速器 ~ 圓柱齒輪傳動(dòng) 很好跑合的 6 級(jí)精度和7 級(jí)精度齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑） ~9 錐齒輪傳動(dòng) 很好跑合的 6 級(jí)和 7 級(jí)精度齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑） ~ 8 級(jí)精度的一般 齒輪傳 8 級(jí)精度的一般齒輪傳 ~ 8 （ 2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率 Pd 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總效率時(shí)需注意：若表中所列為效率值的范圍時(shí)，一般可取中間值；同類型的幾對(duì)傳動(dòng)副、軸承或聯(lián)軸器，均應(yīng)單獨(dú)計(jì)入總效率；軸承效率均指一對(duì)軸承的效率；蝸桿傳動(dòng)效率與蝸桿的頭數(shù)及材料有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先 初選頭數(shù)并估計(jì)效率，待設(shè)計(jì)出蝸桿的傳動(dòng)參數(shù)后再最確定效率，并核驗(yàn)電動(dòng)機(jī)所需功率。 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 同一類型、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)也有幾種不同的轉(zhuǎn)速。低轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的級(jí)數(shù)多、外廓尺寸及重量較大、價(jià)格較高，但可使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及尺寸減小，高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)則與其相反。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮各方面因素選取適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 可由工作機(jī)的轉(zhuǎn)速要求和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理傳動(dòng)比范圍，推算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍，即 wnd niiin ?????? ????????? 21 （ 26） 式中， nd′ 為電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍 ； i1′ 、 i2′ 、 ? in′ ，分別為各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理傳動(dòng)比范圍 ，見(jiàn)表 21。 上述方法為選擇電機(jī)的普遍性方法 ,但在許多企業(yè)進(jìn)行的機(jī)械設(shè)計(jì) ,往往并不需要先選傳動(dòng)比 ,再確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 ,而是根據(jù)需要直接選取電機(jī) ,如在對(duì)多功能攪拌機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí) ,是由廠家根據(jù)經(jīng)驗(yàn) ,直接要求電機(jī)轉(zhuǎn)速為某一轉(zhuǎn)速 ,此時(shí)可忽略傳動(dòng)比的選擇 ,根據(jù)其它條件 ,直接選取電機(jī)。 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 由選定的電動(dòng)機(jī)類型、結(jié)構(gòu)、功率和轉(zhuǎn)速查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)，并記錄其型號(hào)、額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、中心高、軸伸尺長(zhǎng)、鍵連接尺寸等。 多功能攪拌機(jī)電 動(dòng)機(jī)選擇示例 以表 中原始數(shù)據(jù) 1 為例，將已知數(shù)據(jù)帶入公式（ 2－ 1）得， 1000FvPw ? ＝ ? ＝ 查表 2－ 1，選同步帶傳動(dòng) η 1＝ ，深溝球軸承 η 2＝ ，圓柱齒輪傳動(dòng) η 3＝ ，齒式聯(lián)軸器 η 4＝ 。則 9 2 ????? ????? ， 根據(jù)公式 2－ 2，知 kWPP Wd ?? ? 。 根據(jù)轉(zhuǎn)速要求 min/120xx rn w ? 設(shè) 計(jì)總傳動(dòng)比和分配傳 動(dòng)比 由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 nm和主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 nw,可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 wmnni? （ 27） 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比是各級(jí)傳動(dòng)比的連乘積，即 niiii ????? 21 （ 28） 動(dòng)（油潤(rùn)滑） 動(dòng)（油潤(rùn)滑） 9 級(jí)精度的齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑） 加工齒的開式齒輪傳動(dòng)（脂潤(rùn)滑） ~ 鑄造齒的開式齒輪傳動(dòng) ~ 鑄造齒的開式齒輪傳動(dòng) ~ 9 計(jì)算出總傳動(dòng)比后，應(yīng)合理地分配各級(jí)傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減小動(dòng)載荷，降低傳動(dòng)精度等級(jí)。分配各級(jí)傳動(dòng)比時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： （ 1） 各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在推薦的范圍內(nèi)選取，參考表 21。 （ 2） 應(yīng)使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸較小、 重量較輕。 （ 3） 應(yīng)使各傳動(dòng)件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，避免互相干涉碰撞。 傳動(dòng)裝置的實(shí)際傳動(dòng)比要由選定的齒輪齒數(shù)或帶輪基準(zhǔn)直徑準(zhǔn)確計(jì)算，因而很可能與設(shè)定的傳動(dòng)比之間有誤差。一般允許工作機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的相對(duì)誤差為 177。 （ 3～ 5） %。 對(duì)于實(shí)際設(shè)計(jì)中的某些機(jī)械 ,若有中間轉(zhuǎn)速要求 ,則不需要進(jìn)行傳動(dòng)比的分配 ,直接計(jì)算傳動(dòng)比即可。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 確定 為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。一般按由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路 線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，將設(shè)計(jì)方案中各軸從高速軸至低速軸依次編號(hào) I、 II、 III（圖 22）。 （ 1） 各軸轉(zhuǎn)速 nI = nm nII = nI / i1 （ 29） nIII = nII / i2 （ 2） 各軸輸入功率 對(duì)于通用機(jī)器常以電動(dòng)機(jī)額定功率 Ped作為設(shè)計(jì)功率；對(duì)于專用機(jī)器（或用于指定工況的機(jī)器），則常用電動(dòng)機(jī)的輸出功率作為設(shè)計(jì)功率 Pd。 PI = Ped PII = PI178。 η 1 （ 210） PIII = PII178。 η 2178。 η 3 （ 3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 TI = 9550PI / nI TII = 9550PII / nII （ 211） TIII = 9550PIII / nIII 多功能攪拌機(jī) 傳動(dòng)裝置的 傳動(dòng)比、 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 確定 多功能攪拌機(jī)有中間轉(zhuǎn)速要求 ,則不需要進(jìn)行傳動(dòng)比的分配 ,直接計(jì)算傳動(dòng)比，首先應(yīng)根據(jù)線速度和刀片直徑計(jì)算轉(zhuǎn)速，再計(jì)算傳動(dòng)比。 （ 1）計(jì)算軸Ⅱ、軸Ⅲ轉(zhuǎn)速 根據(jù)公式（ 2－ 3）知， ?n ＝ m in )/(3 0 0 01 5 2410601060 33 rD v ?? ????? n Ⅲ＝ m in )/(1 5 0 1210601060 33 rD v ?? ????? （ 2）計(jì)算傳動(dòng)比 1i ＝?nnw ＝ 3000120xx ＝ 4 2i ＝243。nn? ＝ 15003000 ＝ 2 10 （ 3）各軸輸入功率 對(duì)于通用機(jī)器常以電動(dòng)機(jī)額 定功率 Ped作為設(shè)計(jì)功率；對(duì)于專用機(jī)器（或用于指定工況的機(jī)器），則常用電動(dòng)機(jī)的輸出功率作為設(shè)計(jì)功率 Pd。 PI = Ped = kW PII = PI178。 η 1 = 179。 = kW PIII = PII178。 η 2178。 η 3 = kW （ 4） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 TI = 9550PI / nI = N178。 m TII = 9550PII / nII = N178。 m TIII = 9550PIII / nIII = N178。 m 11 任務(wù) 三 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、任務(wù)目標(biāo)： 通過(guò)本次實(shí)踐，要求學(xué)生能獨(dú)立完成一般機(jī)械 傳動(dòng) 零件的 設(shè)計(jì) 計(jì)算，包括帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度 計(jì)算 等 。 為使設(shè) 計(jì)多功能攪拌機(jī)的原始條件比較準(zhǔn)確，一般先計(jì)算外傳動(dòng)件，如帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和開式齒輪傳動(dòng)等，然后計(jì)算 機(jī)械 的內(nèi)傳動(dòng)件 ， 此項(xiàng)實(shí)踐將直接 影響 下一步 軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 。 二、 項(xiàng)目及設(shè)計(jì)總領(lǐng)： 本次實(shí)踐 ，以多功能攪拌機(jī) 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 為例， 根據(jù)已知條件 完成： ? 同步 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) ? 工程塑料 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 機(jī)械 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ，難點(diǎn)在于 同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算方法不同于普通 V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、工程塑料齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 也不同于金屬材料的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。通過(guò)此次任務(wù)，能夠大