【文章內(nèi)容簡介】 過載保護(hù)裝置。 （ 3）傳動比要求嚴(yán)格、尺寸要求緊湊時，可選用齒輪傳動或蝸桿傳動（蝸桿傳動效率低，常用于中小功率、間歇工作的場合）。 （ 4）在多粉塵、潮濕、易燃、易爆場合，宜選用鏈傳動、閉式齒輪傳動或蝸桿傳動，而不采用帶傳動或摩擦傳動。 多級傳動的合理布置 多功能攪拌機以及其他許多 傳動裝置往往需要選用不同的傳動機構(gòu)，以多級傳動方式組成。合理布置各種 傳動機構(gòu)的順序，對傳動裝置和整個機器的性能、傳動效率和結(jié)構(gòu)尺寸等有直接影響。 布置傳動機構(gòu)順序時應(yīng)注意以下幾個原則： （ 1） 帶傳動的承載能力較低，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其它傳動形式大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖減振，因此宜布置在高速級（轉(zhuǎn)速較高，在傳遞相同功率時，轉(zhuǎn)矩較?。? （ 2） 鏈傳動運轉(zhuǎn)不均勻，有沖擊，不適于高速傳動，應(yīng)布置在低速級。 （ 3） 蝸桿傳動可以實現(xiàn)較大的傳動比，傳動平穩(wěn)，但效率較低，適于中小功率，間歇運轉(zhuǎn)的場合；當(dāng)與齒輪傳動同時布置時，最好布置在高速級，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滑動速度，以利于形成潤滑油膜，提高效率，延長使用壽命。 （ 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，以減小其直徑和模數(shù)。但需注意，當(dāng)錐齒輪的速度過高時，此時還應(yīng)考慮能否達(dá)到制造精度及成本問題。 （ 5） 斜齒圓柱齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒圓柱齒輪傳動好，常用在高速級或要求傳動平穩(wěn)的閉式傳動。 （ 6） 開式齒輪傳動的工作環(huán)境一般較差、潤滑條件不好，磨損較嚴(yán)重，壽命較短，應(yīng)布置在低速級。 分析比較，擇優(yōu)選定 合理的傳動方案 除了 首先應(yīng)滿足機器的工作要求外，還應(yīng)保 證機器的工作性能和可靠性，具有高的傳動效率、工藝性好、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、結(jié)構(gòu)緊湊和使用維護(hù)方便等。但同時達(dá)到這些要求是不容易的。因此在設(shè)計過程中，往往需要擬定多種方案以進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟分析比較。 選 擇電動機 電動機是一種通電后能帶動其他機械運轉(zhuǎn)的電器，許多需要轉(zhuǎn)動的家用電器，如電風(fēng)扇、洗衣機、吸塵器、攪拌機等都是直接借助電動機的轉(zhuǎn)動而工作，還有很多電器則是利用電動機的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)某些特定的功能，如冰箱電動壓縮機進(jìn)行制冷循環(huán)，錄音機、錄像機、 VCD等是利用電動機轉(zhuǎn)動磁帶或光盤從而將磁帶上的磁信號或光盤上的 光信號通過電子器件還原成視頻信號等等。 電動機類型和結(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)的機械特性各不相同。有些要求在負(fù)載發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)速基本不變；有些則要求在負(fù)載變化時，轉(zhuǎn)速有較大的變化；有些要求起動性能好，速度上升快；有些則要求能有一個緩慢升速的過程。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機。 所有不同類型的電動機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械特性和起動特性。合理地選配電動機才能使家用電器的性 能和功能達(dá)到滿意效果。 常用的小功率電動機大致有：直流電動機、單相交流電動機、交直流通用電動機三大類。食品類加工電動器具，用于對肉類、蔬菜、水果、蛋品等進(jìn)行粉碎、切片、打漿等處理。其所用電動機為交流串激電動機，具有較軟的機械特性，啟動轉(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、電動機受到阻力較小，屬于輕載狀態(tài)，此時高速運轉(zhuǎn)工作效率很高。如果粉碎硬的食物或攪拌粘厚的食品時，電動機運轉(zhuǎn)所受的阻力甚大，就能自動降速，不會因過載而電流太大。因此在食品加工機中采用交流串激電動機是十分相宜的。 由于 串激電動機的空載轉(zhuǎn)速甚高，能高達(dá) 20xx0r/min以上，所以在使用時應(yīng)避免開空車，以防止由于轉(zhuǎn)速太快而使電動機或傳動機械受到損害。 確定電動機的功率 電動機功率的選擇直接影響到電動機的工作性能和經(jīng)濟性能的好壞。如果所選電動機的功率小于工作要求，則不能保證工作機正常工作，使電動機經(jīng)常過載而提早損壞；如果所選電動機的功率過大，則電動機不能經(jīng)常滿載運行，功率因數(shù)和效勞較低，從而增加電能消耗、造成浪費。因此，在設(shè)計中一定要選擇合適的電動機功率。 確定電動機功率的原則是電動機的額定功率 Ped稍大于電動 機工作功率 Pd即 Ped≥ Pd，這樣電動機在工作時就不會過熱。一般情況下可以不校驗電動機的起動轉(zhuǎn)矩和發(fā)熱。 本設(shè)計中電動機按下述步驟確定： 7 （ 1）工作機所需功率 Pw 工作機所需功率 Pw由機器的工作阻力和運動參數(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 機械傳動和軸承效率的概略值 種 類 效率 η 種 類 效率 η 蝸 桿 傳 動 自鎖蝸桿（油潤滑） ~ 聯(lián) 軸 器 彈性聯(lián)軸器 ~ 單頭蝸桿（油潤滑） ~ 萬向聯(lián)軸器（ α ≤3176。 ） ~ 雙頭蝸桿（油潤滑） ~ 萬向聯(lián)軸器（ α 3176。 ） ~ 三頭和四頭蝸桿（油潤滑） ~092 齒式聯(lián)軸器 環(huán)面蝸桿傳動（油潤滑） ~ 滑 動 軸 承 潤滑不良 （ 一對 ） 帶 傳 動 平帶無壓緊輪的開式傳動 潤滑正常 （ 一對 ） 平帶有壓緊輪的開式傳動 潤滑特好 （ 壓力潤滑 ） （ 一對 ） 平帶交叉?zhèn)鲃? 液體摩擦 （ 一對 ） V 帶傳動 滾動 軸承 球軸承 （ 稀油潤滑 ） （ 一對 ） 同步帶傳動 滾子軸承 （ 稀油潤滑 ） （ 一對 ） 鏈 傳 動 焊接鏈 卷筒 片式關(guān)節(jié)鏈 減 速 器 單級圓柱齒輪減速器 ~ 滾子鏈 雙級圓柱齒輪減速器 ~ 齒形鏈 行星圓柱齒輪減速器 ~ 圓柱齒輪傳動 很好跑合的 6 級精度和7 級精度齒輪傳動（油潤滑） ~9 錐齒輪傳動 很好跑合的 6 級和 7 級精度齒輪傳動（油潤滑） ~ 8 級精度的一般 齒輪傳 8 級精度的一般齒輪傳 ~ 8 （ 2）電動機的輸出功率 Pd 計算傳動裝置的總效率時需注意：若表中所列為效率值的范圍時，一般可取中間值；同類型的幾對傳動副、軸承或聯(lián)軸器，均應(yīng)單獨計入總效率；軸承效率均指一對軸承的效率；蝸桿傳動效率與蝸桿的頭數(shù)及材料有關(guān)，設(shè)計時應(yīng)先 初選頭數(shù)并估計效率，待設(shè)計出蝸桿的傳動參數(shù)后再最確定效率，并核驗電動機所需功率。 確定電動機的轉(zhuǎn)速 同一類型、相同額定功率的電動機也有幾種不同的轉(zhuǎn)速。低轉(zhuǎn)速電動機的級數(shù)多、外廓尺寸及重量較大、價格較高，但可使傳動裝置的總傳動比及尺寸減小，高轉(zhuǎn)速電動機則與其相反。設(shè)計時應(yīng)綜合考慮各方面因素選取適當(dāng)?shù)碾妱訖C轉(zhuǎn)速。 可由工作機的轉(zhuǎn)速要求和傳動機構(gòu)的合理傳動比范圍，推算出電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍，即 wnd niiin ?????? ????????? 21 （ 26） 式中， nd′ 為電動機可選轉(zhuǎn)速范圍 ； i1′ 、 i2′ 、 ? in′ ，分別為各級傳動機構(gòu)的合理傳動比范圍 ，見表 21。 上述方法為選擇電機的普遍性方法 ,但在許多企業(yè)進(jìn)行的機械設(shè)計 ,往往并不需要先選傳動比 ,再確定電機轉(zhuǎn)速 ,而是根據(jù)需要直接選取電機 ,如在對多功能攪拌機進(jìn)行設(shè)計時 ,是由廠家根據(jù)經(jīng)驗 ,直接要求電機轉(zhuǎn)速為某一轉(zhuǎn)速 ,此時可忽略傳動比的選擇 ,根據(jù)其它條件 ,直接選取電機。 確定電動機型號 由選定的電動機類型、結(jié)構(gòu)、功率和轉(zhuǎn)速查出電動機型號，并記錄其型號、額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、中心高、軸伸尺長、鍵連接尺寸等。 多功能攪拌機電 動機選擇示例 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 η 1＝ ，深溝球軸承 η 2＝ ，圓柱齒輪傳動 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) 計總傳動比和分配傳 動比 由選定電動機的滿載轉(zhuǎn)速 nm和主動軸的轉(zhuǎn)速 nw,可得傳動裝置的總傳動比為 wmnni? （ 27） 傳動裝置總傳動比是各級傳動比的連乘積，即 niiii ????? 21 （ 28） 動（油潤滑） 動（油潤滑） 9 級精度的齒輪傳動（油潤滑） 加工齒的開式齒輪傳動（脂潤滑） ~ 鑄造齒的開式齒輪傳動 ~ 鑄造齒的開式齒輪傳動 ~ 9 計算出總傳動比后，應(yīng)合理地分配各級傳動比，限制傳動件的圓周速度以減小動載荷，降低傳動精度等級。分配各級傳動比時主要應(yīng)考慮以下幾點： （ 1） 各級傳動的傳動比應(yīng)在推薦的范圍內(nèi)選取，參考表 21。 （ 2） 應(yīng)使傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸較小、 重量較輕。 （ 3） 應(yīng)使各傳動件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，避免互相干涉碰撞。 傳動裝置的實際傳動比要由選定的齒輪齒數(shù)或帶輪基準(zhǔn)直徑準(zhǔn)確計算，因而很可能與設(shè)定的傳動比之間有誤差。一般允許工作機實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的相對誤差為 177。 （ 3～ 5） %。 對于實際設(shè)計中的某些機械 ,若有中間轉(zhuǎn)速要求 ,則不需要進(jìn)行傳動比的分配 ,直接計算傳動比即可。 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 確定 為進(jìn)行傳動件的設(shè)計計算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。一般按由電動機至工作機之間運動傳遞的路 線推算各軸的運動和動力參數(shù)，將設(shè)計方案中各軸從高速軸至低速軸依次編號 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 對于通用機器常以電動機額定功率 Ped作為設(shè)計功率；對于專用機器（或用于指定工況的機器），則常用電動機的輸出功率作為設(shè)計功率 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 傳動裝置的 傳動比、 運動和動力參數(shù) 確定 多功能攪拌機有中間轉(zhuǎn)速要求 ,則不需要進(jìn)行傳動比的分配 ,直接計算傳動比，首先應(yīng)根據(jù)線速度和刀片直徑計算轉(zhuǎn)速，再計算傳動比。 （ 1）計算軸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）計算傳動比 1i ＝?nnw ＝ 3000120xx ＝ 4 2i ＝243。nn? ＝ 15003000 ＝ 2 10 （ 3）各軸輸入功率 對于通用機器常以電動機額 定功率 Ped作為設(shè)計功率；對于專用機器（或用于指定工況的機器），則常用電動機的輸出功率作為設(shè)計功率 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 傳動零件的設(shè)計計算 一、任務(wù)目標(biāo)： 通過本次實踐，要求學(xué)生能獨立完成一般機械 傳動 零件的 設(shè)計 計算，包括帶傳動、齒輪傳動設(shè)計及強度 計算 等 。 為使設(shè) 計多功能攪拌機的原始條件比較準(zhǔn)確，一般先計算外傳動件，如帶傳動、鏈傳動和開式齒輪傳動等，然后計算 機械 的內(nèi)傳動件 ， 此項實踐將直接 影響 下一步 軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算 。 二、 項目及設(shè)計總領(lǐng)： 本次實踐 ，以多功能攪拌機 傳動零件的設(shè)計計算 為例， 根據(jù)已知條件 完成： ? 同步 帶傳動設(shè)計 ? 工程塑料 齒輪傳動設(shè)計 機械 傳動零件的設(shè)計計算 ，難點在于 同步帶的設(shè)計計算方法不同于普通 V 帶的設(shè)計計算方法、工程塑料齒輪的設(shè)計計算 也不同于金屬材料的設(shè)計計算方法。通過此次任務(wù)，能夠大