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机械设计课程设计说明书

设计题目:单级斜齿圆柱齿轮传动设计+链传动

系别:机械工程系

专业班级:2002机本

学生姓名:xxx

指导老师:xxx

完成日期:2004年12月12日

邵 阳 学 院

(七里坪校区)

目录

一.设计任务书

二.前言

三.运动学与动力学计算

1.电动机的选择计算

2.各级传动比的分配

3.计算各轴的转速,功率及转矩,列成表格

四.传动零件设计计算

五.齿轮的设计及计算

六.轴与轴承的计算与校核

七.键等相关标准键的选择

八.减速器的润滑与密封

九.箱体的设计

十.设计小结

十一.参考资料

机械设计课程设计任务书

设计题目:单级斜齿圆柱齿轮传动设计+链传动

原始数据:

F=2500N F:输送带拉力;

V=1.5m/s V:输送带速度;

D=400mm D:滚筒直径。

设计工作量:

1.设计说明书一份

2.二张主要零件图(CAD)

3.零号装配图一张

工作要求:

输送机连续工作,单向提升,载荷平衡两班制工作,使用年限10年,输送带速度允许误差为±5%。

运动简图:(见附图)

二.前言

分析和拟定传动方案

机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要,是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。

满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求,同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现,这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较,从而选择出最符合实际情况的 一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。

所以拟定一个合理的传动方案,除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外,还应熟悉各种传动机构的特点,以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低,在传递相同扭矩时,结构尺寸较其他形式大,但传动平稳,能缓冲吸振,宜布置在传动系统的高速级,以降低传递的转矩,减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时,采用链传动。

众所周知,链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成,而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以,如果要设计链式输送机的传动装置,必须先合理选择它各组成部分,下面我们将一一进行选择。

三.运动学与动力学的计算

第一节 选择电动机

电动机是常用的原动机,具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量(功率)和转速、确定具体型号。

(1)选择电动机的类型:

按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。

(2)选择电动机的容量:

工作所需的功率:

Pd = Pw/η

Pw = F*V/(1000ηw)

所以: Pd = F*V/(1000η*ηw)

由电动机至工作机之间的总效率(包括工作机的效率)为

η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6

式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为齿轮传动、链传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。

取η1 = 0.96、η2= 0.99、η3 =0.97、η4 = 0.97、η5 = 0.98、η6 = 0.96 ,则:

η*ηw = 0.96×0.99×0.99×0.97×0.97×0.98×0.96 =0.832

所以:

Pd = F*V/1000η*ηw = 2500×1.5/(1000×0.832) kW = 4.50 kW

根据Pd选取电动机的额定功率Pw使Pm = (1∽1.3)Pd = 4.50∽5.85kW

由查表得电动机的额定功率 Pw = 7.5 kW

(3)确定电动机的转速:

卷筒轴的工作转速为:

nw = 60×1000V/πD = 60×1000×1.5/(3.14×400) r/min = 71.66r/min

按推荐的合理传动比范围,取链传动的传动比i1 = 2 ∽ 5,单级齿轮传动比i2 = 3 ∽ 5

则合理总传动比的范围为: i = 6 ∽ 25

故电动机的转速范围为:

nd = i*nw = (6∽25)×71.66 r/min = 429.96 ∽ 1791.5 r/min

符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min ,再根据计算出的容量,由附表5.1查出有三种适用的电动机型号,其技术参数及传动比的比较情况见下表。

方 案

电动机型号

额定功率 电动机转速

r/min 传动装置的传动比

Ped/kW同步转速满载转速总传动比链齿轮

1YL0L-8 7.5 750 720 10.0433.35

2Y160M-6 7.5 1000 970 13.543.53.87

3Y132M-4 7.5 1500 1440 20.013.55.72

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比,可知方案3比较适合。因此选定电动机型号为Y160M-6,所选电动机的额定功率Ped = 7.5 kW,满载转速nm = 970 r/min ,总传动比适中,传动装置结构紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。

中心高H外形尺寸

L×(AC/2+AD)×HD底脚安装尺寸

A×B地脚螺栓孔直径 K轴伸尺寸

D×E装键部位尺寸 F×GD

160600×417×385254×210 15 42×11012×49

第二节 计算总传动比并分配各级传动比

电动机确定后,根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。

(1)计算总传动比:

i = nm/nw = 970/71.66 = 13.54

(2)分配各级传动比:

为使链传动的尺寸不至过大,满足ib<ig ,可取ib =3.5 ,则齿轮的传动比:

ig = i/ib = 10.15/ 3.5 = 3.87

(3)计算传动装置的运动和动力参数:

各轴的转速

nΙ= nm/ib = 970/3.87 = 250.65 r/min

nΠ= nΙ/ig = 250.65/3.5 = 71.62 r/min

nw = nΠ = 71.62 r/min

各轴的功率

PΙ= Pm*η1 = 7.5×0.96 = 7.2 kW

PΠ=PΙ*η2 *η3 = 7.2×0.99×0.97 =6.914 kW

Pw = PΠ*η2*η4 = 6.914×0.99×0.97 = 6.64 kW

(4 ) 各轴的转矩

电动机的输出轴转矩 Td

Td = 9550×Pm/nm =9550×7.5/970 = 73.84 Nm

其他轴转矩

TΙ= 9550×PΙ/nΙ = 9550×7.2/250.65 = 274.33 Nm

TΠ= 9550×PΠ/nΠ= 9550×6.914/71.62 = 921.93Nm

Tw = 9550×Pw/nw = 9550×6.64/71.62= 885.34 Nm

第三节 各轴的转速,功率及转矩,列成表格

参 数轴 名

电动机轴 Ι 轴 Π 轴滚筒轴

转 速 970 250.65 71.62 71.62

功 率 7.5 7.2 6.914 6.64

转 矩 73.84 274.33 921.93 885.34

传动比 3.87 3.5 1

效 率 0.96 0.99 0.97

四、传动零件的设计计算

链传动是由链条和链轮构成,链条由许多链节构成,带齿的大,小轮安装在两平行轴上。链传动属于啮合运动优点有:1)传动比准确,传动可靠,张紧力小,装配容易,轴与轴承的载荷较小,传动的效率较高,可达98%;2)与齿轮传动比较有较大的中心距;3)可在高温和润滑油环境工作,也可用于多灰尘的环境。

下面就是改链传动零件的计算:

计算项目 计算内容 计算结果

1确定设计功率

2选择链的型号 根据传递的功率P、载荷的性质和每天工作的时间等确定设计功率

Pc = KA×P = 1×7.2= 7.2 kW

1.确定链轮齿数z1 , z2

因为小链轮的转速为250.65r/min,假定链速.0.6~3,希望结构紧凑,由(教材)选取小链轮齿数z1 = 17;从动大链轮齿数z2 =i×z1 =3.5×17 =59.5(z2 <120,合适)

取整数 z 2= 60

2.确定链条链节数Lp

初定中心距a0 = 40p , 则链节数

Lp = 2a0/p+(z1+z2)/2+ p/a0*[(z2 – z1)/(2π)]2 = 119.7(节)

取Lp =120

3.计算单排链所能传递的功率P0及链节距p

由教材可知,单跟链传递功率P0 ≥ Pca/(Kz*KL*Kp)

由图5-29,按小链轮转速估计,链工作在功率曲线的右侧,由表5-16 Kz = =0.85

KL ==1.1 单排链Kp=1

P0 ≥ 7.2Kw/(0.85*1.1*1)=7.70Kw

根据小链轮转速n1 = 250.65 r/min 及功率P0 = 7.70 kW,由图5-29查得可选链16A,由表5-13可查得P=25.40mm 同时也证实原估计链工作在额定功率曲线凸峰右侧是正确的。

4.确定链中心距a

a= [( - )+ ]=1020 mm

中心距调整量△a≥2p=50.8mm

实际中心距a1=a-△a=1020-50.8=969.2mm

5.验证链速

v=n1*z1*p/(60*1000)=250.65*17*25.4/(60*1000)=1.81m/s

与原估计链速相符。

6.验算小链轮毂孔dk

查《机械设计基础课程设计指导书》的附表5.3知电动机轴径D=45mm;查表13-4查得小链轮毂孔许用最大直径dmax=51mm,大于电动机轴径,合适。

7.作用在轴上的压力Q

圆周力F=1000*P/V=1000*7.2/1.81=3977.9N

按水平布置取压力系数KQ*F=4972.4N

齿轮传动是应用最广泛的一种传动形式。其传动的主要优点是:传递的功率大(可达100000kW以上)、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定,齿轮的设计主要围绕传动平稳和承载能力高这两个基本要求进行的

Pc =7.2 kW

z1 = 17

z 2= 60

Lp =120 节

Pc = 7.2 kW

P0 =7.70kw

p=25.40mm

a= 1020mm

V=1.81m/s

D=45mm

=

51mm

F=3977.9N

七.键等相关标准键的选择

八.减速器的润滑与密封

九.箱体的设计

十.设计小结

十一.参考资料

机械设计课程设计任务书

设计题目:单级斜齿圆柱齿轮传动设计+链传动

原始数据:

F=2500N F:输送带拉力;

V=1.5m/s V:输送带速度;

D=400mm D:滚筒直径。

设计工作量:

1.设计说明书一份

2.二张主要零件图(CAD)

3.零号装配图一张

工作要求:

输送机连续工作,单向提升,载荷平衡两班制工作,使用年限10年,输送带速度允许误差为±5%。

运动简图:(见附图)

二.前言

分析和拟定传动方案

机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要,是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。

满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求,同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现,这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较,从而选择出最符合实际情况的 一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。

所以拟定一个合理的传动方案,除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外,还应熟悉各种传动机构的特点,以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低,在传递相同扭矩时,结构尺寸较其他形式大,但传动平稳,能缓冲吸振,宜布置在传动系统的高速级,以降低传递的转矩,减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时,采用链传动。

众所周知,链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成,而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以,如果要设计链式输送机的传动装置,必须先合理选择它各组成部分,下面我们将一一进行选择。

三.运动学与动力学的计算

第一节 选择电动机

电动机是常用的原动机,具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量(功率)和转速、确定具体型号。

(1)选择电动机的类型:

按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。

(2)选择电动机的容量:

工作所需的功率:

Pd = Pw/η

Pw = F*V/(1000ηw)

所以: Pd = F*V/(1000η*ηw)

由电动机至工作机之间的总效率(包括工作机的效率)为

η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6

式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为齿轮传动、链传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。

取η1 = 0.96、η2= 0.99、η3 =0.97、η4 = 0.97、η5 = 0.98、η6 = 0.96 ,则:

η*ηw = 0.96×0.99×0.99×0.97×0.97×0.98×0.96 =0.832

所以:

Pd = F*V/1000η*ηw = 2500×1.5/(1000×0.832) kW = 4.50 kW

根据Pd选取电动机的额定功率Pw使Pm = (1∽1.3)Pd = 4.50∽5.85kW

由查表得电动机的额定功率 Pw = 7.5 kW

(3)确定电动机的转速:

卷筒轴的工作转速为:

nw = 60×1000V/πD = 60×1000×1.5/(3.14×400) r/min = 71.66r/min

按推荐的合理传动比范围,取链传动的传动比i1 = 2 ∽ 5,单级齿轮传动比i2 = 3 ∽ 5

则合理总传动比的范围为: i = 6 ∽ 25

故电动机的转速范围为:

nd = i*nw = (6∽25)×71.66 r/min = 429.96 ∽ 1791.5 r/min

符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min ,再根据计算出的容量,由附表5.1查出有三种适用的电动机型号,其技术参数及传动比的比较情况见下表。

方 案

电动机型号

额定功率 电动机转速

r/min 传动装置的传动比

Ped/kW同步转速满载转速总传动比链齿轮

1YL0L-8 7.5 750 720 10.0433.35

2Y160M-6 7.5 1000 970 13.543.53.87

3Y132M-4 7.5 1500 1440 20.013.55.72

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比,可知方案3比较适合。因此选定电动机型号为Y160M-6,所选电动机的额定功率Ped = 7.5 kW,满载转速nm = 970 r/min ,总传动比适中,传动装置结构紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。

中心高H外形尺寸

L×(AC/2+AD)×HD底脚安装尺寸

A×B地脚螺栓孔直径 K轴伸尺寸

D×E装键部位尺寸 F×GD

160600×417×385254×210 15 42×11012×49

第二节 计算总传动比并分配各级传动比

电动机确定后,根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。

(1)计算总传动比:

i = nm/nw = 970/71.66 = 13.54

(2)分配各级传动比:

为使链传动的尺寸不至过大,满足ib<ig ,可取ib =3.5 ,则齿轮的传动比:

ig = i/ib = 10.15/ 3.5 = 3.87

(3)计算传动装置的运动和动力参数:

各轴的转速

nΙ= nm/ib = 970/3.87 = 250.65 r/min

nΠ= nΙ/ig = 250.65/3.5 = 71.62 r/min

nw = nΠ = 71.62 r/min

各轴的功率

PΙ= Pm*η1 = 7.5×0.96 = 7.2 kW

PΠ=PΙ*η2 *η3 = 7.2×0.99×0.97 =6.914 kW

Pw = PΠ*η2*η4 = 6.914×0.99×0.97 = 6.64 kW

(4 ) 各轴的转矩

电动机的输出轴转矩 Td

Td = 9550×Pm/nm =9550×7.5/970 = 73.84 Nm

其他轴转矩

TΙ= 9550×PΙ/nΙ = 9550×7.2/250.65 = 274.33 Nm

TΠ= 9550×PΠ/nΠ= 9550×6.914/71.62 = 921.93Nm

Tw = 9550×Pw/nw = 9550×6.64/71.62= 885.34 Nm

第三节 各轴的转速,功率及转矩,列成表格

参 数轴 名

电动机轴 Ι 轴 Π 轴滚筒轴

转 速 970 250.65 71.62 71.62

功 率 7.5 7.2 6.914 6.64

转 矩 73.84 274.33 921.93 885.34

传动比 3.87 3.5 1

效 率 0.96 0.99 0.97

四、传动零件的设计计算

链传动是由链条和链轮构成,链条由许多链节构成,带齿的大,小轮安装在两平行轴上。链传动属于啮合运动优点有:1)传动比准确,传动可靠,张紧力小,装配容易,轴与轴承的载荷较小,传动的效率较高,可达98%;2)与齿轮传动比较有较大的中心距;3)可在高温和润滑油环境工作,也可用于多灰尘的环境。

下面就是改链传动零件的计算:

计算项目 计算内容 计算结果

1确定设计功率

2选择链的型号 根据传递的功率P、载荷的性质和每天工作的时间等确定设计功率

Pc = KA×P = 1×7.2= 7.2 kW

1.确定链轮齿数z1 , z2

因为小链轮的转速为250.65r/min,假定链速.0.6~3,希望结构紧凑,由(教材)选取小链轮齿数z1 = 17;从动大链轮齿数z2 =i×z1 =3.5×17 =59.5(z2 <120,合适)

取整数 z 2=第一节 选择

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无语的小伙
2026-05-07 19:28:08

1. 对于齿面硬度≤350HBS闭式钢制齿轮传动,其主要的失效形式是(D)。

2. 一对齿轮啮合时,两齿轮的(B)始终相切。

3. 凸轮机构中,基圆半径是指凸轮转动中心到(B)半径。

4. 蜗杆的直径系数q=(A)。

5. 通平键联接传递动力是靠(D)。

6. 一对齿轮要正确啮合,它们的(A)必须相等。

7. 一般开式齿轮传动的主要失效形式是(D)。

8. 采用螺纹联接时,若被联接件总厚度较大,切材料较软,在需要经常装卸的情况下,宜采用_(B)。

9. 为保证四杆机构良好的机械性能,(A)不应小于最小许用值。

10. 带传动的中心距与小带轮的直径一致时,若增大传动比,则小带轮上的包角(A)。

11. (C)决定了从动杆的运动规律。 (2 分)

12. 高速重载齿轮传动,当润滑不良时,最可能出现的失效形式是(A)。

13. 螺纹联接是一种(A)。

14. 在蜗杆传动中,当其他条件相同时,增大蜗杆头数Z1,则传动效率(A)。

15. 带在工作时产生弹性滑动,是由于(C)。

二、填空题 (共14题 ,总共25分 )

1. 国标规定,三角带有(Y、Z、A、B、C、D、E)共七种类型。

2. 为了提高蜗杆的传动效率,应选用(多)头蜗杆;为了满足自锁要求,应选择蜗杆头数Z1=(1)。

3. 蜗杆的分度圆直径d1=(mq),蜗轮的分度圆直径d2=(mz2)。

4. 标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是:两齿轮的(法向)模数和(法向压力角)都相等,齿轮的(螺旋角)角相等而旋向(相反)。

5. 螺纹“M12X1.5”的含义为(公称直径为12mm,螺距为1.5mm的普通细牙螺纹,)。

6. 我国规定标准齿轮分度圆上的压力角等于(20°)。

7. 一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700; (1) 当取c 杆为机架时,它为何种具体类型?(双曲柄机构);(2)当取d杆为机架时,则为(曲柄摇杆机构)。

8. 轮系通常分为(定轴)和(周转)两种。

忧伤的钢铁侠
霸气的黑裤
2026-05-07 19:28:08
练习题答案

第一章 平面连杆机构

1-1 什么叫曲柄?在铰链四杆机构中,曲柄的存在条件是什么?曲柄是否一定是最短杆?

答:⑴ 能绕固定铰链中心作整周转动的连架杆称为曲柄。

⑵ 曲柄存在的条件:①、最短杆和最长杆的长度之和小于或等于其它两杆长度之和;

②、最短杆或其临杆做机架。

⑶ 曲柄不一定是最短杆。(当满足条件1时并最短杆作机架时,曲柄为最短杆的两个临杆)

1-2 铰链四杆机构用不同的杆长组合并通过构件位置的倒置会得到哪些类型的机构?试填在下表中。

杆长条件

最短与最长杆之和小于或等于其它两杆之和 最短杆与最长杆之和大于其它两杆之和

作机架的杆 最 短 杆 双曲柄机构 双摇杆机构

与最短杆相邻的杆 曲柄摇杆机构 双摇杆机构

与最短杆相对的杆 双摇杆机构 双摇杆机构

1-3 什么叫摆角?什么叫极位夹角?什么叫行程速比系数?前两者之间有怎样的关系?后两者之间又有怎样的关系?

答:

⑴ 在曲柄摇杆机构中,取曲柄为主动件,在曲柄转动一周的过程中,有两次与连杆共线,这时的摇杆分别摆至左、右两极限位置。摇杆两极限位置间的夹角称作摇杆的摆角。

⑵ 对应于摇杆处于两极限位置时,曲柄两位置直线间所夹的锐角,称为极位夹角。

⑷ 极位夹角和摆角的大小取决于机构中的杆长关系。摆角越大,极位夹角越大。

1-4 曲柄滑块机构是怎样演化为偏心轮机构的?这种演化机构有何优点?

答:当曲柄的实际尺寸很小但传递动力较大时,通常将曲柄做一圆盘,圆盘的几何中心为B(亦即圆盘与连杆2的铰接中心),B与圆盘自身的回转中心A的距离就是曲柄AB的长度,这时的机构称为偏心轮机构。

这种演化机构的优点:既减少了加工程序,又提高了曲柄的强度和刚度。

1-5 何谓机构的急回特性?机构具有急回特性的特征是什么?并分析K值大小对机构工作的影响。

答:当曲柄等速转动时,摇杆往返摆动的速度其值不相同,返回时速度较大。从动件这种返回行程的速度大于工作行程速度的性质,称为机构的急回特性。

当K=1时,机构将无急回特性;只要K>1,机构就存在急回特性,K值越大,急回运动的性质也越显著。

1-6 在下列平面机构中当曲柄做主动件时,哪些机构有急回性质?

A.曲柄摇杆机构;B.对心式曲柄滑块机构;C.偏置式曲柄滑块机构;D.摆动导杆机构。

答:有急回性质的机构为A、C、D。

1-7 在平面连杆机构中是怎样定义传动角γ的?γ的大小对机构产生怎样的影响?对γ的大小做了怎样的限制?

(1)传力杆件与从动杆件两杆件之间所夹的锐角,称为传动角γ。

(2)γ越大,对传动越有利;传动角过小,则对传动不利,甚至会使机构自锁。

(3)通常对γ的限制条件是:γmin≥[γ]=400~500。对以传递运动为主的机构,取偏于小值(甚至可小到300);对以传递动力为主的机构,取偏于大值。

1-8 何谓连杆机构的死点?使机构顺利通过死点位置的措施有哪些?举出避免死点和利用死点的例子。

答:

(1)机构的死点位置是指机构处于传动角 时的位置。

(2)使机构顺利通过死点位置的措施:① 采用联动装置;② 错位排列;③ 安装飞轮。

(3)避免死点的例子:缝纫机的踏板机构,利用飞轮转动惯性,闯过死点;

利用死点的例子:飞机起落架。

习题

1-1 试根据图中注明的各构件的尺寸,判断各铰链四杆机构属于哪一种类型?

(a)双曲柄机构 (b)曲柄摇杆机构 (c)双摇杆机构 (d)双摇杆机构

(e)摆动导杆机构 (f) 转动导杆机构

题1-1图

1-2 已知铰链四杆机构ABCD的各杆长为 LAB=240mm,LBC=600mm,LCD=400mm,LAD=500mm。试问:

(1)当取杆LAB为机架时是否有曲柄存在?

(2)若各杆长度不变,如何获得双曲柄机构和双摇杆机构?

答:

(1) 因:最短杆LAB(240mm)+最长杆LBC(600mm)<LCD(400mm)+LAD(500mm),且最短杆LAB为机架,故机构中有曲柄存在。

(2) 当最短杆LAB为机架时,获得双曲柄机构;

当最短杆LAB的对面杆LCD作为机架时,获得双摇杆机构。

1-3 在题1-3图所示的铰链四杆机构中,已知:b=50mm,c=35mm,d=30mm,d为机架,试求:

⑴ 若此机构为曲柄摇杆机构,且a为曲柄,求a的最大值;

⑵ 若此机构为双曲柄机构,求a的最小值;

⑶ 若此机构为双摇杆机构,求a的取值范围。

答:⑴ 若此机构为曲柄摇杆机构,则满足Lmin+Lmax≤其余两杆和且最短且最短杆的临杆做机架。故有a为最短杆,a+50≤35+30 解得a≤15mm,a的最大值为15mm。

(2)若此机构为双曲柄机构,则满足d为最短杆,

当a杆为中间值时,有b+d≤a+c 即 50+30≤a+35,求的a≥45mm。a的最小值为45mm。

⑶ 若此机构为双摇杆机构:

① 当a为最长杆时(a≥50mm), 有a+d>b+c,即a+30>50+35,

求的a>55mm;

② 当a为中间杆时(30≤a≤50),有30+50>a+35,求的a<45mm,综合得30≤a<45mm;

③ 当a为最短杆时(a≤30),有a+50>30+35,求的a>15,综合得15<a≤30;

综合求的a的取值范围为(15<a<45mm)∪(a>55mm)

题1-3图 题1-4图

1-4 已知铰链四杆机构及各杆长度,如题1-4图所示,试问:

⑴ 这是什么类型的铰链四杆机构?

⑵ 以AB为主动件,此机构有无急回特性?

⑶ 以AB为主动件时,机构的最小传动角出现在何处,就图上标出。

答:

⑴ 这是曲柄摇杆机构;

⑵ 以AB为主动件,此机构有急回特性;

⑶ 如图:

第二章 凸轮机构

思考题:

2-1 凸轮机构怎样组成的?凸轮机构分成哪几类?为什么滚子从动件是最常用的从动件型式?

答:

(1)、凸轮机构是由凸轮、从动件、机架以及附属装置(回位弹簧等)组成。

(2)、按凸轮形状分为:

①.盘形凸轮机构 ②.移动凸轮机构 ③.圆柱凸轮机构

按从动件的结构型式分:

① 尖顶从动件② 滚子从动件 ③ 平底从动件

(3)由于滚子同凸轮轮廓之间为滚动磨擦,磨损较小,可用来传递较大的功率,因而应用广泛。

2-2 凸轮机构有什么特点?凸轮机构的应用场合是什么?

答:凸轮机构的从动件的位移、速度或加速度可以按照预定的规律变化。

在金属切削机床、内燃机、包装机械、纺织机械、印刷机械、农业机械等各类机械,尤其是自动机械、自动控制装置和装配生产线上,凸轮机构都得到广泛使用。

2-3 通常用什么办法保证凸轮与从动件之间的接触?

答:通常采用力封闭或者形封闭的方法保证凸轮与从动件之间的接触。

2-4 通常可将凸轮机构的工作过程分为哪几个阶段?这几个阶段中的凸轮与从动件各是如何运动的?

答:通常可将凸轮机构的工作过程分为:⑴ 推程;⑵ 远停程;⑶ 回程;⑷ 近停程。

⑴ 推程 当凸轮转过推程角,随着凸轮廓线上各点的向径逐渐增大,从动件从起始位置开始,按设定的规律逐渐被推到离回转中心最远的位置。

⑵ 远停程 当凸轮转过远停程角,从动件在离回转中心最远位置处停止不动。

⑶ 回程 随着凸轮的继续转动,当凸轮转过回程角’时,从动件也从最远位置按某设定的规律逐渐返回到距离回转中心最近的位置。

⑷ 近停程 当凸轮继续转过近停程角时,从动件在离回转中心最近位置处停歇不动。

2-5凸轮机构从动件的常用运动规律有那些?各有什么特点?

答:凸轮机构从动件的常用运动规律有:(1).等速运动规律;(2).等加速等减速运动规律;(3).简谐运动规律;(4).摆线运动规律

(一).等速运动规律:当凸轮等角速度转动时,从动件上升(或下降)的运动速度保持不变;

(二).等加速等减速运动规律:当凸轮等角速度转动时,从动件在一个行程中,前半程作等加速运动,后半程作等减速运动,并且通常取加、减速度的绝对值相等。

(三).简谐运动规律:当凸轮等角速度转动时,从动件一动点在一圆周上作匀速运动时,该动点在此圆直径上的投影长是一随时间变化着的直线长度。

(四).摆线运动规律:当一个滚圆在一直线上作纯滚动时,滚圆上一点所走过的轨迹就是一条摆线。

2-7什么叫做凸轮机构的压力角α?如何检验αmax?对移动从动件推程的[α]一般怎样取值?当机构不能满足αmax≤[α]是怎样解决?

答:(一)、凸轮机构中,从动件受力方向与其在受力点处的速度方向间所夹的锐角称为凸轮机构的压力角。

(二)采用角度尺测量,角度尺水平线做凸轮表面的切线方向,其90度方向便为其法向方向,法向方向与从动件运动方向所夹锐角α的最大值为最大压力角。

(三)对移动从动件推程时,移动从动件的[α]≤300。

(四)

① 适当增大基圆半径,直至满足αmax≤[α];

② 采用偏置的方法,将移动从动件向着与凸轮转向相反的方向偏置一距离e,可以减小α。

③ 修改从动件运动规律,重新进行设计。

习 题

2-1 如题2-1图所示的偏置移动从动件盘形凸轮机构,AB段为凸轮的推程轮廓曲线,请在图上标出从动件的行程h、推程角δ0、远停程角δs、回程角δ0’和近停程角δs’。

推程角δ0=回程角δ0’=1800、远停程角δs=近停程角δs’=00。

2-3 就题2-3图上标出下列各机构转至B点时的凸轮转角δ和压力角α。

(a) (b)

2-4 设计一尖顶对心移动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮的基圆半径rb=50mm,凸轮逆时针等速回转。在推程中,凸轮转过150°时,从动件等速上升100mm;凸轮继续转过30°时,从动件保持不动。在回程中,凸轮转过120°时,从动件以等加速等减速运动规律回到原处;凸轮转过其余60°时,从动件又保持不动。试用作图法绘制从动件的位移曲线图及凸轮的轮廓曲线。

第三章 其他常用机构

习题

3-7 在六角车床的外啮合槽轮机构中,已知槽轮的轮槽数Z=6,槽轮的静止时间为其运动时间的两倍,试确定槽轮机构的圆销数k和运动系数τd。

解:由题意(槽轮的静止时间为其运动时间的两倍)得知

2×运动系数τd=静止系数τj (1)

又因为: 运动系数τd +静止系数τj =1 (2)

联合公式(1)、(2)求解得到运动系数τd=

(2)根据公式τd= 得到:

=

解得:K=1

繁荣的乌龟
懵懂的书包
2026-05-07 19:28:08
机械在运转时, 其相邻的两构件间发生相对运动时, 就必然产生摩擦力, 它一方面会消耗一部分的输入功, 使机械发热和降低其机械效率, 另一方面又使机械磨损, 影响了机械零件的强度和寿命, 降低了机械工作的可靠性, 因此必须要研究机械中的摩擦。 机械中的摩擦是不一定有害的, 有时会利用摩擦力进行工作, 如带传动和摩擦轮传动等。

欣喜的蜡烛
落寞的星星
2026-05-07 19:28:08
概念:齿顶园直径等于分度园直径加上2个齿顶高:D=d+2ha;同时也等(z+2ha)*m(ha为齿顶高系数,标准为1)则:da1=(24+2)m;所以:m1=104/26=4;同理:m2=196/(47+2)=4;

m3=250/(48+2)=5;m4=200/(48+2)=4; 可见:模数相同才能配对,m3齿轮模数I不同不能配对。从传动比为2要求:47齿轮达不到要求。则配对齿轮为z1与z4。传动比为48/24=2;模数相同,中心距等于两分度园的一半:a=m(Z1+Z4)/2=4(24+48)/2=144。

从中可见,你这题目本身就有问题。至少中心距不对。