第十三章一般机械传动系统设计 现代机器由原动机部分、传动部分、执行部分三个基本部分组成。原动机部分是驱动整部机器以完成预定功能的动力源。通常，一部机器只用一个原动机，复杂的机器也可能有几个动力源。它们都是把其它形式的能量转换为可以利用的机械能。现代机器中使用的原动机多是以各式各样的电动机和热力机为主。执行部分是用来完成机器预定功能的组成部分。一部机器可以只有一个执行部分，也可以把机器的功能分解成好几个执行部分。传动部分由图13-1可知，是把原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需要的运动形式、运动及动力参数的中间传动装置。机器的传动部分多数使用机械传动系统。它是绝大多数机器不可缺少的重要组成部分，其质量和成本在整台机器的质量和成本中占有很大的比例。机器的工作性能在很大程度上取决于传动装置的优劣。因此，本章仅对机械传动系统的设计作一个简单的介绍。 →→???→传动机构传动机构 传动机构→ 图13-1 单路传动 §13.1机械传动方案的设计 传动系统方案设计是在完成了执行系统的方案设计和原动机的选型后进行的。机械传动系统除了进行运动和动力传递外，还可实现增速、减速或变速传动；变换运动形式；进行运动的合成和分解；实现分路传动和较远距离传动等。满足原动机和工作机性能要求的传动方案，是由不同的组合方式和布置顺序构成的。 13.1.1传动类型的选择 传动机构的类型很多，选择不同类型的传动机构，将会得到不同形式的传动系统方案。为了获得理想的传动方案，需要合理选择传动机构类型。常用传动机构及其性能见表13-l。 表13-1 常用传动机构及其性能
选择传动类型时，应根据主要性能指标：效率高、外廓尺寸小、质量小、运动性能良好、成本低以及符合生产条件等。选择传动类型的基本原则是： ①当原动机的功率、转速或运动形式完全符合执行系统的工况要求时，可将原动机的输出轴与执行机构的输入轴用联轴器直接联接。这种联接结构最简单，传动效率最高。但当原动机的输出轴与执行机构的输入轴不在同一轴线上时，就需要采用等传动比的传动机构。 ②原动机的输出功率满足执行机构要求，但输出的转速、转矩或运动形式不符合执行机构的需要，此时则需要采用能变速或转换运动形式的传动机构。 ③高速、大功率传动时，应选用承载能力大、传动平稳、效率高的传动类型。 ④速度较低，中、小功率传动，要求传动比较大时，可选用单级蜗杆传动、多级齿轮传动、带——齿轮传动、带——齿轮——链传动等多种方案，进行分析比较，选出综合性能较好的方案。 ⑤工作环境恶劣、粉尘较多时，尽量采用闭式传动，以延长零件的寿命。 ⑥尽可能采用结构简单的单级动装置。中心距较大时，可采用带传动、链传动。传动比较大时，优先选用结构紧凑的蜗杆传动和行星齿轮传动。 ⑦当执行机构的载荷频繁变化、变化量大且有可能过载时，为保证安全运转，可选用有过载保护的传动类型。 ⑧单件、小批量生产的传动，尽量采用标准的传动装置以降低成本，缩短制造周期。 13.1.2传动方案的设计 相同的传动机构按不同的传动路线及不同的顺序布置，就会产生出不同效果的传动方案。只有合理的安排传动路线，恰当布置传动机构，才能使整个传动系统获得理想的性能。 1.传动路线的选择
机构传动方案设计 设计方案要发散思维，参考资料文献关于机构传动方案设计知道怎么做吗？下面是小编为大家整理了机构传动方案设计，希望能帮到大家！ 这种方法是从具有相同运动特性的机构中，按照执行构件所需的运动特性进行搜寻。当有多种机构均可满足所需要求时，则可根据上节所述原则，对初选的机构形式进行分析和比较，从中选择出较优的机构。 常见运动特性及其对应机构 连续转动定传动比匀速平行四杆机构、双万向联轴节机构、齿轮机构、轮系、谐波传动机构、摆线针轮机构、摩擦轮传动机构、挠性传动机构等变传动比匀速轴向滑移圆柱齿轮机构、混合轮系变速机构、摩擦传动机构、行星无级变速机构、挠性无级变速机构等非匀速双曲柄机构、转动导杆机构、单万向连轴节机构、非圆齿轮机构、某些组合机构等往复运动往复移动曲柄滑块机构、移动导杆机构、正弦机构、移动从动件凸轮机构、齿轮齿条机构、楔块机构、螺旋机构、气动、液压机构等往复摆动曲柄摇杆机构、双摇杆机构、摆动导杆机构、曲柄摇块机构、空间连杆机构、摆动从动件凸轮机构、某些组合机构等
间歇运动间歇转动棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构、某些组合机构等间歇摆动特殊形式的连杆机构、摆动从动件凸轮机构、齿轮-连杆组合机构、利用连杆曲线圆弧段或直线段组成的多杆机构等间歇移动棘齿条机构、摩擦传动机构、从动件作间歇往复运动的凸轮机构、反凸轮机构、气动、液压机构、移动杆有停歇的斜面机构等预定轨迹直线轨迹连杆近似直线机构、八杆精确直线机构、某些组合机构等曲线轨迹利用连杆曲线实现预定轨迹的多杆机构、凸轮-连杆组合机构、行星轮系与连杆组合机构等特殊运动要求换向双向式棘轮机构、定轴轮系等超越齿式棘轮机构、摩擦式棘轮机构等过载保护带传动机构、摩擦传动机构等…………利用这种方法进行机构选型，方便、直观。设计者只需根据给定工艺动作的运动特性，从有关手册中查阅相应的机构即可，故使用普遍。 任何一个复杂的执行机构都可以认为是由一些基本机构组成的，这些基本机构具有下图所示的进行运动变换和传递动力的基本功能。
习题与参考答案 一、复习思考题 1 带传动的工作原理是什么？它有哪些优缺点？ 工作原理：靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力 优点： ①、有缓冲和吸振作用； ②、运行平稳，噪声小； ③、结构简单，制造成本低； ④、可通过增减带长以适应不同的中心距要求； ⑤、普通带传动过载时带会在带轮上打滑，对其他机件有保护作用； 缺点 ⑥、传动带的寿命较短； ⑦、传递相同圆周力时，外廓尺寸和作用在轴上的载荷比啮合传动大； ⑧、带与带轮接触面间有相对滑动，不能保证准确的传动比。 2 当与其他传动一起使用时，带传动一般应放在高速级还是低速级？为什么？ 低速：速度过大会产生较大的离心力，使带与带轮的摩擦力减小，传递的圆周力也减小，出现打 3 与平带传动相比，V带传动有何优缺点？ 4 在相同的条件下，为什么V带比平带的传动能力大？ 5 普通V带有哪几种型号？窄V带有哪几种型号？ 6 普通V带楔角为40°，为什么将带轮的槽角制成34°、36°和38°三种类型？在什么情况下用较小的槽角？ 7 带的紧边拉力和松边拉力之间有什么关系？其大小取决于哪些因素？ 8 什么是带的弹性滑动和打滑？引起带弹性滑动和打滑的原因是什么？带的弹性滑动和打滑对带传动性能有什么影响？带的弹性滑动和打滑的本质有何不同？ 9 带传动在什么情况下才发生打滑？打滑一般发生在大轮上还是小轮上？为什么？刚开始打滑时，紧边拉力与松边拉力之间的关系是什么？ 10 影响带传动工作能力的因素有哪些？ 11 带传动工作时，带内应力如何变化？最大应力发生在什么位置？由哪些应力组成？研究带内应力变化的目的是什么？ 12 带传动的主要失效形式有哪些？单根V带所能传递的功率是根据什么准则确定的？ d min？ 13 在设计带传动时，为什么要限制带的速度v min和v max以及带轮的最小基准直径 1 14 在设计带传动时，为什么要限制两轴中心距的最大值a max和最小值a min？在设计带传动 ？ 时，为什么要限制小带轮上的包角 1 15 水平或接近水平布置的开口带传动，为什么应将其紧边设计在下边？
第一章机械传动性能测试综合实验台说明书 一、概述 “THM CD-1型机械传动性能测试综合实验台”是根据相关课程的教学大纲要求而研制的，它采用模块式结构，可快速组合多种机械传动实训，能测试各种机械传动的速比、转矩、效率等。配套专用的数据采集系统，实现计算机智能数据采集、分析、处理、曲线显示及打印输出等功能。适合各院校机械类专业《机械设计》、《机械原理》、《机械零件》等课程的教学实训需要。 二、主要实训仪器及设备 1．NJ型转矩转速传感器 NJ型转矩转速传感器的基本原理是：通过弹性轴、两组磁电信号发生器，把被测转矩、转速转换成具有相位差的两组交流电信号，这两组交流电信号的频率相同且与轴的转速成正比，而其相位差的变化部分又与被测转矩成正比。 NJ型转矩转速传感器的工作原理如图1。在弹性轴的两端安装有两只信号齿轮，在两齿轮 图1 NJ型转矩转速传感器工作原理图 的上方各装有一组信号线圈，在信号线圈内均装有磁钢，与信号齿轮组成磁电信号发生器。当信号齿轮随弹性轴转动时，由于信号齿轮的齿顶及齿谷交替周期性的扫过磁钢的底部，使气隙磁导产生周期性的变化，线圈内部的磁通量亦产生周期性变化，使线圈中感应出近似正弦波的交流电信号。这两组交流电信号的频率相同且与轴的转速成正比，因此可以用来测量转速。这两组交流电信号之间的相位与其安装的相对位置及弹性轴所传递扭矩的大小及方向有关。当弹性轴不受扭时，两组交流电信号之间的相位差只与信号线圈及齿轮的安装相对位置有关，这一相位差一般称为初始相位差，在设计制造时，使其相差半个齿距左右，即两组交流电信号之间的初始相位差在180度左右。在弹性轴受扭时，将产生扭转变形，使两组交流电信号之间的相位差发生变化，在弹性变形范围内，相位差变化的绝对值与转矩的大小成正比。把这两组交流电信号用专用屏蔽电缆线送入具有其功能的扭矩卡送入计算机，即可得到转矩、转速及功率的精确值。图2是NJ型转矩转速传感器机械结构图。其结构与图1的工作原理图的差别是，为了提高测量精度及信号幅值，两端的信号发生器是由安装在弹性轴上的外齿轮、安装在套筒内的内齿轮、固定在机座内的
机械传动与液压传动练习试卷2及答案与解析 一、多项选择题 共10题，每题2分。每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有l个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得0.5分。 1 机械传动的主要作用有( )。 （A）传递动力 （B）改变运动方向 （C）改变运动效率 （D）改变运动速度 （E）改变运动形式 2 蜗杆传动的特点是( )。 （A）降速效果好 （B）能自锁 （C）效率不高 （D）传动平稳 （E）结构松散 3 下列几种机构中，曲柄作为主动件的机构有( )。 （A）破碎机的传动机构 （B）脚踏缝纫机的曲柄摇杆机构 （C）内燃机中的曲柄滑块机构
（D）曲柄压力机中的曲柄滑块机构 （E）牛头刨床机构中的曲柄摇杆机构 4 下列各传动机构中，( )传动机构为不可逆传动机构(即主动件与从动件不能交换)。 （A）蜗杆 （B）齿轮 （C）凸轮 （D）带 （E）曲柄滑块 5 下列表述中，不正确的有( )。 （A）当机器功率一定时，转速越大，转矩越小 （B）功率等于力在其作用点方向上的投影与速度乘积 （C）功率的单位是W （D）汽车功率一定时，它的牵引力的大小不变 （E）根据能量守恒定律，机器的输出功率应等于输入功率 6 链传动的主要优点有( )。 （A）和带传动相比，传动功率大 （B）能保持恒定的瞬时转速和瞬时传动化 （C）噪声低，适于传递高速运动
（D）与齿轮传动相比，中心间距可较大 （E）能在低速、重载和高温条件下工作 7 链传动的传动比与( )有关。 （A）主动轮的转速 （B）主动轮与从动轮转速之比 （C）主动轮的齿数 （D）主动轮与从动轮的中心距 （E）主动轮与从动轮齿数之比 8 下列各项表述中，正确的有( )。 （A）齿轮传动是用齿轮的轮齿相互啮合传递轴间的动力和运动的机械传动（B）链传动和带传动相比，链传动有准确的平均传动比 （C）螺旋传动，通常是将回转运动变换成直线运动 （D）带传动是通过传动带对从动轮的拉动来传递运动的 （E）在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆是从动件，蜗轮是主动件 9 与机械传动方式相比，液压传动的主要缺点有( )。 （A）在同等体积和重量的条件下，输出功率较小 （B）不能保证严格的传动比 （C）对环境温度要求较高
王黎钦《机械设计》第5版课后习题 第7章挠性件传动 7.1在V带传动设计中，为什么要限制dd1≥ddmin，v≤νmax？ 答：传动带中的弯曲应力变化是最大的，它是引起带的疲劳破坏的主要因素。带轮直径越小，弯曲应力越大。因此，为减少弯曲应力应采用较大的小带轮直径1d d。但1d d过大，会使传动的结构尺寸增大。如无特殊要求，一般取d大于等于许用的最小带轮基准直径d。当传递功率一定时，带速越高，圆周力越小，所需带的根数越少，但带速过大，带min d 在单位时间内绕过带轮的次数增加，使疲劳寿命降低，更重要的是增加带速会显著地增加带的离心力，减小带与带轮间正压力，带速达到一定数值后，不利因素将超过有利因素，致使设计功率降低，所以设计时应使v≤νmax。 7.2V带轮的槽角φ0为何小于带的楔角φ＝40°？ 答：普通V带伸直时，两侧面间的夹角，楔键是40°，带在带轮上弯曲时，由于截面形状的变化使带的楔角变小。为使带轮槽角适应这种变化，使工作中带和轮槽侧面仍贴合良好，国标规定普通V带轮槽角小于40°。 7.3单根V带能传递的功率如何确定？ απ=，带长为特定长度，强力层为化学纤维线绳结构的条答：在载荷平稳，包角1rad 件下，单根普通V带所能传递的基本额定功率：
如果不满足上述条件的情况下，要对其进行修正，此时单根带所能传递的功率为： 式中，k —包角修正系数； k—带长修正系数。 l 式中，b k—弯曲影响系数； n—小带轮转速； 1 k—传动比系数。 i 7.4具有张紧轮的带传动，张紧轮最好放在什么位置？ 答：因置于紧边需要的张紧力大，且张紧轮也容易跳动，通常张紧轮置于带的松边。此外张紧轮压在松边内侧时，张紧轮应尽量靠近大带轮，以免小带轮上包角减小过多。 7.5带传动的主要失效形式是什么？设计准则是什么？ 答：带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏，因此带传动的设计准则是在保证带工作是不打滑的条件下具有一定的疲劳强度和寿命。 7.6什么是弹性滑动现象；它对带传动有何影响？ 答：由带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动的现象称为弹性滑动。弹性滑动是带传动中不可避免的现象，它会引起以下后果： （1）从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度，并随载荷的变化而变化，导致此传动的传动比不准确；
第9章 习题答案 9-1 解： 带传动传递的有效拉力F ：N 55010 5 .51000 F V P === 因为：F = F 1- F 2 而 F 1=2F 2 联立解得F 1= F=550 N 9-2 解： 解题思路： 根据题意，要求传动的功率是P 。根据公式 P k P A c =，需要知道确定计算功率c P ，根 据工作情况可以查出K A 系数，再根据计算功率的公式； K K )(L 00αP P P z C ?+≥，需要根据情况获得P 0和ΔP 0 K αK L 以及带的根数Z 。 1.已知带的根数Z=2； 2.确定单根V 带的额定功率P 0 根据1d d =160mm, n 1=1450r/min 由表9-6查得B 型带P 0=3.62 kw 3.确定额定功率增量ΔP 0 计算带传动的传动比5.2160 400 d d i d1d2=== 由表9-7查得：ΔP 0 =0.45kw 4. 确定带的基准长度d L ()()90.31311120 406140024000610112242 22 02 122 100=?-+++?=-+ ++=ππ a d d d d a L d d d d 根据计算数据查的表9-3，取得带长基准长度d L 3550mm ；查得K L =1.09. 5. 小带轮包角 o o 0121167.7257.31120 160-400-1803.57a 180=?=?-- =οοd d d d α 查表9-8得到K α=0.97 6.获得系数K A 由表9-9取K A =1.1 7.c P =K A *P=1.1P kw 8.将已知条件带入公式中，可以解得功率P 的值 ()()7.82KW 1.1 0.97 1.090.453.622K K K P P Z P ；K K )(A L 00L 00=??+?=?+=?+≥ ααP P P z C 带传动传递的最大功率是7.82KW 。