第十二章_机械传动方案的设计

第十二章其他常用机构一、选择题：1、用单万向节传递两相交轴之间的运动时，其传动比为变化值；若用双万向节时，其传动比C。

(A) 是变化值；(B) 一定是定值；(C) 在一定条件下才是定值2、在单向间歇运动机构中， A 的间歇回转角在较大的范围内可以调节。

（A）槽轮机构(B) 棘轮机构（C）不完全齿轮机构(D) 蜗杆凸轮式间歇运动机构3、在单向间歇运动机构中， C 可以获得不同转向的间歇运动。

（A）不完全齿轮机构(B) 圆柱凸轮间歇运动机构（C）棘轮机构(D) 槽轮机构4、家用自行车中的“飞轮”是一种超越离合器，是一种 C 。

（A）凸轮机构(B) 擒纵轮机构（C）棘轮机构(D) 槽轮机构二、填空题：1、棘轮机构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪组成，可实现运动，适用于低速轻载的场合。

其棘轮转角大小的调节方法是：改变主动摇杆摆角的大小、加装一棘轮罩以遮盖部分棘齿。

2、槽轮机构是由主动拨盘、从动槽轮、机架组成，优点是：结构简单、外形尺寸小、机械效率高，能较平稳、间歇地进行转位，缺点是：存在柔性冲击，适用于速度不太高的场合。

3、擒纵轮机构由擒纵轮、擒纵叉、游丝摆轮及机架组成。

4、擒纵轮机构优点是结构简单，便于制造，价格低廉，缺点是振动周期不很稳定，故主要用于计时精度要求不高、工作时间较短的场合。

5、凸轮式间歇运动机构由主动轮和从动盘组成，主动凸轮作连续转动，通过其凸轮廓线推动从动盘作预期的间歇分度运动。

优点是：动载荷小，无刚性和柔性冲击，适合高速运转，无需定位装置，定位精度高，结构紧凑，缺点是：加工成本高，装配与调整的要求严格。

6、不完全齿轮机构由一个或一部分齿的主动轮与按动停时间要求而作出的从动轮相啮合，使从动轮作间歇回转运动。

工作特点是：结构简单，制造容易，工作可靠，动停时间比可在较大范围内变化，但在从动轮的运动始末有刚性冲击，适合于低速、轻载的场合。

7、螺旋机构是由螺杆、螺母和机架组成，通常它是将旋转运动转换为直线运动。

机械设计课程设计带传动一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解带传动的原理、类型、特点及其在机械设计中的应用。

具体目标如下：1.知识目标：使学生掌握带传动的定义、工作原理和主要参数，了解不同类型的带传动及其适用范围。

2.技能目标：培养学生能够分析带传动系统的工作特点，学会计算带传动的基本参数，并能够设计简单的带传动系统。

3.情感态度价值观目标：培养学生对机械设计的兴趣，增强学生对机械传动系统的认识，提高学生解决实际问题的能力。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.带传动的定义及工作原理：介绍带传动的定义，解释其工作原理，让学生了解带传动是如何实现动力传递的。

2.带传动的类型及特点：讲解不同类型的带传动（如平带、V带、圆带等），分析各类带传动的优缺点及适用范围。

3.带传动的设计计算：教授带传动的设计计算方法，包括带的尺寸选择、张紧力计算、承载能力分析等。

4.带传动系统的应用实例：通过实例分析，使学生了解带传动在机械设计中的应用，提高学生解决实际问题的能力。

三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解带传动的基本原理、类型、设计计算方法等，使学生掌握带传动的基本知识。

2.案例分析法：分析带传动在实际工程中的应用实例，让学生了解带传动的设计与选型过程。

3.实验法：学生进行带传动实验，使学生亲自操作，观察带传动的工作原理，提高学生的实践能力。

4.讨论法：鼓励学生在课堂上提问、讨论，激发学生的学习兴趣，培养学生的思考能力。

四、教学资源为了保证本节课的教学质量，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的机械设计教材，为学生提供系统、全面的学习资料。

2.参考书：推荐学生阅读相关的机械设计参考书，丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料：制作精美的PPT，直观地展示带传动的工作原理、设计计算方法等。

4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能亲自动手进行实验。

5.在线资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习资料和案例分析，拓宽学生的视野。

第十二章 齿轮传动1、图示为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如下图。

试问：〔1〕画出轴II 和轴III 的转向。

〔2〕低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？ 〔3〕低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使轴Ⅱ上轴向力相互抵消？ 〔4〕画出各个齿轮所受轴向力。

2、今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率P 1=13kW ，n 1=200r/min ，齿轮的法面模数m n =4mm ，齿数z 1=60均相同，仅螺旋角分别为9°与18°。

试求各对齿轮传动轴向力的大小？3、图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。

已知：齿轮1的螺旋线方向和轴III 的转向，齿轮2的参数m n =3mm ，z 2=57，β2 =14°；齿轮3的参数m n =5mm ，z 3=21。

试求：〔1〕为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，选择各齿轮的螺旋线方向，并在图上标出； 〔2〕在图b 上标出齿轮2、3所受各分力的方向；〔3〕如果使轴Ⅱ的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角β3应取多大值〔忽略摩擦损失〕？10、分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。

己知：小齿轮齿数221=z ，大齿轮齿数902=z ，法向模数mm m 2n =，中心距mm a 120=，传递功率KW P 2=，小齿轮转速min /3201r n =，小齿轮螺旋线方向右旋。

求： 〔1) 大齿轮螺旋角β大小和方向； 〔2) 小齿轮转矩1T ；1234〔3) 小齿轮和大齿轮受力的大小和方向，并在图上画出。

11、有一齿轮传动如下图，已知：281=z ，702=z ,1263=z ,模数mm m 4n =，压力角 20=α，中心距mm a 2001=，mm a 4002=，输入轴功率kW P 101=，转速min /10001r n =，不计摩擦。

〔1) 计算各轴所受的转矩；〔2)分析中间齿轮的受力，在图中画出，并计算所受各力的大小。

机械设计手册机械传动机械设计手册是机械工程师必备的工具书，用于指导机械传动的设计和计算。

机械传动是将动力从一个部件传递给另一个部件的过程，它是机械系统运行的关键环节之一。

机械传动的设计对于机械系统的性能和可靠性具有重要影响。

机械传动可以分为多种类型，包括齿轮传动、带传动、链传动等。

每种传动类型都有其特点和适用范围。

齿轮传动是最常见和最普遍应用的机械传动形式之一。

它主要由两个或多个齿轮组成，通过齿轮的啮合将动力传递给其他部件。

齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定、传动精度高等优点，广泛应用于各个领域。

在机械传动的设计过程中，需要考虑多个因素。

首先是传动比的选择，传动比决定了传动输出转速和扭矩与输入转速和扭矩的关系。

传动比的选择要根据系统要求和传动部件的可靠性等因素进行合理确定。

其次是传动装置的布局和安装方式。

传动装置的布局应考虑机械的布局结构和空间限制等因素，合理安装传动装置可以提高机械系统的运行效率和可靠性。

机械传动的设计还需要考虑传动件的强度和寿命。

传动件的强度是指传动部件在工作过程中所能承受的最大载荷，而传动件的寿命则是指传动部件在规定工况下能够工作的时间。

在设计过程中，要根据传动装置的工作负荷和传动件的材料等因素，进行合理的强度计算和寿命评估。

此外，机械传动的设计还要考虑传动效率和噪声。

传动效率是指机械系统在能量传递过程中的损失程度，传动效率的高低直接影响着机械系统的能源利用效率。

而噪声是机械系统运行时产生的声音，对于某些应用领域，如航空航天、医疗器械等，噪声控制往往是设计的重要考虑因素之一。

综上所述，机械传动的设计是机械设计中重要的一部分，涉及到传动类型选择、传动比确定、布局和安装、传动件强度和寿命计算、传动效率和噪声控制等方面。

只有通过科学合理的设计和计算，才能够确保机械传动系统的正常运行和高效性能。

因此，机械设计手册中关于机械传动的内容是机械工程师在设计实践中必不可少的参考资料。

第十二章齿轮传动1 齿轮传动的特点和基本类型1.1齿轮传动的特点齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到150m以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。

齿轮传动与带传动相比主要有以下优点：（1）传递动力大、效率高；（2）寿命长，工作平稳，可靠性高；（3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。

齿轮传动与带传动相比主要缺点有：（1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高；（2）不宜作远距离传动。

1.2齿轮传动的类型齿轮传动平面齿轮运动（相对运动为平面运动，传递平行轴间的运动）直齿圆柱齿轮传动（轮齿与轴平行）外啮合内啮合齿轮齿条斜齿圆柱齿轮传动（轮齿与轴不平行）外啮合内啮合齿轮齿条人字齿轮传动（轮齿成人字形）空间齿轮运动（相对运动为空间运动，传递不平行轴间的运动）传递相交轴运动（锥齿轮传动）直齿斜齿曲线齿传递交错轴运动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动准双曲面齿轮传动外啮合直齿圆柱齿轮传动内啮合直齿圆柱齿轮传动齿轮齿条传动（直齿条）外啮合斜齿圆柱齿轮传动人字齿轮传动齿轮齿条传动（斜齿条）直齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动蜗杆传动准双曲面齿轮传动螺旋齿轮传动（交错轴斜齿轮传动）1.3 齿廓啮合基本定律齿轮传动要求准确平稳，即要求在传动过程中，瞬时传动比保持不变，以免产生冲击、振动和噪音。

齿轮传动是依靠主动轮的轮齿依次拨动从动轮的轮齿来实现的。

传动比为：一对齿轮，传动比恒定不变。

但是，这并不能保证每一瞬时的传动比（即两轮的角速度之比）亦为常数。

传动的瞬时传动比是否保持恒定，与齿轮的齿廓曲线有关。

2 渐开线齿轮的齿廓及传动比2.1 渐开线的形成2.2 渐开线的性质（1）发生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆上被滚过的相应弧长。

2）渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。

换言之，基圆的切线必为渐开线上某点的法线。

发生线BK是渐开线在任意点K的法线。

机械设计手册机械传动
机械设计手册中的机械传动部分主要涵盖了各种机械传动系统的原理、设计方法和计算公式。

其中常见的机械传动类型包括：
1. 齿轮传动：利用齿轮之间的啮合传递动力和运动。

包括圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等。

2. 链传动：通过链条将动力从一个轴传递到另一个轴。

适用于较远距离的传动。

3. 带传动：通过传动带将动力从一个轴传递到另一个轴。

适用于较短距离的传动。

4. 离合器传动：在机械传动系统中，用于连接和切断动力传递的部件。

如摩擦离合器、液力离合器等。

5. 联轴器：用于连接两个轴，传递转矩和运动。

如膜片联轴器、挠性联轴器等。

6. 减速器：用于降低输入轴的转速，提高输出轴的扭矩。

如齿轮减速器、蜗轮减速器等。

7. 变速器：用于在运行过程中改变输入轴和输出轴的转速比。

如齿轮变速器、液力变速器等。

8. 传动轴：用于连接不同轴之间的传动装置，传递转矩和运动。

9. 万向节：用于连接传动轴和驱动部件，允许在一定角度范围内摆动。

10. 导向部件：用于引导和定位运动部件，如导轨、丝杠等。

在实际应用中，可以根据需求选择合适的机械传动系统进行设计。

设计时需考虑传动比、扭矩、功率、材料、尺寸等因素。

机械传动手册提供了丰
富的设计资料、计算方法和实例，有助于工程师更好地进行机械传动系统的设计与优化。

154第12章 蜗杆传动12.1 考点提要12.1.1 重要的术语和概念蜗杆的传动特点和分类、蜗杆的效率、蜗杆的头数、导程角、直径系数、12.1.2蜗杆传动的滑动速度和效率蜗杆主动时的机构效率为：）（v tg tg ϕγγη+-=)96.095.0( （12-1） 蜗杆的功率损耗一般由啮合摩擦，轴承损耗及零件搅油和飞溅损耗。

计算效率时，需要用到当量摩擦角v ϕ，其数值可通过arctgf v =ϕ算出，再结合相对滑动速度查表确定。

增加蜗杆的头数会使导程角增大，从而使效率增大，同时滑动速度也增大；如果增大蜗杆的分度圆直径将使导程角减小，从而使效率下降，而蜗杆的刚度提高。

蜗轮主动的效率为）（’v tg tg ϕγγη-= （12-2） 显然若v ϕγ≤，则0≤‘η，机构自锁，显然，如果反行程（蜗轮主动）自锁，正行程的效率（蜗杆主动）一定不大于５０O O /。

蜗杆机构总的效率为啮合效率与轴承效率及搅油效率的乘积。

在设计之初，为近似求出蜗轮的转矩2T ，η数值可按表14-1数值估计。

表１４－１ 效率与蜗杆头数关系1Z １２ ３ ４ 总效率０.７ 0.8 0.85 0.9 影响蜗杆传动啮合效率的几何因素有：蜗杆的头数Z1，蜗杆的直径系数q﹑蜗杆分度圆直径〔或模数﹑Z1﹑q〕。

由于传动多是减速传动，所以蜗杆多处于高速级。

当蜗杆头数较少时，反行程效率低，机构自锁。

只有蜗杆头数多时才有较高的效率，反行程不自锁（可以蜗轮为主动件），但蜗轮和蜗杆的滑动速度过大，对材料要求很高，易出现磨损和胶合，因此很少采用。

12.1.3普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算蜗杆蜗轮的正确啮合条件有：1）蜗杆的轴向模数ma1=蜗轮的端面模数mt2且等于标准模数；2）杆的轴向压力角αa1=蜗轮的端面压力角αt2且等于标准压力角；3）蜗杆的导程角γ=蜗轮的螺旋角β且均可用γ表示，蜗轮与蜗轮的螺旋线方向相同。

通过蜗杆轴线并与涡轮端面垂直的平面称中间平面。