第17章机械传动系统设计实例(zhao)..

机械制造中的机械传动系统设计机械制造是现代工业中不可或缺的一部分，而机械传动系统则扮演着关键的角色。

机械传动系统是指通过机械装置将动力从一个地方传递到另一个地方的系统。

它在许多领域中广泛应用，包括汽车、航空航天、工程机械等。

本文将探讨机械制造中的机械传动系统设计，介绍常见的传动系统类型以及设计过程中的要点。

一、机械传动系统的类型1. 齿轮传动系统：齿轮传动是最常见也是最基本的机械传动类型之一。

它由齿轮和齿轮之间的啮合组成，可以将转矩和速度从一个轴传递到另一个轴。

齿轮传动系统广泛应用于各种机械设备中，例如汽车变速器、工业机械等。

2. 带传动系统：带传动系统通过带子或皮带将动力从一个轴传递到另一个轴。

这种传动系统具有简单、结构紧凑、操作平稳等优点，常见的应用包括摩托车、发电机等。

3. 链传动系统：链传动系统使用链条将动力从一个轴传递到另一个轴，类似于带传动系统。

链传动系统通常用于需要承受更大负载和更高速度的场合，比如摩托车、自行车等。

4. 蜗轮蜗杆传动系统：蜗轮蜗杆传动系统是一种精密的传动系统，常用于需要较大减速比和较高精度的场合。

它由蜗轮和蜗杆组成，具有较高的传动效率和较小的回转间隙，适用于一些精密仪器和机械设备。

二、机械传动系统设计要点1. 动力计算：在设计机械传动系统时，首先需要根据实际需求计算所需的动力大小。

动力计算应考虑到负载的性质、传动效率、传动损失等因素，以确保传动系统的运行稳定和可靠。

2. 选择合适的传动比：传动比是指输入轴和输出轴的转速比。

在机械传动系统设计中，需要根据实际需求选择合适的传动比。

传动比的选择涉及到转矩的转换和速度的匹配，应根据实际应用场景和要求进行合理的设计。

3. 选用合适的传动装置：根据实际需求和传动比，选择合适的传动装置，如齿轮、带子、链条等。

不同的传动装置具有不同的特点和适用范围，设计师需要根据具体情况进行选择。

4. 考虑传动系统的稳定性和可靠性：在设计机械传动系统时，需要考虑传动系统的稳定性和可靠性。

机械设计课程设计说明书目录一课程设计书 2 二设计要求2三设计步骤21. 传动装置总体设计方案 32. 电动机的选择 43. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 54. 计算传动装置的运动和动力参数 56. 齿轮的设计 87. 滚动轴承和传动轴的设计 198. 键联接设计 269. 箱体结构的设计 2710.润滑密封设计 3011.联轴器设计 30四设计小结31 五参考资料32一. 课程设计书设计课题:设计一用于带式运输机上的两级齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷有轻微冲击，工作环境多尘，通风良好,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限10年(300天/年),三班制工作,滚筒转速容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。

参数:二. 设计要求1.减速器装配图1张(0号)。

2.零件工作图2-3张(A2)。

3.设计计算说明书1份。

三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 齿轮的设计6. 滚动轴承和传动轴的设计7. 键联接设计8. 箱体结构设计9. 润滑密封设计10. 联轴器设计1.传动装置总体设计方案:1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。

3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。

其传动方案如下：η2η3η5η4η1I IIIIIIVPdPw图一:(传动装置总体设计图)初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。

选择V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器。

传动装置的总效率总η1η为V 带的传动效率, 2η为轴承的效率，3η为对齿轮传动的效率，（齿轮为7级精度，油脂润滑）4η为联轴器的效率，5η为滚筒的效率 因是薄壁防护罩,采用开式效率计算。

机械传动系统的设计与分析导言：机械传动系统是现代工程中常见的一种能够通过电动机、发动机等原动机的能量输出来驱动各种机械装置运动的装置。

它在各个行业中都扮演着重要的角色，汽车、机床、船舶等都离不开这一关键技术。

本文将对机械传动系统的设计与分析进行探讨，以期为读者提供一些有关这一领域的基础知识和实践经验。

第一部分：机械传动系统的基本原理机械传动系统是通过传递原动机的转矩和功率来实现装置运动的一种技术。

其基本原理是利用齿轮、链条、皮带等传动元件将原动机的转速和扭矩传递给负载。

在设计机械传动系统时，需要考虑到传动效率、可靠性、噪音和寿命等因素。

第二部分：机械传动系统的设计机械传动系统的设计包括选择传动元件、计算传动比、确定主传动轴和挑选传动方式等步骤。

首先需要根据负载特性和转矩要求来选择合适的传动元件，例如齿轮、链条或皮带。

然后根据输入轴和输出轴的转速要求计算传动比，确保系统能够满足负载的运行要求。

同时，还需要根据转矩传递路径和负载类型来确定主传动轴的位置，以及选择合适的传动方式，如直接传动、间接传动或多级传动等。

第三部分：机械传动系统的分析机械传动系统的分析是评估系统的性能和行为的过程，常见的分析手段包括传动效率计算、转矩和功率分析、动力学分析和可靠性评估等。

首先，通过对传动元件的几何尺寸和摩擦特性进行分析，可以计算传动效率，并评估系统对能源的利用效率。

其次，根据系统的输入和输出转矩，可以分析系统的动力平衡和传动效果，为系统的性能优化提供依据。

同时，也可以进行动力学分析，研究系统的振动特性和响应，以及设计和安装防震措施。

最后，通过对各个传动元件的可靠性分析和寿命评估，可以预测系统的使用寿命和故障概率，为维护和保养提供指导。

结论：机械传动系统的设计与分析是一项重要的工程任务，它关乎着装置的工作效率和可靠性。

在设计过程中，需要综合考虑负载特性、转矩要求和传动效率等因素，选择合适的传动元件和传动方式。

在分析过程中，则需要通过计算传动效率、分析转矩和功率、研究动力学特性以及评估可靠性来评估系统的性能。

机械传动系统设计实例设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。

某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。

已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。

两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。

环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。

驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。

输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。

传动尺寸无严格限制，中小批量生产。

例9-1试设计某带式输送机传动系统的V带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed=15 KW, 转速nⅠ=970 r/min，传动比i=2.1，两班制工作。

[解] （1）选择普通V带型号由表9-5查得K A=1.2 ，由式(9-10) 得P c=K A P ed=1.2×15=18 KW，由图9-7 选用B型V 带。

（2）确定带轮基准直径d 1和d 2由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-⨯⨯=-=-=εεid n d n d mm ，由表9-2取d 2=425mm 。

（3）验算带速由式 (9-12)得11π970200π10.16100060100060n d v ⨯⨯===⨯⨯ m/s ，介于5～25 m/s 范围内，合适。

（4）确定带长和中心距a由式(9-13)得所以有12505.4370≤≤a 。

初定中心距a 0=800 mm ， 由式(9-14)得带长2(425200)2800(200425)2597.624800π-=⨯+++=⨯mm 。

由表9-2选用L d =2500 mm ，由式(9-15)得实际中心距 2.7512/)6.25972500(8002/)(00=-+=-+=L L a a d mm 。

（5）验算小带轮上的包角1α 由式(9-16)得000042520018057.3162.84120,751.2-=-⨯=> 合适。

机械传动系统设计与分析引言机械工程是一门涉及设计、制造和运用机械设备的工程学科。

在现代工业中，机械传动系统是一项至关重要的技术，它负责将动力从发动机或电动机传递到机械装置，实现各种运动和工作。

本文将探讨机械传动系统的设计和分析，以及其在制造过程中的应用。

机械传动系统的类型机械传动系统可以分为几种类型，包括齿轮传动、皮带传动、链传动和摩擦传动等。

每种传动系统都有其特定的优点和适用范围。

齿轮传动是最常见的一种传动方式，它具有高效率、精确传动比和较高的承载能力。

皮带传动适用于较大的传动比和较远的传动距离，但其传动效率较低。

链传动在高速和高扭矩传动方面表现出色，而摩擦传动适用于低功率和低速传动。

机械传动系统的设计原则在设计机械传动系统时，需要考虑以下几个原则。

首先是传动效率，即传输动力的能力。

高效率的传动系统可以最大限度地减少能量损失，提高工作效率。

其次是传动比的选择，传动比决定了输入和输出的转速和扭矩之间的关系。

合理选择传动比可以满足特定的工作需求。

此外，传动系统的可靠性和稳定性也是设计的重要考虑因素，需要确保传动系统在长期运行中能够稳定工作，并能承受额定负载。

机械传动系统的分析方法为了评估机械传动系统的性能，可以采用一些分析方法。

其中之一是动力学分析，通过建立传动系统的数学模型，可以计算出各个部件的运动状态和力学特性。

这有助于确定传动系统是否能够满足设计要求，并发现潜在的问题。

另一种常用的分析方法是有限元分析，它可以模拟传动系统的应力和变形情况，帮助设计师优化结构和材料选择。

此外，实验测试也是评估传动系统性能的重要手段，通过测量传动系统的输入和输出参数，可以验证设计的准确性和可靠性。

机械传动系统在制造中的应用机械传动系统在制造过程中有着广泛的应用。

例如，在汽车制造中，传动系统负责将发动机的动力传递到车轮，实现车辆的运动。

在工业机械设备中，传动系统用于驱动各种机械装置，如输送带、机床和起重机等。

此外，传动系统还广泛应用于航空航天、船舶和能源领域等。

机械传动设计目录模板一、引言二、背景与问题陈述三、目标与需求四、设计思路与方法4.1 传动装置的选择4.2 传动比的确定4.3 传动元件的选型与设计五、系统分析与计算5.1 动力学分析5.2 动力特性计算5.3 传动系统的可靠性分析六、设计验证与优化6.1 传动系统的动态模拟6.2 传动系统的试验验证6.3 设计参数的优化七、实施方案与成果展示7.1 传动装置的详细设计图纸7.2 系统性能测试结果7.3 成本分析与评估八、总结与展望引言在机械工程中，传动装置起着将动力源传递到工作机构的重要作用。

一个高效、稳定且具有良好动力性能的传动系统对于机械设备的工作效率和可靠性至关重要。

本文旨在探讨机械传动设计的相关问题，并提供一个机械传动设计目录模板供参考。

背景与问题陈述介绍机械传动设计的背景和相关问题，例如当前传动装置存在的问题、市场需求的变化以及现有设计方法的不足等。

目标与需求明确本次传动设计的目标和需求，例如提高传动效率、降低噪音和振动、增强系统的可靠性等。

设计思路与方法4.1 传动装置的选择根据实际需求，选择适合的传动装置类型，例如齿轮传动、带传动、链传动等，并进行相应的设计计算。

4.2 传动比的确定根据传动装置的类型和工作要求，确定合适的传动比，并进行传动比的计算和分析。

4.3 传动元件的选型与设计选择合适的传动元件，例如齿轮、带轮、链条等，并进行传动元件的设计和参数计算。

系统分析与计算5.1 动力学分析对传动系统进行动力学分析，分析传动装置的动力学性能，包括速度、加速度、转矩等。

5.2 动力特性计算根据动力学分析的结果，计算传动系统的动力特性，例如转矩传递比、传动效率等。

5.3 传动系统的可靠性分析对传动系统进行可靠性分析，评估系统的故障概率和可靠性水平，并提出相应的改进措施。

设计验证与优化6.1 传动系统的动态模拟使用计算机辅助设计软件对传动系统进行动态模拟，验证传动系统的设计参数和性能是否符合要求。

机械传动系统设计方案示例简介方案一、带传动与链传动组合1.实验内容首先搭接链传动（高速）+带传动(低速)的传动方案。

分析系统能够传递的最大扭矩。

观察测量系统的运转噪声情况，并给出初步的结论。

然后搭接带传动（高速）+链传动（低）的传动方案。

分析系统能够传递的最大扭矩。

观察测量系统的运转噪声情况，并给出初步的结论。

2.实验的仪器与设备带传动件与链传动件，直角尺，水平仪，轴承座，噪声计，转速表，带式制动器等。

3.实验过程与步骤首先搭接链传动（高速）+带传动(低速)的传动方案。

确保系统安装好后，手动运转良好后，通电运行，测量不同转速下的噪声（噪声测量的位置需要根据系统的特点，确定出几个测量点），记录系统在电机转速为50rpm、100rpm、200rpm、300rpm下的噪声。

调整带式制动器的制动带张力，测量系统能够传递的最大扭矩时制动带的张力。

然后搭接带传动（高速）+链传动（低速）的传动方案。

确保系统安装好后，手动运转良好后，通电运行，测量不同转速下的噪声（噪声测量的位置需要根据系统的特点，确定出几个测量点），记录系统在电机转速为50rpm、100rpm、200rpm、300rpm下的噪声。

调整带式制动器的制动带张力，测量系统能够传递的最大扭矩时制动带的张力。

图Ⅱ-1 带传动与链传动组合系统实物图方案二、带传动与齿轮传动组合1.实验内容首先搭接带传动（高速）+齿轮传动(低 )的传动方案。

分析系统能够传递的最大扭矩。

测量观察系统的运转情况，并给出初步的结论。

然后搭接齿轮传动（高速）+带传动（低速）的传动方案。

分析系统能够传递的最大扭矩。

测量观察系统的运转情况，并给出初步的结论。

2.实验仪器与设备齿轮传动零件与带传动零件，搭接需要的直角尺，水平仪，轴承座，带式制动器，转速表等。

3.实验过程与步骤首先搭接带传动（高速）+齿轮传动(低速)的传动方案。

确保系统安装好后，手动运转良好后，调整制动器的制动力，记录系统能够稳定传动的最大扭矩时，制动器上施加的制动带的张力。

第17章机械传动系统及其传动比17.1概述17.1.1轮系的定义在齿轮一章的学习中，对一对齿轮的传动及其几何计算问题进行了讨论和讲述。

例如：i=n1/n2。

但是，在实际应用的机械中，为了满足各种需要，例如需要较大的传动比或作远距离传动等，只用一对齿轮往往是不够的。

例如：1、汽车由于前进、后退、转弯以及路况等需要车轮有不同的转速。

2、机械钟表上为了使时针、分针、秒针具有一定的转速比关系：112 n n=时针分针、160n n=分针秒针、1720n n=时针秒针3、机床中用变速箱将电机的一种转速变成了主轴的多种转速。

常采用一系列互相啮合的齿轮来组成传动装置。

这种由一系列齿轮组成的传动装置称为齿轮系统，简称轮系。

17.1.2轮系的分类根据轮系运动时，各齿轮的几何轴线位置相对于机架是否固定，将轮系分为两种基本类型：(1)定轴轮系。

在轮系运转时各齿轮几何轴线都是固定不变的，这种轮系称为定轴轮系。

定轴轮系又分为平面定轴轮系和空间定轴轮系，全部由平行轴组成的定轴轮系称为平面定轴轮系，如图17-1a所示；其中存在非平行轴的定轴轮系称为平面空间轮系，如图17-1b所示，。

a) b)图 17-1 定轴轮系(2)行星轮系。

如图17-2所示，在轮系运转时至少有一个齿轮的几何轴线绕另一几何轴线转动，这种轮系称为行星轮系，自由度等于1的行星轮系称为简单行星轮系，自由度等于2的行星轮系称为差动轮系。

17.2定轴轮系的传动比计算1.轮系的传动比轮系中，输入轴（轮）与输出轴（轮）的转速或角速度之比，称为轮系的传动比，通常用i 表示。

因为角速度或转速是矢量，所以，计算轮系传动比时，不仅要计算它的大小，而且还要确定输出轴（轮）的转动方向。

2.定轴轮系传动比的计算根据轮系传动比的定义，一对圆柱齿轮的传动比为i 121221z z n n ±== 式中：“±”为输出轮的转动方向符号，当输入轮和输出轮的转动方向相同时取“＋”号、相反时取“－”号。

机械传动课程设计一、设计题目设计并制造一个简单的机械传动系统，用于驱动一个玩具小车。

该系统应包含至少两种基本的传动方式（例如链传动和齿轮传动），并能够通过改变传动比来改变小车的速度。

二、设计要求1. 确定并选择适当的传动方式，设计出满足要求的传动系统。

2. 根据设计，计算并确定各部件的尺寸和参数。

3. 使用CAD软件绘制详细的零件图和装配图。

4. 撰写设计报告，包括设计思路、计算过程、结果分析和结论。

三、设计步骤1. 确定设计参数：玩具小车的负载、所需速度范围、工作空间等。

2. 确定传动方式：根据设计参数选择适当的传动方式（链传动、齿轮传动等）。

3. 计算传动比：根据设计要求，计算出合适的传动比。

4. 设计各部件：根据确定的传动方式和传动比，设计出各部件的形状和尺寸。

5. 绘制装配图：使用CAD软件绘制出详细的装配图，包括各个部件的位置和连接方式。

6. 撰写设计报告：将设计思路、计算过程、结果分析和结论整理成报告。

四、注意事项1. 在设计过程中，应充分考虑各部件的强度、刚度和稳定性，确保玩具小车的安全性和可靠性。

2. 在选择材料和加工工艺时，应考虑成本、效率和可行性。

3. 在装配过程中，应保证各部件的位置和连接精度，以确保传动系统的稳定性和可靠性。

五、设计示例（一）设计概述本设计旨在制作一个使用链传动和齿轮传动的机械传动系统，以驱动一个玩具小车。

通过改变传动比，可以调节小车的行驶速度。

（二）设计步骤1. 确定设计参数玩具小车的负载：1千克所需速度范围：0-10米/分钟工作空间：不受限制2. 确定传动方式考虑到所需的传动效果及工作空间，决定采用链传动和齿轮传动。

链传动可以适应较大距离的传动，而齿轮传动可以提供稳定的传动比。

3. 计算传动比根据设计要求，设定小车的最高速度为10米/分钟。

假设链传动的链轮直径为D1，齿轮传动的齿轮直径为D2，则有以下关系：D1/D2 = V2/V1其中，V1为小车的速度，V2为链轮或齿轮的转速。