机械原动机的选择及传动系统设计
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工程中的材料强度、刚度、稳定性。
强度-构件在确定的外力作用下,不发生破坏或过量塑性变形的能力。
杆-拉杆与压杆。
工程中承受拉伸的杆件统称为拉杆,受压的杆件成为杆或柱,承受扭转的杆件称为轴,承受弯曲的杆件统称为梁。
在工程力学中,把一些杆轴交汇于一点的工程结构称为桁架结构,这种结构受力特征是内力只有轴力,没有弯矩和剪力。如:井架的主体桁架、建筑脚手架、三角形屋架梁等。
许用应力与安全系数
最近听到对于建井结构安全的一些言论,有的说安全凭经验即可,我原来怎样用的,现在怎样用是没有问题的;有的说,计算是什么结果,应该遵守。
用伟人毛泽东的哲学思想是“实践—理论—实践”,
我们正常工作中选用的钢丝绳安全系数、钢材安全系数许用应力和安全系数都是比较成熟的,是规范推荐值或强制值。
在非标准或特殊情况下,安全应由自己评估。许用应力与安全系数常常应由自己选取决策。
强度—在确定的外力作用下,不发生破坏的能力。
刚度—在确定的外力作用下,变形或位移在工程允许的范围内。
稳定性—在可能的外力作用下不会发生突然转变的能力。例如:建筑施工脚手架,强度、刚度能满足,但由于局部结构不稳定,使整个脚手架倾覆或塌陷。
材料名称 屈服点σs 抗拉强度σb 抗剪强度τ 单位 材料使用地点
Q235 235 375 MPa或N/mm^2 普通结构
45 355 600 轴类件
30CrMnTi 1470
60Si2CrVA 1678 1865 钢丝
安全系数S应该综合荷载确定的准程度、材料性能数据的可靠性、所有计算方法的合理性、加工装配精度以及所设计的零件的重要性来确定。各行各业都有一些经验的安全系数,目前均偏于保守。目前,流行的安全系数法是部分系数法,他将各个对安全系数有影响的因素分别用一个分系数如:S1、S2、……标示,这些系数的乘积即即为安全系数:S=S1•S2•S3。。。。在实际应用中,取大取小带有一定主观性,即一般取大值或中间值,考虑的因素越多,系数值越大。
机械传动机构设计
1. 引言
机械传动机构是实现不同部件间机械能的传递的重要组成部分。在机械系统中,传动机构扮演着关键的角色,负责将原动机的功率传递给各个工作部件,实现机械系统的正常运转。本文将介绍一种机械传动机构的设计方法,以及相关的注意事项和优化技巧。 2. 传动机构设计方法
传动机构的设计方法可以分为以下几个步骤:
2.1 确定传动需求
首先,需要明确传动机构的具体需求,包括传递的功率、转速比、运动模式等。根据需求确定传动机构的工作条件和限制条件。 2.2 确定传动方案
根据传动需求,选择适合的传动方式,常见的传动方式包括齿轮传动、链传动、皮带传动等。根据传动方式确定传动元件的类型和数量。
2.3 计算传动参数
根据传动方案,计算传动参数,包括齿轮的模数、啮合角、链条的长度等。确保传动的可靠性和效率。 2.4 设计机构尺寸
根据传动参数,设计传动机构的各个部件的尺寸,包括齿轮的模数、齿宽、轴的直径等。确保机构的刚度和强度满足要求。
2.5 优化设计
对传动机构的设计进行优化,包括减小传动误差、提高传动效率、降低噪音和振动等。可以采用软件模拟和实验测试相结合的方法进行优化。 3. 传动机构设计注意事项
在进行传动机构设计时,需要注意以下几点:
3.1 传动可靠性
传动机构的可靠性是设计的关键目标之一。需要确保传动元件的强度和刚度满足要求,避免断裂和变形。 3.2 传动效率
传动机构的效率直接影响机械系统的能量损耗和工作效率。设计时应选择合适的传动方式,减小传动损失,提高传动效率。
3.3 传动误差
传动机构中存在一定的传动误差,包括齿轮啮合误差、链条弹性和跳动等。设计时需要考虑传动误差对工作精度的影响,并采取相应的措施减小误差。 3.4 轴承选择
传动机构中的轴承承担着支撑和导向的作用。选择合适的轴承类型和尺寸,确保传动顺畅和稳定。
3.5 润滑和密封
传动机构中的润滑和密封对传动效率和寿命有着重要影响。设计时需要考虑合理的润滑方式和密封结构。 4. 传动机构设计优化技巧
I 传动装置的总体设计
传动装置的总体设计,主要包括拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数。
一、拟定传动方案
机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置将原动机的动力和运动传递给工作机,合理拟定传动方案是保证传动装置设计质量的基础。课程设计中,学生应根据设计任务书,拟定传动方案,分析传动方案的优缺点。现考虑有以下几种传动方案如图2-1:
a) b)
c) d)
图2-1 带式运输机传动方案比较
传动方案应满足工作机的性能要求,适应工作条件,工作可靠,而且要求结构简单,尺寸紧凑,成本低,传动效率高,操作维护方便。
设计时可同时考虑几个方案,通过分析比较最后选择其中较合理的一种。下面为图1中a、b、c、d几种方案的比较。
a方案 宽度和长度尺寸较大,带传动不适应繁重的工作条件和恶劣的环境。但若用于链式或板式运输机,有过载保护作用;
b方案 结构紧凑,若在大功率和长期运转条件下使用,则由于蜗杆传动效率低,功率损耗大,很不经济;
c方案 宽度尺寸小,适于在恶劣环境下长期连续工作.但圆锥齿轮加工比圆柱齿轮困难;
d方案 与b方案相比较,宽度尺寸较大,输入轴线与工作机位置是水平位置。宜在恶劣环境下长期工作。
故选择方案a,采用V带传动(i=2~4)和一级圆柱齿轮减速器(i=3~5)传动。传动方案简图如图2:
123456
1—V带传动;2—电动机;3—圆柱传动减速器;4—联轴器;5—输送带;6—滚筒
图2-2带式运输机传动装置
二、选择原动机——电动机
电动机为标准化、系列化产品,设计中应根据工作机的工作情况和运动、动力参数,根据选择的传动方案,合理选择电动机的类型、结构型式、容量和转速,提出具体的电动机型号。
机械设计中机械材料的选择与应用
机械行业的发展对于创建现代化工业体系起着至关重要的作用,机械设计行业材料的选择是设计出高性能、高质量的机械设备的关键,是保障机械设备使用性能和质量寿命的前提。本文在此探讨机械设计常用材料与应用。
标签:机械设计;材料;选择;应用
前言:随着机械需求的迅速增加和对质量和使用性能要求的不断提高,材料作为机械设计发展的基础,要对材料选择进行综合全面的考虑。合理的材料选择和使用,可以大大提高机械设备的使用性能和使用寿命。
一、机械设计中的常用材料
1、金属材料
量大面广是金属材料在机械设计中的应用特点。钢铁材料由于具有良好的综合性能和低廉的价格,能满足各种领域的需求,所以其使用范围越来越广。金属材料包括纯金属材料、多种金属的合金材料、特殊性能的特种金属材料。其中合金材料由于是由两种或两种以上的金属材料构成,其性质具有单种金属不可比拟的优越性。特种金属一般都是不常见的金属材料,其有着特殊的性能,一般用于科技领域研究或特种行业使用。
2、复合材料
所谓复合材料就是把两种或两种以上不同材料,通过物理或化学的方法,组成的具有特定使用性能的新材料。复合材料的种类分为包括铝、镁和合金材料等的金属和包括树脂、橡胶和陶瓷等的非金属材料。玻璃纤维、金属丝和碳化纤维也属于增强型复合材料。
3、现代高分子材料
高分子材料在基体化合物中掺入添加剂或助剂而形成的聚合物材料,它保有原有材料的性能特点,并可根据使用要求进行材料设计。高分子材料的原材料只要采用极为简便的方法便可获得,而且获取范围和使用极广。比如我们生活中常见的合成纤维、塑料等都是高分子材料。因为此种材料还可以从天然气等自热物质中提取,加工能耗低,较强的可再生性和可循环性是其巨大优势。高分子材料因具有诸多金属材料无法比拟的优势,所以在机械设计各个领域中广泛取代传统的金属材料,其发展势不可挡。陶瓷材料就是主要以氮化硅和碳化硅为原料,经过高温烧制等工艺而制成的非金属材料。它具有硬度高、耐磨耐腐性高、绝缘等优点,被广泛的应用于密封零件设计、化学仪器设计制造和电容器制造中。随着纳米陶瓷技术的不断发展,陶瓷材料在航空航天及卫星通讯领域的应用中发挥着越来越重要的作用。