机械原理第八章轮系及其设计(2016.3)
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机械原理轮系机械原理轮系是指由轮、带、链或齿轮等传动装置组成的一种机械传动系统,它通过传递动力和运动,实现不同部件之间的协调工作。
在工程和机械设计中,轮系是非常常见和重要的一种传动形式,它广泛应用于各种机械设备和工业生产中。
本文将从轮系的组成、工作原理和应用领域等方面进行介绍。
轮系的组成。
轮系通常由驱动轮和被动轮组成,驱动轮是传递动力的装置,而被动轮则是接受动力的装置。
在轮系中,驱动轮通过各种传动装置(如带、链或齿轮)将动力传递给被动轮,从而实现被动轮的运动。
轮系的组成还包括轴、轴承、支架等零部件,它们共同协作,保证轮系的正常运转。
工作原理。
轮系的工作原理是基于力的传递和转动的机械原理。
当驱动轮受到外部动力作用时,它通过传动装置将动力传递给被动轮,被动轮受到动力作用后开始运动。
在轮系中,传动装置起着至关重要的作用,它能够有效地传递动力,并根据需要进行速度和扭矩的调节。
不同类型的传动装置具有不同的特点和适用范围,工程师需要根据具体的工作要求选择合适的传动装置。
应用领域。
轮系广泛应用于各种机械设备和工业生产中,如汽车、飞机、船舶、机械加工设备等。
在汽车中,轮系通过传动装置将发动机的动力传递给车轮,从而驱动汽车行驶。
在飞机和船舶中,轮系也扮演着重要的角色,它们通过复杂的轮系传动装置,实现飞机和船舶的飞行和航行。
在机械加工设备中,轮系通过不同的传动装置,实现机械设备的各种加工运动,如旋转、升降、前进等。
总结。
机械原理轮系作为一种重要的机械传动形式,具有广泛的应用领域和重要的作用。
它通过传递动力和运动,实现不同部件之间的协调工作,为各种机械设备和工业生产提供了有效的动力支持。
在工程设计和生产实践中,工程师需要充分理解轮系的组成和工作原理,合理选择传动装置,确保轮系的正常运转,从而实现设备的高效运行和生产的顺利进行。
机械原理轮系及其设计14.在 图 示 的 轮 系 中, 已 知 各 轮 齿 数 为z z z z z 1235620=====, 已 知 齿 轮1、4、5、7 为 同 轴 线, 试 求 该 轮 系 的 传 动 比 i 17。
15.在 图 示 万 能 刀 具 磨 床 工 作 台 横 向 微 动 进 给 装 置 中, 运 动 经 手 柄 输 入, 由 丝 杆 传 给 工 作 台。
已 知 丝 杆 螺 距 P=50 mm , 且 单 头。
z z 1219==,z 318=,z 420=, 试 计 算 手 柄 转 一 周 时 工 作 台 的 进 给 量s 。
16.在 图 示 行 星 搅 拌 机 构 简 图 中, 已 知z 140=,z 220=,ωB =31 rad/s , 方 向 如 图。
试 求:(1) 机 构 自 由 度 F ;(2) 搅 拌 轴 的 角 速 度ωF 及 转 向。
17.图 示 磨 床 砂 轮 架 微 动 进 给 机 构 中,z z z 12416===,z 348=, 丝 杠 导 程 s =4 mm , 慢 速 进 给 时, 齿 轮1 和 齿 轮2 啮 合; 快 速 退 回 时, 齿 轮1 与 内 齿 轮4 啮 合, 求 慢 速 进 给 过 程 和 快 速 退 回 过 程 中, 手 轮 转 一 圈 时, 砂 轮 横 向 移 动 的 距 离 各 为 多 少? 如 手 轮 圆周 刻 度 为200 格, 则 慢 速 进 给 时, 每 格 砂 轮 架 移 动 量 为 多 少?18.图 示 轮 系 中,z z 1325==,z 5100=,z z z 24620===, 试 区 分 哪 些 构 件 组 成 定 轴 轮 系? 哪 些 构 件 组 成 周 转 轮 系? 哪 个 构 件 是 转 臂H ? 传 动比i 16=?19.在 图 示 的 轮 系 中, 已 知 齿 轮1 的 转 速n 1120= r/min , 转 向 如 图 所 示, 而 且 z 140=, z 220=, 求:(1)z 3=?(2)n 30=时, 齿 轮2 的 转 速n 2=?( 大 小 和 转 向)(3)n 20=时, 齿 轮3 的 转 速n 3=?( 大 小 和 转 向)20.在 图 示 轮 系 中, 已 知 各 轮 齿 数 为z 130=,z 225=,z z 3424==,z 518=,z 6121=, n A =48 r/min ,n B =316 r/min , 方 向 如 图 所 示, 试 求 轮6 的 转 速n 6。
机械原理课程教案一轮系及其设计一、教学目标及基本要求1了解各类轮系的组成和运动特点,学会判断一个已知轮系属于何种轮系。
2,熟练掌握各种轮系传动比的计算方法,会确定主、从动轮的转向关系;掌握周转轮系的传动特性与类型和结构的关系。
3,了解各类轮系的功能,学会根据各种要求正确选择轮系类型。
4.了解行星轮系效率的概念及其主要影响因素。
5.了解复合轮系的组合方法,学会分析复合轮系的组成,正确计算其传动比。
6.了解行星轮系设计的几个基本问题;了解几种其它类型行星传动的原理及特点。
二、教学内容及学时分配第一节轮系的分类第二节定轴轮系的传动比及效率(第一、二节共1学时)第三节周转轮系及其设计第四节复合轮系及其设计(第三、四节共2.5学时)第五节轮系的功用第六节少齿差传动简介(第三、四节0.5学时)三、教学内容的重点和难点重点:1轮系传动比的计算。
2.轮系的设计。
难点:复合轮系传动比计算。
四、教学内容的深化与拓宽新型少齿差传动。
五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段,围绕教学基本要求进行教学。
在教学过程中应注意强调应用反转法原理求解周转轮系传动比方法的实质、转化机构的概念、正确划分基本轮系的方法。
要注意突出重点,多采用启发式教学以及教师和学生的互动。
六、主要参考书目1黄茂林,秦伟主编.机械原理.北京:机械工业出版社,2010 2申永胜主编.机械原理教程(第2版).北京:清华大学出版社,20053孙桓,陈作模、葛文杰主编.机械原理(第七版).北京:高等教育出版社,20064曲继方,安子军,曲志刚.机构创新设计.北京:科学出版社,2001七、相关的实践性环节参观机械创新设计实验室。
八、课外学习要求自学定轴轮系的传动效率计算、定轴轮系设计中的几个问题、封闭型轮系的功率流等内容。
机械原理轮系设计机械原理是机械工程学科中的基础课程,涉及到力学、材料力学、机械设计等方面的知识。
而轮系设计是机械设计中的一个重要环节,涉及到轮轴、齿轮、轮胎等部件的选择和组合,以及轮系的传动比、传动效率等方面的计算和优化。
下面我将从轮系设计的需求、设计步骤、设计原则和设计案例等方面进行详细阐述。
首先要明确轮系设计的需求。
轮系设计一般是为了实现力的传递、动力的传递和速度的变换等功能。
在具体的设计中,需要根据具体的工作条件和性能需求来确定轮系的传动比(例如速度比、转矩比),以及所能承受的载荷和工作效率等指标。
接下来是轮系设计的步骤。
首先需要进行初始设计,根据需求确定传动比、载荷要求等参数,然后选择合适的轮胎、轮轴和齿轮等部件,并进行初步的尺寸估算。
然后进行力学计算,包括轴的强度计算、齿轮传动的传动功率和传动损失计算等。
然后进行模拟和优化,根据计算结果进行轮系的优化设计。
最后进行设计验证,包括力学实验、强度测试等。
在轮系设计中,有一些基本的设计原则需要遵循。
首先是选择合适的轮胎轮轴和齿轮等部件。
轮胎需要选择合适的胎面宽度、花纹形状和胎压等参数,以满足载荷和摩擦要求。
轮轴需要选择合适的材料和截面形状,以满足强度和刚度要求。
齿轮传动中,需要考虑传动效率和传动平稳性等因素,选择合适的齿轮模数、齿数和齿轮材料等。
其次是要考虑轮系的传动比和传动效率。
传动比的选择要满足工作要求,传动效率的计算要充分考虑摩擦损失和齿轮的传动质量损失等因素。
最后是要进行设计的验证和优化。
设计验证可以通过实验和模拟等手段来进行,通过验证找出设计中的问题和不足,进行优化改进。
最后我来举一个轮系设计的案例。
比如设计一个用于汽车驱动的单级斜齿轮传动轮系。
首先根据汽车的要求,选择合适的传动比和载荷要求。
然后根据传动比和载荷要求,选择合适的齿轮模数和齿数,并进行初步的尺寸估算。
然后进行力学计算,计算齿轮的传动功率和传动损失,并根据计算结果进行轮系的优化设计。