{机械设计基础课程设计} 设计说明书 课程设计题目 带式输送机传动装置 设计者李林 班级机制13-1班 学号9 指导老师周玉 时间20133年11-12月
目录 一、课程设计前提条件 (3) 二、课程设计任务要求 (3) 三、传动方案的拟定 (3) 四、方案分析选择 (3) 五、确立设计课题 (4) 六、电动机的选择 (5) 七、传动装置的运动和动力参数计算 (6) 八、高速级齿轮传动计算 (8) 九、低速级齿轮传动计算 (13) 十、齿轮传动参数表 (18) 十一、轴的结构设计 (19) 十二、轴的校核计算 (20) 十三、滚动轴承的选择与计算 (24) 十四、键联接选择及校核 (25) 十五、联轴器的选择与校核 (26) 十六、减速器附件的选择 (27) 十七、润滑与密封 (30) 十八、设计小结 (31) 十九、参考资料 (31)
一．课程设计前提条件： 1. 输送带牵引力F(KN)： 2.8 输送带速度V(m/S)：1.4 输送带滚筒直径(mm)：350 2. 滚筒效率：η=0.94（包括滚筒与轴承的效率损失） 3. 工作情况：使用期限12年，两班制（每年按300天计算），单向运转，转速误差不得超过±5%，载荷平稳； 4. 工作环境：运送谷物，连续单向运转，载荷平稳，空载起动，室内常温，灰尘较大。 5. 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 6. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 二．课程设计任务要求 1. 用CAD设计一张减速器装配图（A0或A1）并打印出来。 2. 轴、齿轮零件图各一张，共两张零件图。 3.一份课程设计说明书（电子版）。 三．传动方案的拟定 四．方案分析选择 由于方案（4）中锥齿轮加工困难，方案（3）中蜗杆传动效率较低，都不予考虑；方案（1）、方案（2）都为二级圆柱齿轮减速器，结构简单，应用广泛，初选这两种方案。 方案（1）为二级同轴式圆柱齿轮减速器，此方案结构紧凑，节省材料，但由于此 方案中输入轴和输出轴悬臂，容易使悬臂轴受齿轮间径向力作用而发生弯曲变形使齿轮啮合不平稳，若使用斜齿轮则指向中间轴的一级输入齿轮和二级输出齿轮的径向力同向，
验证性实验指导书 实验名称：齿轮传动效率测定 实验简介：齿轮是重要的机械传动零件，所以对齿轮传动的理论和实验研究都是很必要的。齿轮传动往往要进行轮齿静强度、齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度、齿面磨损、齿面胶合和影响齿轮传动性能的因素（如材料、制造工艺、热处理工艺、润滑、轮齿载荷分布等）的试验，以及对齿轮传动性能（如传动效率、动载荷、噪声、工作温度等）的测定。为此，人们采用了许多试验方法和试验设备。本实验是针对齿轮传动的效率进行验证性测定。 适用课程：机械设计 实验目的：A了解电功率封闭式齿轮传动试验台的基本原理、结构及特点；B掌握功率流分析、效率测定的方法；C测量单级圆柱齿轮减速器的传动效率，画出它的效率曲线；D初步了解拟定实验方案、设计实验装置和数据测量等方面的知识。。面向专业：机械类 实验项目性质：验证性（课内选做） 计划学时： 2学时 实验分组：4人/组 实验照片：
《机械设计》课程实验 实验二齿轮传动效率测定 齿轮是重要的机械传动零件，所以对齿轮传动的理论和实验研究都是很必要的。齿轮传动往往要进行轮齿静强度、齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度、齿面磨损、齿面胶合和影响齿轮传动性能的因素（如材料、制造工艺、热处理工艺、润滑、轮齿载荷分布等）的试验，以及对齿轮传动性能（如传动效率、动载荷、噪声、工作温度等）的测定。为此，人们采用了许多试验方法和试验设备。本实验是针对齿轮传动的效率进行验证性测定。 一、实验目的 1. 了解电功率封闭式齿轮传动试验台的基本原理、结构及特点； 2.掌握功率流分析、效率测定的方法； 3.测量单级圆柱齿轮减速器的传动效率，画出它的效率曲线； 4.初步了解拟定实验方案、设计实验装置和数据测量等方面的知识。 二、实验设备和工具 1. Z-45直流电动机2台； 2. ZJ型转矩转速传感器2台； 3. ZD10型减速器2台； 4. JXW-1型机械效率仪1台； 5. TSGC-20调压器1台； 6. 加载控制箱1台； 7. CP-80打印机1台。 三、实验原理 1. 齿轮传动试验台简介 所有类型的齿转传动试验台，根据运转与否分为运转式和非运转式两大类。非运转式试验台指齿轮或齿轮副只能在静止状态下进行试验的试验台，如静态加载的齿轮静强度试验台。非运转式试验台中被测齿轮的试验状态同齿轮的实际工作状态有较大的差别，不大可能获得满意的试验结果。运转式试验台是指齿轮副能在一定转速下进行试验的设备。该类设备一般都由驱动装置、传动装置、加载装置、齿轮试件失效监护装置、润滑装置、测试装置等六部分组成。其试验能获得较接近实际的结果，运转式试验台根据试验台功率的传递原理和加载方法的不同，可分为开放功率流式和封闭功率流式两类。 （1）开放功率流式试验台 所谓开放功率流，就是齿轮传动所传递的功率由原动机传来，经过齿轮传动和试验装且中的全部传动件，最后传到耗能装置中，由耗能装置即加载装置将其全部消耗，并借助耗能装置给被测装置加载。功率传递的流向未形成封闭回路，故称其为开放功率流式试验台，图2-1为开放功率流式试验台构成原理。
齿轮传动效率及齿轮疲劳实验 （附加机械功率、效率测试实验） 一.实验目的 1.了解封闭（闭式）齿轮实验机的结构特点和工作原理。 2.了解齿轮疲劳实验的过程，及通过实验测定齿轮疲劳曲线的方法。 3.在封闭齿轮实验机上测定齿轮的传动效率。 4.介绍机械功率、效率测定开式实验台，了解一般机械功率、效率的测试方法。 二.实验设备及工作原理 1.封闭（闭式）传动系统 封闭齿轮实验机具有2个完全相同的齿轮箱（悬挂齿轮箱7和定轴齿轮箱4）,每个齿轮箱内都有2个相同的齿轮相互啮合传动（齿轮9与V,齿轮5与5'）,两个实验齿轮箱之间山两根轴（一根是用于储能的弹性扭力轴6,另一根为万向节轴10）相联，组成一个封闭的齿轮传动系统。当山电动机1驱动该传动系统运转起来后，电动机传递给系统的功率被封闭在齿轮传动系统内，既两对齿轮相互自相传动，此时若在动态下脱开电动机，如果不存在各种摩擦力（这是不可能的），且不考虑搅油及其它能量损失，该齿轮传动系统将成为永动系统; 山于存在摩擦力及其它能量损耗，在系统运转起来后，为使系统连续运转下去, 山电动机继续提供系统能耗损失的能量，此时电动机输出的功率仅为系统传动功率的20%左右。对于实验时间较长的情况，封闭式实验机是有利于节能的。 1?悬挂电动机2.转矩传感器3.转速传感器4?定轴齿轮箱5?泄轴齿轮副6.弹性扭力 轴7.悬挂齿轮箱&加载狂码9.悬挂齿轮副10.万向节轴11.转速脉冲发生器2.电动机的输出功率
电动机1为直流调速电机，电动机转子与定轴齿轮箱输入轴相联，电动机 采用外壳悬挂支承结构（既电机外壳可绕支承轴线转动）；电动机的输出转矩等于电 动机转子与定子之间相互作用的电磁力矩，与电动机外壳（定子）相联的转矩传感器2提供的外力矩与作用于定子的电磁力矩相平衡，故转矩传感器测得的力矩即为电动机的输出转矩To；电动机转速为n,电动机输出功率为P u =n? To/9550 （KW）。3.封闭系统的加载 当实验台空载时，悬挂齿轮箱的杠杆通常处于水平位置，当加上载荷W 后，对悬挂齿轮箱作用一外加力矩WL,使悬挂齿轮箱产生一定角度的翻转，使两个齿轮箱内的两对齿轮的啮合齿面鼎紧，这时在弹性扭力轴内存在一扭矩T9 （方向与外加负载力矩WL相反），在万向节轴内同样存在一扭矩TJ （方向同样与外加力矩WL相反）；若断开扭力轴和万向节轴，取悬挂齿轮箱为隔离体, 可以看出两根轴内的扭矩之和（Tg+TJ）与外加负载力矩WL平衡（即T9+T9'=WL）；乂因两轴内的两个扭矩（T9和T9'）为同一个封闭环形传动链内的扭矩，故这两个扭矩相等（T9=T9*）,即2T9=WL, T9=WL/2 （Nm）；由此可以算出该封闭系统内传递的功率为： P9=T9 n / 9550=WLn/19100 （KW） 其中：n--电动机及封闭系统的转速（rpm）； W-所加祛码的重力（N）； L—加载杠杆（力臂）的长度，L= 0.3 mo 4.单对齿轮传动效率 设封闭齿轮传动系统的总传动效率为Q ; 封闭齿轮传动系统内传递的有用功率为P9； 封闭齿轮传动系统内的功率损耗（无用功率）等于电动机输出功率Po,即： Po=（ P9 / n）-P9 n=p9 / （Po+PJ 二T9/ （T0+T9） 若忽略轴承的效率，系统总效包也含两级齿轮的传动效率，故单级齿轮的传 动效率为：7=向=｛〒务 5.封闭功率流方向""
力学考点（13）功和功率和机械效率 考点解读：功、功率和机械效率的内容是力学知识的综合体现，在中考试题中出现率极高，即使学习中的重点内容，又是学习中的难点，属于中考中的拉分题目。需注意在理解其物理概念的基础上，通过多做些练习，方能达到熟能生巧。 例题解析： 例1、(★)(06北京大纲卷)如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ） 解析：做功有两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的A 、 B 、D 三种情景，虽然人均对物体施加了力，但物体均没有移动，所以A 、B 、D 两图的人都没有对物体做功。 C 图中的小丽在竖直方向上施加了力，并使箱子在竖直方向上移动了一段距离，所以小丽对箱子做了机械功。 答案：C 例2、 (★★★)(06江苏南通海门)如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力F ，沿不同的方向拉物体运动相同的路程s ，则下列关于拉力做功的判断中正确的是（ ） (A) 乙图中的拉力做功最少 (B) 甲图中的拉力做功最少 (C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多 解析：三种情况下拉力做的功就只 需比较拉力的大小和沿拉力方向移 动距离的长短，不要受干扰条件平 面或斜面及向上或向下运动的影 响。本题中这两个因素都相同，所 以做功一样多。 答案：C 例3、(★★★★★)(06北京大纲卷)如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A 和物体B 。当提升物体A 时，滑轮组的机械效率为75%，为F 1；当提升物体B 时，小民 对地面的压力为F 2。已知小民的质量为65kg ，物体A 的质量为90kg ，物体B 的质 量为50kg 。假设在拉绳子的过程中，小民对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直 向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。则F 2:F 1= ________ 。 解析：这是一道比例型题，由于小民对地面的压力F 1=G 人-（G A +G 0）/2, 小民 对地面的压力F 2= G 人-（G B +G 0）/2,要求出F 2:F 1必须先解出动滑轮的重G 0。根据 当提升物体A 时，滑轮组的机械效率 %75%100)(%1000 0=+=?+=?=G G G h G G h G W W A A A A 总有A η，可解得G o =300N,然后代 入可求得F 2:F 1=5：1; 例4、(★★★★)(06广东汕头)一质量为3000kg 的汽车沿着长为5.4km 的 盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km 的山项时，耗时15min,汽车发动机牵引力为4000N.求，(1)汽车的行驶速度;(2)汽车发动机牵引力做的功;(3) 汽车发动机牵引力的功率. 解析：(1)汽车的行驶速度v=s/t=5.4×103m/(15×60s)=6m/s ；(2)汽车发动机牵引力做的功 W=FS=4000N ×5.4×103m=2.16×107J; (3) 汽车发动机牵引力的功率P=W/t=2.16×107J/(15×60s)= 2.4×104w. 例1图 例2图 例3图
齿轮传动效率实验 一. 实验目的 1. 了解封闭式齿轮试验台的基本原理及其结构。 2. 测定齿轮传动效率，掌握测试方法。 3. 本试验台可长期运行，定时观察齿面点蚀现象。 二. 实验设备及工作原理 1. 1. 试验台结构 图12－１所示为封闭式齿轮试验台的结构示意图： 1—功耗电机 2—重力测力计 3—齿轮箱 4—加载器 5—试验齿轮箱 6—砝码 7—电器控制箱 图12－1 封闭式齿轮试验台结构示意图 1是外壳浮动式功耗电机；2是重力测力计；3、5是两套完全相同的齿轮箱，两对齿轮①、②、③、④分别用两根轴I 、II 相联接，并由特殊设计的联轴器和加载器4组成机械封闭回路；6是加在加载器上的砝码，从而产生作用在封闭系统中的轴向力；7是电器控制箱。 2. 加载机构 封闭式齿轮试验台加载器有多种形式，本试验台是采用螺旋槽轴向移动而产生轴扭转的方法来实现加载的。图12－2表示螺旋槽加载器的结构，由于槽中的滚子距轴心的作用半径为d/2（d ＝43mm ），螺旋槽的螺旋角β＝11.14°，轴向力由砝码G （kgf ）通过动滑轮实现，故作用在封闭系统内的封闭力矩为： （12—1） 系统中最大封闭力矩T B ＝50 N ?m 时，砝码重量G 最大为25 kgf 左右。 T G tg G N m B =???=?22159811141000 2140....()
系统中齿轮所受负载的大小仅与加载机构施加的扭矩有关，而与封闭系统外的浮动电机无关。当电机不转时，即齿轮处于静止状态，力矩T B仍然存在，此时 T B是由齿轮①—②—③—④所组成封闭系统中的平衡内力产生，称为封闭力矩。静止时，系统中只有力矩的存在而无功率的流动和损耗。当电机运转时，带动整个系统运转，并使封闭系统产生功率流动和损耗，电动机的作用就是克服系统中各种摩擦阻力，补充摩擦功率耗损、以维持正常运转状态。由于摩擦功率损耗很小，因而电机容量很小，仅需齿轮工作功率的1/20左右。这对于长期运转的实验，其经济意义很大。本试验台的功耗电机功率仅300w左右，同步转速1000 r/min，工作时约950 r/min。 三. 封闭功率的效率计算 单纯的齿轮副的效率测定是比较困难的，这里齿轮副的效率分别为η12，η34，它包括啮合效率，轴承效率及搅油效率等。 效率是指输出功率与输入功率之比。要确定输入和输出功率，首先要判明哪个是主动轮，哪个是从动轮。判别的方法是根据加载机构产生扭矩的方向与电机的转向是否一致，若方向一致则齿轮④为主动，相反为从动，封闭功率流动的方向应由大流向小，由主动流向从动。图12－1中设电机转动的方向与螺旋加载器产生扭矩T B方向相同，则齿轮④为主动，③为从动，齿轮④的左端为封闭功率P B的输入端（功率最大），功率P B流经齿轮④→齿轮③→轴II→齿轮②→齿轮①→轴I。流动中有啮合磨损，轴承磨损，搅油损耗等，功率逐渐减少，然而经过电动机输出功率P f的弥补，则通过轴II输入齿轮④的左端时，又恢复成P B。设封闭系统中的总效率为η0，则η0＝η12?η34若η12≈η34＝η，则一对齿轮副的效率为η＝。 电动机输出功率为： P f =P B(1－η0)＝P B(1－η２) η=P-P P B f B η
摘要：齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，其形式很多，运用广泛大至宇宙飞船, 小至手表、精密仪器,从国防机械到民用机械，从重工业机械到轻工业、农业机械, 无不广泛地采用齿轮传动。本文旨在介绍齿轮的起源与发展历程以及发展趋势。 关键字：齿轮发展传动前景
概述： 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，其形式很多，运用广泛大至宇宙飞船, 小至手表、精密仪器,从国防机械到民用机械，从重工业机械到轻工业、农业机械, 无不广泛地采用齿轮传动。齿轮的车主要有以下几大特点：1、传动效率高，在常用的机械传动中，以齿轮的传动效率最高，如一级圆柱齿轮的传动效率可以达到99%。这对大功率传动十分重要。2、结构紧凑，在同样的使用条件下，齿轮所需要的空间尺寸一般比较小。3、工作可靠寿命长，设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠寿命可以达到一二十年，这也是其他机械传动所不能比的。4、传动比稳定，传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。 但是齿轮传动的制造以及安装精度要求很高，价格较贵，而且不适于传动距离较大的场合。 齿轮机构的类型很多，根据一对齿轮在啮合过程中及其瞬时传动比（i12=ω1/ω2）是否恒定，将齿轮机构分为圆形（i12=常数）齿轮机构和非圆形齿轮机构（i12≠常数）。应用最广泛的是圆形齿轮机构，而非圆形齿轮机构则应用与一些有特殊要求的机械传动中。根据齿轮两轴间的相对位置不同，圆形齿轮结构可以分成如下几类：1、用于平行轴间传动的齿轮机构。下图中（a）为外齿啮合齿轮机构（external meshing gears mechanism），两齿轮转向相反；图（b）为内啮合齿轮机构（internal meshing gears mechanism）,两转轮转向相同。图（c）为齿轮与齿条结构（pinion and rack mechanism），齿条作
功、功率和机械效率 功、功率和机械效率的内容是力学知识的综合体现，在中考试题中出现率极高，即使学习中的重点内容，又是学习中的难点，属于中考中的拉分题目。需注意在理解其物理概念的基础上，通过多做些练习，方能达到熟能生巧。 考点一：力学中做功的条件 例1、(★)(北京大纲卷)如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（） 解析：做功有两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的A 、 B、D三种情景，虽然人均对物体施加了力，但物体均没有移动，所以A、B、D两图的人都没有对物体做功。C图中的小丽在竖直方向上施加了力，并使箱子在竖直方向上移动了一段距离，所以小丽对箱子做了机械功。 跟踪巧练：1、下列关于力做功的说法，正确的是（） (A) 汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功 (B) 人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功 (C) 过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功 (D) 人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功 2、如图所示描述的力，有对物体做功的是（） 熊猫用力举着杠铃不动用力拉绳匀速提升重物用力搬石头没搬动用力提着水桶沿 水平方向移动 A B C D 考点二：功和功率的概念及有关计算 例2、如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力F，沿不同的方向拉物体运动相同的路程s，则下列关于拉力做功的判断中正确的是（） (A) 乙图中的拉力做功最少 (B) 甲图中的拉力做功最少 (C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多 解析：三种情况下拉力做的功就只需比较拉力的大小和沿拉力方向移动距离的长短，不要受干扰条件平面或斜面及向上或向下运动的影响。本题中这两个因素都相同，所以做功一样多。 例3、一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路 匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km的山项时，耗时15min, 汽车发动机牵引力为4000N.求，(1)汽车的行驶速度;(2)汽车 发动机牵引力做的功;(3) 汽车发动机牵引力的功率. 例1图
第4章齿轮机构 习题与参考答案 一、复习思考题 1．要使一对齿轮的瞬时传动比保持不变，其齿廓应符合什么条件？ 2．渐开线是怎样形成的？它有哪些重要性质？试根据渐开线性质来解释以下结论：（1）渐开线齿轮传动的啮合线是一条直线； （2）渐开线齿廓传动时，其瞬时传动比保持不变； （3）渐开线齿条的齿廓是直线； （4）齿条刀具超过N1点的直线刀刃不能成渐开线齿廓； （5）一对互相啮合的标准齿轮，小齿轮齿根齿厚比大齿轮齿根厚度小。 3．节圆和分度圆有何区别？压力角和啮合角有何区别，在什么条件下节圆与分度圆重合以及啮合角与分度圆压力角相等。 4．什么是渐开线齿轮传动的可分性？如令一对标准齿轮的中心距略大于标准中心距，能不能传动？有什么不良影响？ 5．渐开线齿轮正确啮合的条件是什么？满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动？ 6．何谓理论啮合线段和实际啮合线段？何谓重合度？重合度等于1和小于1各会出现什么情况？重合度等于2表示什么意义？ 7．何谓根切想象？什么条件下会发生根切现象？根切的齿轮有什么缺点？根切与齿数有什么关系？正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮不根切的最少齿数是多少？ 8．何谓变位齿轮？为什么要使用变位齿轮？移距系数的正负是怎样规定的？正移距的变位齿轮其分度圆齿厚是增大还是减小？ 9．试述一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件？与直齿轮比较，斜齿轮传动有哪些优缺点？ 10．斜齿轮和圆锥齿轮的当量齿数各有何用处？当量齿数是否一定是整数？ 11．什么叫标准齿轮？什么叫标准安装？什么叫标准中心距？ 12．渐开线齿轮的齿廓形状与什么因素有关？一对互相啮合的渐开线齿轮，若其齿数不同，齿轮渐开线形状有什么不同？若模数不同，但分度圆及压力角相同，齿廓的渐开线形状是否相同？若模数、齿数不变，而改变压力角，则齿廓渐开线的形状是否相同？
渐开线内啮合齿轮泵的设计 摘要 齿轮泵由于结构紧凑、体积小、重量轻、转速范围大、自吸性能好和对油液的污染部敏感等优点而广泛应用在机床工业、航天工业、造船工业及工程机械等各种机械的液压系统中。 流量脉动、噪声和效率是评价齿轮泵性能的三大指标，它们之间互相联系，互相作用。齿轮泵的流量脉动引起压力脉动，而压力脉动是引起齿轮泵流体噪声的主要因素，在降低噪声和流体脉动的同时，应防止齿轮泵溶积效率的降低。因此，在齿轮泵的设计中，应综合考虑这三者的影响。 本论文以渐开线内啮合齿轮泵为研究对象，从其工作原理出发以及内啮合齿轮泵的齿轮几何参数上对其进行较为详细的分析和计算。从内啮合齿轮泵的设计要点出发，计算出内啮合齿轮泵齿轮副的几何参数，推导出其轮齿啮合时不发生渐开线干涉、齿廓重迭干涉和径向干涉的条件，并代入各参数进行验证，最终确定其几何参数。在此基础上，对渐开线内啮合齿轮泵的总体结构进行研究设计，并选取合适的零部件材料。 参考何存兴老师的《液压元件》教材进行内啮合齿轮泵排量的计算公式的推导。 关键词：内啮合齿轮泵几何参数干涉排量
The design of involute internal pump Abstract Gear pumps are widely used in , shipbuilding and engineering machinesetc, because of their virtues, such as simple and compact structure,lighter weight, wide range of rotate speed, better capability of self-suck and not with the oil’s polluting. Flow pulsation, noise and efficiency, which effect on each other, are three primary criterions that evaluate the performance of gear pumps. The , and pressure pulsation is caused by flow pulsation.. The cubage efficiency should be prevented to reduced when noise and flow pulsation are reduced. So, their effect should be considered when gear pumps are designed. The research object of this dissertation are involute internal gear pumps . On the basis of their working principle , analyses and calculates the geometry parameters of the internal gear pumps. From the designing mainpoint of the geometry parameters of the internal gear pumps, a new desire is called for. Which worked out in the gear pump gears meshing of the geometric parameters, derived its tooth meshing not to interfere in involute line, tooth overlap intervention and interference in the radial conditions, And into the various parameters to verify, ultimay determine their geometric parameters. On this basis, to gradually open lines mesh
实验2 齿轮传动效率测定与分析 2.1 实验目的 1. 了解机械传动效率的测定原理，掌握用扭矩仪测定传动效率的方法； 2. 测定齿轮传动的传递功率和传动效率； 3. 了解封闭加载原理。 2.2 实验设备和工具 1. 齿轮传动效率试验台； 2. 测力计； 3. 数据处理与分析软件； 4. 计算机、打印机。 2.3 实验原理和方法 1. 齿轮传动的效率及其测定方法 齿轮传动的功率损失主要在于：(1)啮合面的摩擦损失；(2)轮齿搅动润滑油时的油阻损失；(3)轮轴支承在轴承中和轴承内的摩擦损失。齿轮传动的效率即指一对齿轮的从动轮（轴）输出功率与主动轮（轴）输入功率之比。对于采用滚动轴承支承的齿轮传动，满负荷时计入上述损失后，平均效率如表3.1所示。 测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式。前者借助一个加载装置（机械制动器、电磁测功器或磁粉制动器）来消耗齿轮传动所传递的能量。其优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便；缺点是动力消耗大，对于需作较长时间试验的场合（如疲劳试验），消耗能力尤其严重。而后者采用输出功率反馈给输入的方式，电源只供给齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大减小功耗，因此这种实验方案采用较多。 2. 封闭式试验台加载原理 图3.1表示一个加载系统，电机功率通过联轴器1传到齿轮2，带动齿轮3及同一轴上的齿轮6，齿轮6再带动齿轮5。齿轮5的轴与齿轮2的轴之间以一只特殊联轴器和加载器相联接。 设齿轮齿数6532,z z z z ==，齿轮5的转速为5n (r/min)、扭矩为)m N (5?M ，则齿轮5处的功率为 )kW ( 9550 5 55n M N = 若齿轮2、5的轴不作封闭联接，则电机的功率为
实验四、齿轮传动效率测试实验 一、实验目的 1. 了解齿轮传动实验台结构及其工作原理； 2. 通过本实验加深理解齿轮传动效率与转速和载荷的关系； 3. 通过齿轮传动装置的实验，进一步了解齿轮传动性能； 4. 掌握转矩、转速、功率、效率的测量方法。 二、实验台结构及其工作原理 齿轮传动效率测试实验台结构如图1所示： 图1 齿轮传动效率测试实验台结构简图 1. 底座 2. 传感器 3. 电机 4. 轴承支架 5. 联轴器 6. 磁粉制动器 7. 齿轮传动减速器 实验台的动力自一台直流调速电机3，电机的转轴由一对固定在底座1上的轴承支架4托起，因而电机的定子连同外壳可以绕转轴摆动。转子的轴头通过联轴器5与齿轮减速器的输入轴相连，直接驱动输入轴转动。电机机壳上装有测矩杠杆，通过输入测矩传感器2，可测出电机工作时的输出转矩（即齿轮减速器的输入转矩）。 6 7 4 5 3
被测减速器的箱体固定在实验台底座上，齿轮减速器传动比i =5，其动力输出轴上装有磁粉制动器6，改变制动器输入电流的大小即改变负载制动力矩的大小。实验台面板上布置或装有电机转速调节旋钮和加载按钮，以及转速和加载显示器件等，电机转速、输入及输出力矩等信号通过单片机数据采集系统输入上位机数据处理后即可显示并打印出实验结果和曲线。实验台原理框图如图2所示： 图2 齿轮传动效率测试实验台原理框图 实验测试的内容与方法： 1. 当齿轮传动系统工作在一定转速时，改变输出负载的大小，测定齿轮传动系统输入功率 P 1和相应的输出功率P 2，从而得出其传动效率2 1 p P η= 。功率是通过测定其转矩及转速获得的。 2. 当齿轮传动系统工作在一定负载时，改变输入轴的转速大小，测定齿轮传动系统输入功率P 1和相应的输出功率P 2，亦可得到其传动效率2 1 p P η= 。 3. 通过齿轮减速器传动效率测试实验，分析对齿轮传动性能的影响因素。 三、实验操作步骤 1. 准备工作 1) 将实验台与微机的串口连接线连好。 2) 用手转动联轴器，要求转动灵活。 3) 控制面板上的电源开关放到“关”的位置，调速旋钮旋在最低点。 2. 进行实验 1) 启动微机，进入实验软件主界面，并根据实验台上的配置选择齿轮减速器。 2）接通电源，打开电源开关，数码管灯亮。 3) 缓慢顺时针旋转调节电机调速旋钮，电机启动，使转速达1000r/min 左右。 4) 待转速稳定后，可按动加载按钮加载(第1档加载系统已默认)。 5) 点击软件主界面“数据采集”按钮，电机转速、电机转矩、负载力矩等实验数据发送 到实验界面。
功、机械效率和功率综合训练试题(三) 1．如图14所示，物体A的质量m =12kg，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。 求：（1）物体A与水平面间摩擦力f的大小；（2）拉力F的大小；（3）物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功。 图14 2．(8分)如图26所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A 匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求： (1)运动过程中克服物体的重力做的功； (2)斜面的机械效率； (3)推力F的大小． 3．某型号汽车发动机的额定功率为6×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。在额定功率下，当汽 车匀速行驶时，求：(l）发动机所提供的牵引力大小；(2）行驶速度的大小；(3）行驶5min牵引力所做的功。 4.（6分）如图23所示，物重G为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿 斜面以0.2m/s的速度拉上来，求：（1）所需拉力F是多少？（2）机械的总功率是多少？ 5. 维修楼房的工人，用如图（21）所示的装置提升水泥。图中OM为一根硬支柱，PQ为一根硬杆，硬杆的P端焊 接有一个定滑轮，（硬杆和定滑轮的重力可忽略）。Q端固定一个重物B，重物B的质量是180kg，图中动滑轮D 的质量是10kg。支柱M点到水泥G的重力作用线的距离是 1.0m，到重物B的重力作用线的距离是 1.5m。忽略所有的摩擦，（计算时滑轮的大小、重物B的大小都可忽略），当把200kg的水泥，从楼底匀速提升到10m高的楼顶上时。取g =10N/kg，求：（1）拉力F做功多少？（2）滑轮的机械效率η是多少？（3）重物B对地的压力是多少？ 6、如图所示滑轮组将铁球打捞出水面，不计摩擦、绳重、水的阻力．水深5m，铁球重1400N，作用在绳端拉力F 的功率1500W，铁球未露出水面前滑轮组的机械效率为80％，铁球密度7.0×103kg／m3，湖水密度 1.0×103kg/m3，g 取10N／kg．求：（1）铁球浸没水中时匀速提起的速度v1和铁球完全露出水面在空气中匀速提起的速度v2之比；（2）从铁球恰好完全提出水面到铁球距水面2m处的过程中克服动滑轮重力做的功．
§10-7 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 ①正确地啮合传动条件 ②正确安装条件 ③连续传动条件 m1 m2
一、正确地啮合的条件P.310 应：B 11B 21 = B 12B 22 N 1N 2 ： 接触点处公法线 基圆内公切线 啮合线 ∴p b 1= B 11B 21=p b 2= B 12B 22 πm 1cos α1= πm 2 cos α2 ∴一对标准齿轮正确啮合条件： α1= α2 m 1= m 2= 200标准系列
中心距与啮合角图
二、中心距及啮合角 1.外啮合 ⑴中心距 设：实际中心距为a’；标准中心距为a； 正确安装即是使a保证侧隙和顶隙满足要求： 无侧隙 顶隙为标准值c* m ①无侧隙 可以推出无侧隙时应满足的几何条件是： 节圆上：e 1’= s 2 ’ s1’= e2’而：p 1 ’=e 1 ’+ s1’ p2’= e2’+ s2’ ∴p 1’= p 2 ’
②. 标准顶隙c = c* m a ’= r f1 + c* m + r a2= m ( z 1+ z 2 ) / 2 = r 1 + r 2 = a 称为标准中心距 ∴当中心距a ’按标准中心距a 安装时可保证标准顶隙c* m 这时又知：a ’= r 2’+ r 1’ ∴r 2’+ r 1’= r 1 + r 2 又：i 12= r 2/ r 1 可知：r 1’= r 1；r 2’= r 2 结论：两个标准齿轮按标准中心距安装时，两轮分度圆 分别与其节圆重合。但a ’≠ a 时，则不重合。图标准安装令
中心距按标准中心距安装是否满足无侧隙要求？对于标准齿轮：e = s = p / 2= m π / 2 正确啮合时：m 1= m 2 = m ∴e 1= s 1= s 2 =e 2 = m π / 2 满足：e 1’= s 2’ s 1’= e 2’标准中心距时：e 1= s 1= s 2 =e 2 = e 1’= s 1’= s 2 ’= e 2 ’ 无侧隙条件 结论：中心距按标准中心距安装，既可满足无侧隙又可 满足标准顶隙。
实验2 齿轮传动效率测定与分析 2.1 实验目的 1.了解机械传动效率的测定原理，掌握用扭矩仪测定传动效率的方法； 2.测定齿轮传动的传递功率和传动效率； 3.了解封闭加载原理。 2.2 实验设备和工具 1.齿轮传动效率试验台； 2.测力计； 3.数据处理与分析软件； 4.计算机、打印机。 2.3 实验原理和方法 1. 齿轮传动的效率及其测定方法 齿轮传动的功率损失主要在于：(1)啮合面的摩擦损失；(2)轮齿搅动润滑油时的油阻损失；(3)轮轴支承在轴承中和轴承内的摩擦损失。齿轮传动的效率即指一对齿轮的从动轮（轴）输出功率与主动轮（轴）输入功率之比。对于采用滚动轴承支承的齿轮传动，满负荷时计入上述损失后，平均效率如表3.1所示。 表2.1 齿轮传动的平均效率
测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式。前者借助一个加载装置（机械制动器、电磁测功器或磁粉制动器）来消耗齿轮传动所传递的能量。其优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便；缺点是动力消耗大，对于需作较长时间试验的场合（如疲劳试验），消耗能力尤其严重。而后者采用输出功率反馈给输入的方式，电源只供给齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大减小功耗，因此这种实验方案采用较多。 2. 封闭式试验台加载原理 图3.1表示一个加载系统，电机功率通过联轴器1传到齿轮2，带动齿轮3及同一轴上的齿轮6，齿轮6再带动齿轮5。齿轮5的轴与齿轮2的轴之间以一只特殊联轴器和加载器相联接。 设齿轮齿数6532,z z z z ==，齿轮5的转速为5n (r/min)、扭矩为)m N (5?M ，则齿轮5处的功率为 若齿轮2、5的轴不作封闭联接，则电机的功率为 式中η为传动系统的效率。
一、仔细分析，对所画对象做到心中有数 在画装配图之前，要对现有资料进行整理和分析，进一步搞清装配体的用途、性能、结构特点以及各组成部分的相互位置和装配关系，对其它完整形状做到心中有数。 二、确定表达方案 根据装配图的视图选择原则，确定表达方案。 对该减速器其表达方案可考虑为： 主视图应符合其工作位置，重点表达外形，同时对右边螺栓连接及放油螺塞连接采用局部剖视，这样不但表达了这两处的装配连接关系，同时对箱体右边和下边壁厚进行了表达，而且油面高度及大齿轮的浸油情况也一目了然；左边可对销钉连接及油标结构进行局部剖视，表达出这两处的装配连接关系；上边可对透气装置采用局部剖视，表达出各零件的装配连接关系及该结构的工作情况。 俯视图采用沿结合剖切的画法，将内部的装配关系以及零件之间的相互位置清晰地表达出来，同时也表达出齿轮的啮合情况、回油槽的形状以及轴承的润滑情况。 左视图可采用外形图或局部视图，主要表达外形。可以考虑在其上作局部剖视，表达出安装孔的内部结构，以便于标注安装尺寸。 另外，还可用局部视图表达出螺栓台的形状。 建议用A1图幅，1：1比例绘制。 画装配图时应搞清装配体上各个结构及零件的装配关系，下面介绍该减速器的有关结构： 1、两轴系结构由于采用直齿圆柱齿轮，不受轴向力，因此两轴均由滚动轴承支承。轴向位置由端盖确定，而端盖嵌入箱体上对应槽中，两槽对应轴上装有八个零件，如图2-3所示，其尺寸96等于各零件尺寸之和。为了避免积累误差过大，保证装配要求，轴上各装有一个调整环，装配时修磨该环的厚度g使其总间隙达到要求0.1±0.02。因此，几台减速器之间零件不要互换，测绘过程中各组零件切勿放乱。
?正确啮合的条件 渐开线齿轮正确啮合的条件是：两轮的模数和压力角应分别相等。 ?外啮合齿轮传动的中心距 1 、确定中心距时应满足的两点要求： i) 保证两轮的齿侧间隙为零。为了避免轮齿间的冲击，齿侧间隙一般都很小，通常是由 制造公差来保证。 ii) 保证两轮的顶隙为标准值。 2 、标准中心距 如图7-5-1所示，当顶隙为标准值时，两轮的中心距 为 称此中心距为标准中心距，即两轮的标准中心距a 等于两轮分度圆半径之和。 3 、安装中心距 安装中心距为一对齿轮安装后 啮合时的实际中心距，其值等 于两啮合齿轮节圆半径之和， a＇=r 1 '+r 2 ' 。 4 、标准安装：把标准齿轮按 标准中心距进行的安装称为标 准安装，此时两齿轮的分度圆 相切。 5 、标准安装的特点 i) 按标准中心距安装时，两轮 的节圆与各自的分度圆重合, 顶隙为标准值。其传动比为 图7-5-1 ii) 在按标准中心距安装时，能满足无齿侧间隙的要求。 6 、分度圆和节圆的区别 节圆：齿轮啮合传动时在节点处相切的一对圆。对于一个单一的齿轮来说是不存在节圆的。而且两齿轮节圆的大小 显然是随其中心距的变化而变化的。 分度圆：齿轮的分度圆是一大小完全确定的圆，不论这个齿轮是否与另一齿轮啮合，也不论两轮的中心距如何变化，每个齿轮都有一个唯一的大小完全确定的分度圆。 ?啮合角 齿轮传动的啮合角：指两轮传动时其节点P 的速度方向与啮合线之间所夹的锐角。
通常用表示。啮合角就等于节圆压力角。 对于标准中心距安装时，由于节圆与分度圆重合，故啮合角也等于分度圆压力角。 图7-5-2 图7-5-3 ?非标准安装的情况： 即两轮的实际中心距不等于标准中心距。这时节圆与分度圆不重合，节圆半径也不 等于分度圆半径，其啮合角也不等于分度圆的压力角，如图7-5-2。 此时标准中心距为 而实际中心距为 于是可推得中心距与啮合角的关系为 ?齿轮与齿条啮合传动（如图7-5-3） 标准安装：指齿轮分度圆与齿条分度线相切。此时齿轮的节圆与分度圆重合，齿条的节线与分度 线重合。故传动啮合角等于齿轮的分度圆压力角，也等于齿条的齿形角。 非标准安装：指齿轮分度圆与齿条分度线不再相切。此时齿条的节线与其分度线将不再重合，但由于齿条的齿廓是直线，而啮合线N 1 N 2 与齿廓垂直，所以啮合线的位置 是不变的，即节点的位置不变，因此啮合角恒等于齿轮的分度圆压力角( 即齿条的齿形角) 。总之，齿轮与齿条啮合时，不论是否标准安装，其啮合角恒等于齿轮 分度圆的压力角，齿轮的节圆也恒与其分度圆重合。 ?内啮合传动 1 、标准安装：两轮的节圆与各自的分度圆重合，其啮合角也等于分度圆压力角 ，而且顶隙为标准值和无侧隙啮合的要求也能同时得到满足。标准中心距为
实验3 齿轮传动效率测定与分析 3.1 实验目的 1. 了解机械传动效率的测定原理，掌握用扭矩仪测定传动效率的方法； 2. 测定齿轮传动的传递功率和传动效率； 3. 了解封闭加载原理。 3.2 实验设备和工具 1. 齿轮传动效率试验台； 2. 测力计； 3. 数据处理与分析软件； 4. 计算机、打印机。 3.3 实验原理和方法 1. 齿轮传动的效率及其测定方法 齿轮传动的功率损失主要在于：(1)啮合面的摩擦损失；(2)轮齿搅动润滑油时的油阻损失；(3)轮轴支承在轴承中和轴承内的摩擦损失。齿轮传动的效率即指一对齿轮的从动轮（轴）输出功率与主动轮（轴）输入功率之比。对于采用滚动轴承支承的齿轮传动，满负荷时计入上述损失后，平均效率如表3.1所示。 表3.1 齿轮传动的平均效率 测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式。前者借助一个加载装置（机械制动器、电磁测功器或磁粉制动器）来消耗齿轮传动所传递的能量。其优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便；缺点是动力消耗大，对于需作较长时间试验的场合（如疲劳试验），消耗能力尤其严重。而后者采用输出功率反馈给输入的方式，电源只供给齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大减小功耗，因此这种实验方案采用较多。 2. 封闭式试验台加载原理 图3.1表示一个加载系统，电机功率通过联轴器1传到齿轮2，带动齿轮3及同一轴上的齿轮6，齿轮6再带动齿轮5。齿轮5的轴与齿轮2的轴之间以一只特殊联轴器和加载器相联接。 设齿轮齿数6532,z z z z ==，齿轮5的转速为5n (r/min)、扭矩为)m N (5?M ，则齿轮5处的功率为 )kW ( 9550 5 55n M N = 若齿轮2、5的轴不作封闭联接，则电机的功率为 )kW ( 9550/5 551η η?= =n M N N
功、机械效率和功率 一、教学目标 1、理解做功的两个必要因素 2、理解计算功的公式 3、明白功的单位 4、理解功的原理 5、通过对事例的分析，了解什么是有用功、额外功和总功 6、理解什么是机械效率，掌握机械效率的计算 7、理解功率的概念及其计算公式 8、明白功率的单位 二、教学重点 1、做功的两个必要因素 2、如何推断是否做功 3、使用任何机械都要做额外功 4、机械效率的计算 5、组装滑轮组和计算滑轮组的机械效率 6、功率概念的理解
三、教学难点 1、利用功的公式进行简单计算 2、有用功、总功的正确推断,理解机械效率的物理意义 3、功率的计算 四、差不多知识 一、功： 1、力学里所讲的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 2、不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m 的过程中人不做功。（缘故是足球靠惯性飞出）。 3、力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS 4、功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。 5、应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F确实是那个力；②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强
调对应。③功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。 二、功的原理： 1、内容：使用机械时，人们所做的功，都可不能少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。 2、讲明：（请注意理想情况功的原理能够如何表述？） ①功的原理是一个普遍的结论，关于任何机械都适用。 ②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费劲，既省力又省距离的机械是没有的。 ③使用机械尽管不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者能够省力、或者能够省距离、也能够改变力的方向，给人类工作带来专门多方便。 ④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh） 3、应用：斜面 ①理想斜面：斜面光滑 ②理想斜面遵从功的原理； ③理想斜面公式：FL=Gh 其中：F：沿斜面方向的推力；L：