机械传动系统设计

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1、机械传动系统设计第一节概述一台机器是由原动机、传动系统、工作机构和操纵控制四个部分组成，在这里只讲传动系统设计。它是将电动机的运动和动力传递给工作机构的中间传动装置，用来实现减速（或增速）、变速、转换运动形式等。机械传动系统设计的一般程序是：1．机构选型：根据机器的功能要求，工作机构对动力、传动比或速度变化的要求，以及原动机的工作特性，选择机械传动系统所需的机构类型。2．拟定传动系统总体布置方案：根据空间位置、运动和动力传递路线及所选传动机构的特点和适用条件，合理拟定传动路线，安排各传动机构的先

2、后顺序，以完成原动机到工作机构之间的传动系统的总体布置方案。3．选择电动机，确定传动系统的总传动比。4．总传动比分配：根据传动系统的组成方案，将总传动比合理分配到各级传动机构。5．传动系统的运动和动力参数计算：机械传动系统的运动和动力参数主要指各级传动比、各轴的转速、转矩、功率等。6．确定机械传动系统的主要参数和几何尺寸：通过各级传动机构的承载能力计算，确定主要参数。在此基础上，进行传动零件及传动系统主要几何尺寸计算，最后绘制出传动系统运动简图及总装配图。第二节机械传动系统方案设计机械传动系统的

3、方案设计是机械设计工作中的一个重要组成部分，是最具创造性的设计环节。正确合理地设计机械传动系统，对提高机械的性能和质量、降低机械的制造成本和使用费用等都是至关重要的。任何机械其传动系统设计方案都不是唯一的，在相同设计条件下，可以有不同的传动系统方案，最后确定的应是其中最佳方案。传动系统方案设计首先应满足工作机的工作要求（如功率及转速），另外结构简单紧凑、加工方便、成本低、传动效率高、使用维护方便等特点。见图表2－1和2－2减速器类型和传动系统方案。在做课程设计时，如果设计任务书已给定传动方案，表

4、中传动方案设计就不必做了，只要按设计任务书要求选电动机，计算有关参数。第三节选择电动机1．选择电动机的类型和结构电动机的类型很多，常用的Y系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。由于三相异步电动机具有结构简单、工作可靠、价格便宜、效率高、使用方便等特点，所以现代机器中应用最广泛。2．选择电动机的容量（功率）电动机的功率选择是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。功率小于工作要求则不能保证工作机的正常工作，或使电动机因长期超载运行而过早损坏；功率选得过大，电动机价格过高，传动能

5、力又不能充分利用，造成能源浪费。对于载荷比较稳定，长期运转的机械，通常按照电动机的额定功率选择，保证电动机的额定功率Ped大于等于工作机所需的电动机功率Pd即Ped≥Pd工作机所需电动机功率为Pd=Pw/ηkw式中Pd工作机所需电动机功率，kw；Pw工作机所需功率，kw；η由电动机至工作机的总效率。工作机所需功率Pw应由工作机的工作阻力和线速度（或转速）求得。在课程设计中，可由设计任务书给定的工作机参数求：PW=FV/1000kw或PW=Tnw/9550kwnw=60×1000v/πdF工作机的

6、工作阻力,NV工作机的线速度,如运输机输送带的线速度，m/sT工作机的阻力矩，N.mnw工作机的转速,如运输机滚筒的转速,r/min传动系统的总效率η为各效率连乘积即η＝η1η2η3……ηn各效率值见表2-33.确定电动机的转速功率相同的同类型电动机有几种不同的转速,比如三相异步电动机的同步转速一般有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min四种，电动机的同步转速越高、重量越轻、外廓尺寸越小、价格越低。但是电动机转速与工作机转速相差过多，将使总传动比加大，致使外

7、廓尺寸和重量增加。而选用低转速的电动机时，情况正相反，虽然外廓尺寸和重量小，但电动机的尺寸重量增大，价格提高。因此在确定电动机转速时，应进行分析比较，选择最优方案。设计中常选用同步转速1500r/min或1000r/min两种电动机，没有特殊要求一般不选用750r/min、3000r/min电动机。第二节计算总传动比和分配各级传动比由选定的电动机满载转速nm和工作机轴的转速nw可得到总传动比为i=nm/nw总传动比为各级传动比的连乘积即:i=i1i2i3…innm电动机的满载转速，r/min；P

8、185页表16-1nw工作机输入轴的转速，r/min。如何合理分配各级传动比是传动系统设计中的又一重要问题。传动比分配的合理，可以减少传动系统的外廓尺寸、重量，达到结构紧凑、降低成本的目的。分配传动比要注意以下几点：1．各级传动比应在推荐范围内选取，不能超过最大值，见P8表2－1表2－2。2．各级传动零件应做到尺寸协调，避免相互发生碰撞。1．尽量使传动系统外廓尺寸紧凑或重量较小。2．对两级圆柱齿轮减速器，传动比可按下式分配：i1－两级圆柱齿轮减速器的高速级传动比；i－两级圆柱齿轮减速器的总传动比