机械传动方案的设计与计算.pdf

Ac a d em ic 学术 机械传动方案的设计与计算 公司 - 陈杰 摘要 ： 在机械设备中 ， 传动装置的主要作用是用来将一根轴的旋转运动传递给另外一根轴 ， 并 会对机械的性能、质量以及制造成本等方面造成非常大的影响。 机械传动方案的设计是一个 比较复杂的工 作，为 了可 以更好的完成这项任务，首先需要对 传动机构的运动特点、性能特点、工作特点、适 合场合进行详细全面的了解，其次设计人员要具 有比较丰富的设计经验和设计知识。在机械传动 方案的设计过程中，最重要的一个环节是拟定机 械传动方案和计算，传动方法设计的合理与否直 接影响到机械的成本、性能和质量。因此，要认 真对等机械传动方案的设计和计算工作。 1 选择传动类型 在选择传动类型的过程中，可以有非常多 的类型进行选择，一般情况下，传动机构选择 的不同，得到的传动方案也是不 同的，所 以， 只有选择 了传动类型，才利用得到一个 比较科 学合理的传动方案。 在选取传动类型的过程中， 主要 以运动性能的 良好、效率 高、质量小、外 形尺寸小、符合生产条件等性能指标为选择依 据 ，主要遵循下面几个原则： ( 1 )当原动机的 运动形式、 转速、 功率和执行系统的工况一致时， 可以使用联轴器把执行机构 的输入轴和原动机 的输 出轴连接起来。这种联结机构具有传动效 率高、联结结构简单等方面的优势。不过如果 执行机构的输入轴和原动机 的输出轴不在同一 条轴线上时， 就需要使用等传动 比的传动机构。 ( 2 )如果原动机的输出规律符合执行机构的要 求，但是原动机 的转矩、运动形式和转速不能 满足执行机构的要求，这 时就需要使用可 以对 运动形式进行转化或者可以变速 的传动机构。 ( 3 )当对速度要求不高，使用 中小功率进行传 动，如果对传动要求比较高，可以使用多级齿 轮传动、 单级蜗杆传动、带一齿轮 一 链传动、带一 齿轮传动的传动方案进行比较选择，选取出综 合性能最优 的方案。( 4 ) 传动功率大、 转速高时， 要选择转动平稳、承载力高、效率高的传动类 型 ( 5 )尽量使用结构简单的单级动装置，如果 传动 比较大时，可以选择结构 比较紧凑 的行星 齿轮传动和蜗杆传动进行，如果中心距比较大， 可 以使用链传动和带传动。 ( 6 )如果作业环境 比较不好，有 比较多的粉尘，要尽可能选择闭 式传动的方法进行传动，以达到延长零件寿命 的目的。( 7 ) 在进行小批量、 单间生产的传动时， M a c h in e C h in a中国机械 为 了节省资金 的投入，减少制造时间，要尽可 能使用标准传动装置。 ( 8 )在执行机构的变化 量非常大甚至超出负荷时或者载荷变化非常频 繁时，可 以使用有过载保护装置的传动类型， 从而确保设备运转的安全。 2 设计传动方案 2 1 选取传动路线 在对传动路线进行选取时，可 以根据东西 和运动的传动路线进行选取，一般情况下，传 动路线可以分为下面四种情况： ( 1 )分路传动。 在系统只有一个原动机 ，却有几个执行机构 的 时候，可以使用分路传动 的传动路线； ( 2 )单 路传动。单路传动的传动结构比较简单，不过 传动机构的数量非常的多，传动系统的效率也 不高，所 以要尽可能的降低机构的数量。在系 统中只有一个原动机和一个执行机构 的时候， 可 以使用这个传动路线； ( 3 )复合传动。复合 传动指的时几个传动路线的组合，在选择传动 路线时，要根据执行机构的和求、执行机构 的 提醒来进行决定，要严格按照传动准确度高、 传动结构简单、传动 结构效率高、传动结构成 本低、传动结构传动链短等原则来构建传动系 统； ( 4 )多路联合传动。在系统需要几个运动， 而且每个运动 的传递功率都 比较高，单执行机 构只有一个时，可以使用多路联合传动路线。 2 2 对机构的顺序进行布置 在对机构 的顺序进行布置的过程 中，要考 虑下面几个方法： ( 1 )提升传动系统的工作效 率。 蜗杆涡轮机构传动虽然平稳， 不过效率偏低， 通常使用与中、小功率 间隙的运动场合，在对 于使用铜锡为涡轮材料的蜗杆传动 ，为了提高 承载力和传动效率，促进润滑油膜 的形成，要 在高速级对其进行布置。 ( 2 ) 机械运转时振动小、 运转平稳原则。通常把动载荷低、传动平稳 的 机构放到高速级，比如带传动可以对吸振进行 缓冲，传动也 比较的平稳，而且可 以进行过载 保护，所 以一般会将其布置在高速级；而链传 动会 出现运转有冲击、不均匀的情况，可以在 低速级对其进行布置，再 比如和直齿轮相比， 斜齿轮在传动过程 中，平稳性更好 ，所以斜齿 轮经常会应用于对平稳度要求比较高或者高速 级的场合。 ( 3 )承载力高、使用时间长。因为 开式齿轮的工作环境非常的不好、润滑条件也 不好，磨损相对来说更加严重，使用时间不长， 通常将其布置在低速级，为 了防止齿面 出现严 重磨损或者胶合的情况，要在低速机布置铸铁 或者青铜铝铁作为蜗轮材料的蜗杆传动，从而 使得齿面滑动速度变低 。 ( 4 )要易于加工、结 构紧凑简单。带传动布置在高速级除了要求传 动平稳外，还要求传动装置 的尺寸要尽可能的 小。为了使结构紧凑，通常会使用可 以改变形 式的机构布置到传动系统的最后一级，常见 的 有连杆机构、螺旋传功、凸轮机构等。对于大 模数、 大尺寸的圆锥齿轮来说， 加工非常的困难， 为了使模数和直径减少，一般将其放置到高速 级，并对其传动比进行限制。 3 计算传动系统动力参数 在对动力系统进行计算的过程 中，各轴的 转矩和功率是两个主要 的计算方面： ( 1 )传动 系统的总效率。常用的单路系统总效率是各个 部分效率的乘积。即 rl 总= n l* n 2 n 其中 n为 各个轴承、各个联轴器、各个传动机构的效率 。 ( 2 )在传动系统中，在计算各个零件的工作能 力时，要利用输入功率来对功率进行计算。 4 结语 总而言之，机械传动方案的设计是一个非 常复杂 的工作，方案设计 的好坏直接影响到 了 机械的性能、质量、成本等 。在方案设计 的过 程中，要严格按照规定标准进行设计，选取正 确的传动类型、传动路线。同时还要对传动机 构的顺序进行合理 的布置。传动方案的设计人 员除了需要具有丰富的设计知识和设计经验外， 在设计过程中要抱着严谨的设计态度来进行传 动方案的设计工作。 参考