机械设计传动小结

1、一、机械传动的功率一、机械传动的功率不考虑功率损耗时：不考虑功率损耗时：考虑功率损耗时：考虑功率损耗时：轴轴输入功率输入功率轴轴输入功率输入功率轴轴输入功率输入功率轴轴输入功率输入功率轴轴输入功率输入功率工作机功率工作机功率DGPPPPPPPDPP 带PP 齿轮轴承PP 联轴器轴承PP 滚筒轴承VGPP G蜗杆轴承PP 传动小结传动小结功率功率P 的单的单位：位：kW两种设计方法：两种设计方法： 通用机械设计通用机械设计 由由P PD D计算计算P PG G ，确定最大，确定最大 工作机功率。后面的计算，都按电机工作机功率。后面的计算，都按电机 的功率去推算各个轴的力矩。的功率去推算各个轴的力

2、矩。 专用机械设计专用机械设计 由由P PG G计算计算P PD D ，确定最小，确定最小 电动机功率。后面的计算，都按工作电动机功率。后面的计算，都按工作 机功率去推算各个轴的力矩。机功率去推算各个轴的力矩。二二. . 速度速度轴轴转速转速 轴轴转速转速 轴轴转速转速 轴轴转速转速 轴轴转速转速起重速度起重速度Dnn 带inn/齿轮inn/nn100060滚筒ndvG蜗杆inn/转转 速速 单单 位：位： r/min (r/min (转转/ /分钟分钟) )速度速度 V V 单位：单位： m/s (m/s (米米/ /秒）秒）尺寸尺寸 d d 单位：单位： mm mm （毫米）（毫米）G三三

3、. . 转矩（力）转矩（力）轴轴输入转矩输入转矩轴轴输入转矩输入转矩轴轴输入转矩输入转矩轴轴输入转矩输入转矩轴轴输入转矩输入转矩 起重力起重力满载nPTTDDnPT nPTnPTGGvPG nPT iiinPT9549功率不变时，功率不变时，减速增矩，减速增矩，增速减矩增速减矩四、传动类型选择与布置四、传动类型选择与布置应考虑因素：效率应考虑因素：效率, ,功率，圆周速度，尺寸，重量，使功率，圆周速度，尺寸，重量，使 用环境等。用环境等。V V带传动：传动平稳，噪声小，具有过载保护能力，但带传动：传动平稳，噪声小，具有过载保护能力，但 尺寸较大。通常布置在高速级。尺寸较大。通常布置在高速级。链

4、传动：链传动： 承载能力大，效率高，压轴力小，但有较大承载能力大，效率高，压轴力小，但有较大 冲击。通常布置在低速级。冲击。通常布置在低速级。锥齿轮传动：尺寸大时加工困难。通常布置在次高速级。锥齿轮传动：尺寸大时加工困难。通常布置在次高速级。蜗杆传动：高速时效率较高，传动比大。通常布置在次蜗杆传动：高速时效率较高，传动比大。通常布置在次 高速级。高速级。圆柱齿轮传动：通常布置在低速级圆柱齿轮传动：通常布置在低速级. .可设计成单级可设计成单级, ,两级两级 或多级或多级. .图示图示A、B两种传动方案，哪一种更合理？为什么？两种传动方案，哪一种更合理？为什么？ 其中有一对是斜齿轮传动，请在图上

5、画出其合理其中有一对是斜齿轮传动，请在图上画出其合理的位置？的位置？A、传动方案更合理！因为、传动方案更合理！因为1、带传动放在紧靠电机，起缓冲，带传动放在紧靠电机，起缓冲， 隔振、过载保护电机的作用！隔振、过载保护电机的作用！2、带传动放在高速级，电机功率带传动放在高速级，电机功率 一定，速度高，圆周力就小，一定，速度高，圆周力就小， 带的结构尺寸就小！带的结构尺寸就小！3、带的松边在上，自然靠向带轮，对包角影响小！带的松边在上，自然靠向带轮，对包角影响小！4、斜齿轮传动放在次高速级，可以减小结构尺寸，斜齿轮传动放在次高速级，可以减小结构尺寸， 便于加工，有利于传动的平稳性，直齿轮传动一便于

6、加工，有利于传动的平稳性，直齿轮传动一 般放在低速级，以减少摩擦磨损。般放在低速级，以减少摩擦磨损。5、减速机的输入端应远离不对称布置的齿轮端，以减速机的输入端应远离不对称布置的齿轮端，以 降低齿向载荷不均匀系数！降低齿向载荷不均匀系数！FVP 图AIIIIII3412n4如图所示的机械传动系统中，设轴如图所示的机械传动系统中，设轴为动力输入端。已知为动力输入端。已知1、2为为斜齿圆柱齿轮传动，斜齿圆柱齿轮传动，3、4为蜗杆传动，蜗杆的螺旋线方向为右旋，为蜗杆传动，蜗杆的螺旋线方向为右旋，蜗轮的转动方向如图所示。试求：蜗轮的转动方向如图所示。试求：（1）确定轴）确定轴的转动方向；的转动方向；（

7、2）为使轴）为使轴所受轴向力较小，确定斜齿轮所受轴向力较小，确定斜齿轮1、2的螺旋线方向的螺旋线方向（3 3）在图中）在图中画出斜齿轮画出斜齿轮1和蜗轮和蜗轮4所受三个分力的方向；所受三个分力的方向；（4 4）为了提高传动系统输出轴的转速，而采用双头蜗杆代替原来为了提高传动系统输出轴的转速，而采用双头蜗杆代替原来的单头蜗杆，的单头蜗杆，问原来的蜗轮问原来的蜗轮能继续使用吗？能继续使用吗？为什么？为什么？（1 1）轴轴转动方向如图所示（转动方向如图所示（2 2）齿轮）齿轮1 1为左旋，齿轮为左旋，齿轮2 2为右旋为右旋（3 3）斜齿轮）斜齿轮2 2所受三个分力方向如图所示；所受三个分力方向如图所

8、示； 蜗杆蜗杆3 3所受三个分力方向如图所示所受三个分力方向如图所示 （4 4）原来的蜗轮不能再继续使原来的蜗轮不能再继续使用了。因为蜗杆传动的正确啮合条件之一是蜗杆的导程角和蜗轮用了。因为蜗杆传动的正确啮合条件之一是蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角大小相等，方向相同。而蜗杆的导程角和齿数之间的关的螺旋角大小相等，方向相同。而蜗杆的导程角和齿数之间的关系为系为当其他参数不变而只是蜗杆由单头变为双头，蜗杆的导程角发生当其他参数不变而只是蜗杆由单头变为双头，蜗杆的导程角发生了变化，而与原来的蜗轮的了变化，而与原来的蜗轮的螺旋角大小不再相等了，所螺旋角大小不再相等了，所以蜗杆和蜗轮已不能正确啮合，以蜗杆和

9、蜗轮已不能正确啮合，因此原来的蜗轮已不能继续使用。因此原来的蜗轮已不能继续使用。 IIIIII34124111tanz mzdq五、减速器的结构类型五、减速器的结构类型 减速器是指原动机与工作机之间独立封减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。减速器已有一些标准系列产品，并称为增速器。减速器已有一些标准系列产品，使用时只需结合所需传动速率、转速、传动比、使用时只需结合所需传动速率、转速、传动比、工作条件和机器的总体布置等具体

10、要求，从产工作条件和机器的总体布置等具体要求，从产品目录或有关手册中选取即可。只有品目录或有关手册中选取即可。只有 在选不到合适的产品时，才自行设计制造。在选不到合适的产品时，才自行设计制造。机械设计模拟试题机械设计模拟试题一、是非题（你认为正确的，在括号内写一、是非题（你认为正确的，在括号内写“T” 你认为你认为错误的写错误的写“F” 每小题每小题1分，共分，共10分）分） 1、两摩擦表面间，依靠吸附的油膜进行润滑的状态称为边界、两摩擦表面间，依靠吸附的油膜进行润滑的状态称为边界润滑。润滑。 （ ） 2、带传动中，离心应力、带传动中，离心应力c只作用在与带轮接触的包角之内。只作用在与带轮接触

11、的包角之内。 3、闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是齿面磨粒磨损。、闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是齿面磨粒磨损。 4、在蜗杆传动中，自锁时，应使蜗轮螺旋角小于当量摩擦角。、在蜗杆传动中，自锁时，应使蜗轮螺旋角小于当量摩擦角。 5、带传动中，带的最大应力总是发生在带离开小带轮处。、带传动中，带的最大应力总是发生在带离开小带轮处。 6、按标准选择的普通平键的主要失效形式是工作面压溃。、按标准选择的普通平键的主要失效形式是工作面压溃。 7计算零件强度所用的载荷通常是原动机的额定载荷。计算零件强度所用的载荷通常是原动机的额定载荷。 8润滑油中的极压添加剂可以抑制润滑油的氧化变质。润滑油中的极压添加

12、剂可以抑制润滑油的氧化变质。 9齿轮轮齿在齿顶啮合时齿根弯曲应力最大。（齿轮轮齿在齿顶啮合时齿根弯曲应力最大。（ ） 10阿基米德蜗杆传动应用广泛的原因是传动阿基米德蜗杆传动应用广泛的原因是传动 效率高，精度高。效率高，精度高。 二选择题（将正确答案的代号填入空格内，只允许填二选择题（将正确答案的代号填入空格内，只允许填一种代号。每小题一种代号。每小题2 2分，共分，共2020分）分）1 1、带传动工作时产生弹性滑动是因为、带传动工作时产生弹性滑动是因为_。 a)a)带的预紧力不够带的预紧力不够 b)b)带的紧边和松边拉力不等带的紧边和松边拉力不等 c)c)带绕过带轮时有离心力带绕过带轮时有离

13、心力 d) d) 带和带轮间摩擦力不够带和带轮间摩擦力不够2、锥齿轮传动与圆柱齿轮传动相比，其典型特点是、锥齿轮传动与圆柱齿轮传动相比，其典型特点是_。 a) 制造容易制造容易 b)工作噪音小工作噪音小c) 安装容易安装容易 d) 能传递相交轴间的运动能传递相交轴间的运动3、对受轴向变载荷的紧螺栓联接，在限制螺栓总拉力的情况下，、对受轴向变载荷的紧螺栓联接，在限制螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是提高螺栓疲劳强度的有效措施是_。 a) 增大被联接件的刚度增大被联接件的刚度 b) 减小被联接件的刚度减小被联接件的刚度 c) 增大螺栓的刚度增大螺栓的刚度 d) 采用厚型螺母采用厚型螺

14、母 4、直齿锥齿轮传动的强度计算是以、直齿锥齿轮传动的强度计算是以_的当量圆柱齿轮为计的当量圆柱齿轮为计算基础。算基础。 a) 小端小端 b) 大端大端 c) 齿宽中点齿宽中点 d) 齿宽上合力作用点齿宽上合力作用点5 5、设计平键联接的几项主要内容是：、设计平键联接的几项主要内容是：按轮毂长度选择键的长按轮毂长度选择键的长度度按使用要求选择键的主要类型按使用要求选择键的主要类型按轴的直径选择键的剖按轴的直径选择键的剖面尺寸面尺寸对联接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般对联接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般顺序是顺序是_ _ 。 a) a) b) b) c) c) d) d) 7、在

15、多级传动设计中，为了提高啮合效率，通常将蜗杆传动布、在多级传动设计中，为了提高啮合效率，通常将蜗杆传动布置在置在_。 a) 中速级中速级 b) 高速级高速级 c) 低速级低速级 d) 都可以都可以8为了减轻磨损，应该加入的添加剂是为了减轻磨损，应该加入的添加剂是_。a.极压添加剂极压添加剂 b.降凝添加剂降凝添加剂 c.油性添加剂油性添加剂 d.抗氧化添加剂抗氧化添加剂9一对圆柱齿轮啮合时，大小齿轮在啮合点处的接触应力一对圆柱齿轮啮合时，大小齿轮在啮合点处的接触应力_。 a.肯定相等肯定相等 b.肯定不相等肯定不相等 c.可能相等，也可能不相等可能相等，也可能不相等10在受轴向变载荷的紧螺栓连

16、接中，采用空心螺栓，是为了在受轴向变载荷的紧螺栓连接中，采用空心螺栓，是为了_。a.增大剩余预紧力增大剩余预紧力 b.改善变载荷下的螺母支承面接触状态改善变载荷下的螺母支承面接触状态 c.降低应力幅降低应力幅a d.减轻螺栓重量，节省材料减轻螺栓重量，节省材料 三简答题（每小题三简答题（每小题5 5分，共分，共2020分）分） 1 1、蜗杆传动热平衡计算后的温度过高，说出蜗杆传动热平衡计算后的温度过高，说出 3 3种措施降低热平衡时的温度？种措施降低热平衡时的温度？ 2 2、试述带传动中张紧轮的安装位置，为什么？、试述带传动中张紧轮的安装位置，为什么？ 3 3、用一个普通平键承载能力不足时需采

17、用两个，、用一个普通平键承载能力不足时需采用两个，此时两键应如何配置？计算时候按几个键计算，此时两键应如何配置？计算时候按几个键计算，为什么？为什么？ 4 4、何谓带传动的弹性滑动？它对带传动有什么、何谓带传动的弹性滑动？它对带传动有什么影响？影响？ 有一斜齿圆柱齿轮有一斜齿圆柱齿轮-蜗蜗杆传动如图杆传动如图,试确定试确定: （在图上画出或写出）（在图上画出或写出）a确定蜗轮旋转方向和确定蜗轮旋转方向和旋向旋向 b为使为使II轴所受的轴向轴所受的轴向力最小，确定两斜齿圆力最小，确定两斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向。柱齿轮螺旋线的方向。 c画出画出II轴上斜齿圆柱齿轮受力的三个分力的方向。轴上斜齿圆柱

18、齿轮受力的三个分力的方向。 四、四、 分析题分析题模拟试题解答模拟试题解答一、是非题（你认为正确的，在括号内写一、是非题（你认为正确的，在括号内写“T” 你认为你认为错误的写错误的写“F” 每小题每小题1分，共分，共10分）分） 1、两摩擦表面间，依靠吸附的油膜进行润滑的状态称为边界、两摩擦表面间，依靠吸附的油膜进行润滑的状态称为边界润滑。润滑。 （ T ） （ F ） 2、带传动中，离心应力、带传动中，离心应力c只作用在与带轮接触的包角之内。只作用在与带轮接触的包角之内。 3、闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是齿面磨粒磨损。、闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是齿面磨粒磨损。 F 4、在蜗杆传

19、动中自锁时，应使蜗轮螺旋角小于当量摩擦角。、在蜗杆传动中自锁时，应使蜗轮螺旋角小于当量摩擦角。 F 5、带传动中，带的最大应力总是发生在带离开小带轮处。、带传动中，带的最大应力总是发生在带离开小带轮处。 F 6、按标准选择的普通平键的主要失效形式是工作面压溃。、按标准选择的普通平键的主要失效形式是工作面压溃。 F 7计算零件强度所用的载荷通常是原动机的额定载荷。计算零件强度所用的载荷通常是原动机的额定载荷。 F 8润滑油中的极压添加剂可以抑制润滑油的氧化变质。润滑油中的极压添加剂可以抑制润滑油的氧化变质。 F9齿轮轮齿在齿顶啮合时齿根弯曲应力最大。（齿轮轮齿在齿顶啮合时齿根弯曲应力最大。（ T

20、 ） 10阿基米德蜗杆传动应用广泛的原因是传动阿基米德蜗杆传动应用广泛的原因是传动 效率高，精度高。效率高，精度高。 F 二选择题（将正确答案的代号填入空格内，只允许填二选择题（将正确答案的代号填入空格内，只允许填一种代号。每小题一种代号。每小题2 2分，共分，共2020分）分）1 1、带传动工作时产生弹性滑动是因为、带传动工作时产生弹性滑动是因为_b_b_。 a)a)带的预紧力不够带的预紧力不够 b)b)带的紧边和松边拉力不等带的紧边和松边拉力不等 c)c)带绕过带轮时有离心力带绕过带轮时有离心力 d) d) 带和带轮间摩擦力不够带和带轮间摩擦力不够2、锥齿轮传动与圆柱齿轮传动相比，其典型特

21、点是、锥齿轮传动与圆柱齿轮传动相比，其典型特点是_d_。 a) 制造容易制造容易 b)工作噪音小工作噪音小c) 安装容易安装容易 d) 能传递相交轴间的运动能传递相交轴间的运动3、对受轴向变载荷的紧螺栓联接，在限制螺栓总拉力的情况下，、对受轴向变载荷的紧螺栓联接，在限制螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是提高螺栓疲劳强度的有效措施是_a_。 a) 增大被联接件的刚度增大被联接件的刚度 b) 减小被联接件的刚度减小被联接件的刚度 c) 增大螺栓的刚度增大螺栓的刚度 d) 采用厚型螺母采用厚型螺母 4、直齿锥齿轮传动的强度计算是以、直齿锥齿轮传动的强度计算是以_c_的当量圆柱齿轮为计的

22、当量圆柱齿轮为计算基础。算基础。 a) 小端小端 b) 大端大端 c) 齿宽中点齿宽中点 d) 齿宽上合力作用点齿宽上合力作用点5 5、设计平键联接的几项主要内容是：、设计平键联接的几项主要内容是：按轮毂长度选择键的长按轮毂长度选择键的长度度按使用要求选择键的主要类型按使用要求选择键的主要类型按轴的直径选择键的剖按轴的直径选择键的剖面尺寸面尺寸对联接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般对联接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般顺序是顺序是_b_ _b_ 。 a) a) b) b) c) c) d) d) 7、在多级传动设计中，为了提高啮合效率，通常将蜗杆传动布、在多级传动设计中，为了提高啮

23、合效率，通常将蜗杆传动布置在置在_b_。 a) 中速级中速级 b) 高速级高速级 c) 低速级低速级 d) 都可以都可以8为了减轻磨损，应该加入的添加剂是为了减轻磨损，应该加入的添加剂是_a_。a.极压添加剂极压添加剂 b.降凝添加剂降凝添加剂 c.油性添加剂油性添加剂 d.抗氧化添加剂抗氧化添加剂9一对圆柱齿轮啮合时，大小齿轮在啮合点处的接触应力一对圆柱齿轮啮合时，大小齿轮在啮合点处的接触应力_a_。 a.肯定相等肯定相等 b.肯定不相等肯定不相等 c.可能相等，也可能不相等可能相等，也可能不相等10在受轴向变载荷的紧螺栓连接中，采用空心螺栓是为了在受轴向变载荷的紧螺栓连接中，采用空心螺栓是

24、为了_ c_a.增大剩余预紧力增大剩余预紧力 b.改善变载荷下的螺母支承面接触状态改善变载荷下的螺母支承面接触状态 c.降低应力幅降低应力幅a d.减轻螺栓重量，节省材料减轻螺栓重量，节省材料 三简答题（每小题三简答题（每小题5 5分，共分，共2020分）分） 1 1、蜗杆传动热平衡计算后的温度过高，说出蜗杆传动热平衡计算后的温度过高，说出 3 3种措施降低热平衡时的温度？种措施降低热平衡时的温度？ 答：蜗杆传动热平衡计算后的温度如果过高，可答：蜗杆传动热平衡计算后的温度如果过高，可采用以下措施来降低热平衡时的温度：箱体外壁采用以下措施来降低热平衡时的温度：箱体外壁加装散热片、蜗杆轴端加装风扇、油池里加装蛇加装散热片、蜗杆轴端加装风扇、油池里加装蛇形管通入冷却水、采用喷油润滑等。形管通入冷却水、采用喷油润滑等。三简答题（每小题三简答题（每小题5 5分，共分，共2020分）分） 2 2、试述带传动中张紧轮的安装位置，为什么？、试述带传动中张紧轮的安装位置，为什么？ 答：带传动中张紧轮应安装在松边、靠近大答：带传动中张紧轮应安装在松边、靠近大带轮的内侧。这是因为：带轮的内侧。这是因为： 松边：易于调整张紧轮；松边：易于调整张紧轮；靠近大带轮：减少对小带轮包