機械系統(tǒng)設(shè)計電子教案-機械系統(tǒng)設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 緒論重點：機械，機械系統(tǒng)的相關(guān)概念及學(xué)科中的位置。難點：學(xué)習(xí)機械系統(tǒng)設(shè)計課程的重要性。講授提示與方法：回顧機械工程的發(fā)展歷程，注重機械系統(tǒng)的整體性，提高學(xué)生對機械系統(tǒng)設(shè)計的認(rèn)知程度。1.1機械系統(tǒng)設(shè)計在機械工程科學(xué)中的地位及作用一、機械工程科學(xué)1. 機械工程科學(xué)的定義：機械工程科學(xué)是研究機械產(chǎn)品（或系統(tǒng)）的性能、設(shè)計和制造的基礎(chǔ)理論與技術(shù)的科學(xué)。2. 機械工程科學(xué)的組成：P1圖1.1（1） 機械學(xué)：機械設(shè)計過程（核心部分）；（2） 機械制造：機械制造過程（基礎(chǔ)部分）。3. 機械學(xué)所包含的內(nèi)容：P3圖1.5二、機械、機械系統(tǒng)、系統(tǒng)1. 機械：關(guān)于機械的定義，目前

2、尚無嚴(yán)格的定論，一般可歸納為：（1） 須由兩個以上的零、部件組成；（2） 這些零、部件的運動部件，應(yīng)按設(shè)計要求作確定的運動；（3） 將外來的能源轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫臋C械功。【舉例】 機械產(chǎn)品：汽車、拖拉機、機床、鐘表2. 系統(tǒng)：是指具有特定功能的、相互間具有一定聯(lián)系的許多要素構(gòu)成的一個整體。即由兩個或兩個以上的要素組成的具有一定結(jié)構(gòu)和特定功能的整體都是系統(tǒng)。3. 機械系統(tǒng)：由若干個零、部件及裝置組成的，彼此間有機聯(lián)系，并能完成特定功能的系統(tǒng)，稱之為機械系統(tǒng)。4. 系統(tǒng)應(yīng)具有下述特性：（1） 目的性：完成特定的功能（2） 相關(guān)性與整體性：1） 相關(guān)性：各構(gòu)成要素之間是相互聯(lián)系的2） 整體性：評價一個系統(tǒng)

3、的好與壞要看該系統(tǒng)的整體功能（3） 環(huán)境的適應(yīng)性：系統(tǒng)對外部環(huán)境變化和干擾有良好適應(yīng)性三、機械系統(tǒng)的組成：P4圖1.61. 動力系統(tǒng)：為系統(tǒng)提供能源（動力源）2. 執(zhí)行系統(tǒng)：是系統(tǒng)的執(zhí)行輸出部分3. 傳動系統(tǒng)：把運動和動力由動源傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)4. 操縱、控制系統(tǒng)：使前三者協(xié)調(diào)動作和運行5. 支承系統(tǒng)：支承和聯(lián)系各機件6. 潤滑、冷卻與密封系統(tǒng)：四、機械系統(tǒng)的地位與作用幾乎任何產(chǎn)品都離不開機械系統(tǒng)，它涉及到社會的各領(lǐng)域。1.2機械系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)、基本原則及要求一、機械系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)及設(shè)計類型：1. 機械系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)：是開發(fā)新的產(chǎn)品和改造老產(chǎn)品。最終目的是為市場提供優(yōu)質(zhì)高效、價廉物美的

4、機械產(chǎn)品，以取得較好的經(jīng)濟效益。2. 設(shè)計類型：（1） 全創(chuàng)新設(shè)計（2） 適應(yīng)性設(shè)計（3） 變異性設(shè)計二、機械系統(tǒng)設(shè)計的基本原則及要求1. 設(shè)計的基本原則和法規(guī)：（1） 需求原則（2） 信息原則（3） 系統(tǒng)原則（4） 優(yōu)化、效益原則2. 設(shè)計要求：（1） 功能要求（2） 適應(yīng)性要求（3） 可靠性要求（4） 生產(chǎn)能力要求（5） 使用經(jīng)濟性要求（6） 成本要求 三、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)生過程 P10圖1.12 產(chǎn)品策化 產(chǎn)品設(shè)計 產(chǎn)品生產(chǎn) 產(chǎn)品銷售 產(chǎn)品運轉(zhuǎn) 產(chǎn)品報廢回收1.3機械系統(tǒng)設(shè)計方法及機械設(shè)計學(xué)發(fā)展簡介一、機械系統(tǒng)的設(shè)計方法1. 傳統(tǒng)設(shè)計方法靜態(tài)的半理論半經(jīng)驗的設(shè)計方法2. 現(xiàn)代設(shè)計方法是一種廣

5、義的設(shè)計和分析科學(xué)方法學(xué)的簡稱，其實質(zhì)是科學(xué)方法論在設(shè)計中的應(yīng)用。（1） 現(xiàn)代設(shè)計方法的特征1） 時域特征2） 哲理特征3） 質(zhì)量特征4） 目標(biāo)與手段特征（2） 現(xiàn)代設(shè)計方法的主要內(nèi)容信息方法、系統(tǒng)論方法、控制論方法、優(yōu)化方法、對應(yīng)論方法、智能論方法、壽命論方法、離散論方法、模糊論方法、突變論方法、藝術(shù)論方法等。3. 現(xiàn)代設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計方法的比較二、機械設(shè)計發(fā)展簡史1. 直覺設(shè)計階段2. 經(jīng)驗類比設(shè)計階段3. 傳統(tǒng)設(shè)計階段（定性設(shè)計階段）4. 現(xiàn)代設(shè)計階段（計算機輔助設(shè)計階段）P14圖1.13三、發(fā)展方向及前沿技術(shù)1. 計算機輔助設(shè)計2. 并行工程設(shè)計3. 虛擬設(shè)計4. 動態(tài)設(shè)計5. 快速

6、設(shè)計6. 設(shè)計自動化技術(shù)7. 工業(yè)設(shè)計作業(yè)題與思考題1. 什么是機械工程科學(xué)？它由那幾個部分組成？2. 機械的基本特征有哪些？3. 什么叫機械系統(tǒng)？它有哪些主要組成部分？4. 什么是系統(tǒng)？它有哪些特征？5. 機械系統(tǒng)有哪些種設(shè)計類型？6. 機械系統(tǒng)設(shè)計有哪些基本設(shè)計原則和法規(guī)？7. 機械系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)滿足哪些設(shè)計要求？8. 機械系統(tǒng)設(shè)計中傳統(tǒng)設(shè)計方法與現(xiàn)代設(shè)計方法有哪些區(qū)別？9. 機械設(shè)計可以分為哪幾個發(fā)展階段？第二章 機械系統(tǒng)總體設(shè)計重點：功能原理設(shè)計的基本概念，主要設(shè)計參數(shù)及其確定方法。難點：各主要設(shè)計參數(shù)的特點及所適用場合。講授提示與方法：強調(diào)總體設(shè)計在機電產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用中的重要性，強化機械系

7、統(tǒng)的設(shè)計方法和步驟；充分利用多媒體課件，多以實例說明解釋各概念和各項設(shè)計參數(shù)。總體設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵，對產(chǎn)品的技術(shù)性能，經(jīng)濟指標(biāo)，外觀造型等具有決定性意義。內(nèi)容包括：功能原理設(shè)計、總體布局、主要技術(shù)參數(shù)、技術(shù)經(jīng)濟分析。2.1機械系統(tǒng)的功能原理設(shè)計一、功能的定義及其分類1. 功能：是系統(tǒng)必須實現(xiàn)的任務(wù)，或者說是系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)化能量、運動或其它物理量的特性?；蚍Q：指輸入、輸出量之間的因果關(guān)系。2. 功能的分類： 基本功能必要功能功能 附加功能非必要功能二、功能原理設(shè)計及其特點1. 功能原理設(shè)計：是針對所設(shè)計產(chǎn)品的主要功能提出一些原理性的構(gòu)思。【例2.1】剪草機 P17圖2.1【例2.2】平板玻璃制造

8、 P17圖2.22. 功能原理方案設(shè)計的任務(wù)：針對某一確定的功能要求，去尋求一些物理效應(yīng)并借助某些作用原理來求得一些實現(xiàn)該目標(biāo)的解法原理。3. 主要工作內(nèi)容：構(gòu)思能實現(xiàn)功能目標(biāo)的新的解法原理。盡可能多地提出創(chuàng)新構(gòu)思。比較后擇優(yōu)。4. 工作步驟：P18圖2.3分析 綜合 評價決策5. 功能原理設(shè)計具有如下特點：（1） 功能原理設(shè)計是用一種新的物理效應(yīng)來代替舊的物理效應(yīng)，使所設(shè)計系統(tǒng)的工作原理發(fā)生根本變化。（2） 功能原理設(shè)計中往往要引入某種新技術(shù)、新材料、新工藝，但首先要求設(shè)計人員有一種新想法、新構(gòu)思。（3） 功能原理設(shè)計的系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)的變化。三、功能原理設(shè)計的設(shè)計方法“黑箱法”“黑箱法”是根據(jù)系

9、統(tǒng)的輸入、輸出關(guān)系來研究實現(xiàn)系統(tǒng)功能目標(biāo)的一種方法，即根據(jù)系統(tǒng)的某種輸入及要求獲得某種輸出的功能要求，從中尋找出某種物理效應(yīng)或原理來實現(xiàn)輸入輸出之間的轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的解決辦法，從而推求出“黑箱”的功能結(jié)構(gòu)，使“黑箱”逐漸變成“灰箱”、“白箱”的一種方法。1. “黑箱法”原理：P19圖2.6用“黑箱法”與輸入量、輸出量及周圍環(huán)境的信息聯(lián)系。了解系統(tǒng)（產(chǎn)品）的功能、特性，進一步探索系統(tǒng)的機理與功能。 2. 注意的問題：（1） 突出必要功能和基本功能。（摒棄附加功能和非必要功能）。（2） 輸入、輸出量的內(nèi)容：1） 物料流：材料、毛坯、半成品、成品、液體、氣體等。2） 能量流：電能、光能、機械能、熱能

10、等。3） 信息流：數(shù)據(jù)、測量值、控制信號、波形等。（3） 擺脫具體的設(shè)計對象。（按系統(tǒng)功能和三大流的描述來簡化問題）【例圖】自行車功能原理系統(tǒng)圖 P18圖2.4【例圖】車床“黑箱”示意圖 P19圖2.5四、功能元、功能結(jié)構(gòu)1. 功能元：只能直接從技術(shù)效應(yīng)（物理效應(yīng)、數(shù)學(xué)效應(yīng)等）及邏輯關(guān)系中找到可以滿足功能要求的最小單位?？偣δ?分功能 基本功能單元（功能元）（1） 物理功能元：輸入、輸出量（能量、物料、信號流）的基本物理動作。P20表2.1（2） 數(shù)學(xué)功能元：機械傳動中的數(shù)學(xué)關(guān)系。P21表2.2（3） 邏輯功能元：主要用信息和控制系統(tǒng)中。P21表2.32. 功能結(jié)構(gòu)：P22圖2.7功能的分解和

11、組合關(guān)系稱為功能結(jié)構(gòu)。（1） 功能結(jié)構(gòu)示意圖：（2） 以功能元為基礎(chǔ)，組合成功能結(jié)構(gòu)的方式有三種基本類型：串聯(lián)結(jié)構(gòu)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)（又稱環(huán)狀結(jié)構(gòu)）。P22圖2.8（3） 功能結(jié)構(gòu)圖的繪制步驟：P23圖2.10注意問題：需逐漸完善系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，不是一次完成，要隨設(shè)計不斷修改?！纠?.3】材料拉伸試驗機的功能結(jié)構(gòu)圖 P23圖2.9五、功能元（分功能）求解 功能元是功能結(jié)構(gòu)圖中最基本的單位，每個功能元都要找出相應(yīng)的技術(shù)、物理效應(yīng)來實現(xiàn)。功能元的求解方法：1. 參考有關(guān)資料、專刊或產(chǎn)品求解法（利用所學(xué)知識類比）；2. 利用各種創(chuàng)造性方法以開闊思想去探討求解法（新構(gòu)思）；3. 利用設(shè)計目錄求解法（把

12、各種機構(gòu)綜合成表）P2425圖2.11、12、13【例2.4】設(shè)計手動訂書打孔機設(shè)計要求：手柄旋轉(zhuǎn)、打孔針直線往復(fù)運動、桿件數(shù)目為4個、省力。求解步驟：第一步：確定總功能第二步：總功能分解第三步：查目錄求解 P25圖2.13第四步：增力機構(gòu) P25圖2.12第五步：繪制原理方案圖 P26圖2.14六、系統(tǒng)（產(chǎn)品）原理方案的綜合各功能元的局部解合理地組合，就可以得到一個系統(tǒng)的多個原理解。組合的方法可以用形態(tài)矩陣法（模幅箱法利用形態(tài)方法建立）。1. 形態(tài)矩陣法（模幅箱法）：把每個（系統(tǒng)的）功能元和所對應(yīng)的各解分別作為縱、橫坐標(biāo)，列出“功能求解矩陣”，然后從每個功能元中取一個對應(yīng)解進行組合，以構(gòu)成系

13、統(tǒng)解的方法?！纠?.5】試設(shè)計露天礦開采挖掘機的原理方案求解步驟：第一步：總功能轉(zhuǎn)換關(guān)系“黑箱法” P26圖2.15第二步：總功能分解（1） 分解依據(jù) P27圖2.16（2） 總功能分解 P27圖2.17第三步：建立功能結(jié)構(gòu)圖 P28圖2.18（1） 輸入、輸出關(guān)系（2） 建立一級功能結(jié)構(gòu)圖（3） 建立二級功能結(jié)構(gòu)圖第四步：尋找原理解和原理解組合 P28表2.4組合方案數(shù)=10368方案1為履帶式正鏟機械挖掘機(A1+B1+C2+D2+E1+F1+G2+H2+I1)方案2為輪胎式正鏟液壓挖掘機(A3+B1+C1+D2+E1+F2+G3+H1+I2)根據(jù)設(shè)計對功率的要求可知，在能量傳遞與分配過程

14、中，采用鏈傳動和皮帶傳動是不相容的，應(yīng)去掉。故組合方案數(shù)=5184。在眾多的方案中，進行定性篩選，然后進行詳細(xì)評價，最后決策最佳方案。2. 相容性：兩種功能或結(jié)構(gòu)比較后的可行性分析結(jié)果。（1） 相容性矩陣 P29表2.5（2） 選擇表 P30表2.6、2.7七、功能原理設(shè)計舉例【例2.6】瓶蓋整列裝置的原理方案設(shè)計設(shè)計要求：把一堆不規(guī)則放置的瓶蓋整列成口朝上的位置逐個輸出。瓶蓋的形狀和尺寸見圖2.19。瓶蓋質(zhì)量為m=10g；整列速度100個/分鐘；能量為220V交流和高壓氣（壓力0.6Mpa）；其余功能要求見表2.8。求解步驟：第一步：明確任務(wù)要求第二步：功能分析（1） 總功能 P32圖一（2

15、） 總功能分解 P32圖二第三步：功能元求解 P32表2.9第四步：功能元組合 P33圖2.20 解的方案數(shù)：N=8×6×6×3×7=6048種第五步：評價與決策 P33表2.102.2結(jié)構(gòu)總體設(shè)計一、結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的任務(wù)和原則1. 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的任務(wù)及重要性（1） 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的任務(wù)：是將原理方案設(shè)計結(jié)構(gòu)化，即繪制結(jié)構(gòu)總圖。（2） 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的重要性：滿足功能要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低產(chǎn)品成本等。工作包括兩個方面，即“質(zhì)”的設(shè)計和“量”的設(shè)計。所謂“質(zhì)”的設(shè)計是指“定形”設(shè)計，有系統(tǒng)的定形和零部件的定形。這部分工作對產(chǎn)品的質(zhì)量有決定性意義?！傲俊?/p>

16、的設(shè)計則指選擇材料、確定尺寸和零部件進一步詳細(xì)設(shè)計等。2. 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計原則（1） 明確原則：包括功能明確、工作情況明確和結(jié)構(gòu)的工作原理明確。（2） 簡單原則：在滿足使用要求（總功能）的前提下，盡量使整機，部件和零件的結(jié)構(gòu)簡單，且數(shù)目少。同時具有簡化、簡便、簡明、簡易、減少等多重含義。（3） 安全可靠原則：包括構(gòu)件的可靠性、功能的可靠性、工作安全性和環(huán)境安全性。二、結(jié)構(gòu)總體設(shè)計步驟P35圖2.221. 初步設(shè)計：（1） 設(shè)計要求（2） 主要功能載體的初步設(shè)計主要功能載體：完成主要功能的構(gòu)件。（3） 按比例繪制主要結(jié)構(gòu)草圖（4） 檢查主、輔功能載體結(jié)構(gòu)（5） 設(shè)計結(jié)果初評及選擇2. 詳細(xì)設(shè)計：（

17、1） 各功能載體的詳細(xì)設(shè)計（2） 補充、完善結(jié)構(gòu)總體設(shè)計草圖（3） 對完善的結(jié)構(gòu)總體草圖進行審核（4） 進行技術(shù)、經(jīng)濟評價3. 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的完善和審核：主要對關(guān)鍵問題和薄弱環(huán)節(jié)進行技術(shù)經(jīng)濟分析（是否達到目標(biāo)）。方法：優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、專家系統(tǒng)使用、經(jīng)濟性評價等。三、總體布置設(shè)計就是確定機械系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的相對位置關(guān)系及相對運動關(guān)系，使總系統(tǒng)具有一個協(xié)調(diào)完善的造型?？紤]問題：設(shè)計內(nèi)容、人機關(guān)系、對環(huán)境的適應(yīng)性、對外界環(huán)境的影響（性能、操作、觀察、調(diào)整、控制、防護等）。1. 總體布置設(shè)計的基本要求：（1） 功能合理（2） 結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、比例協(xié)調(diào)（3） 充分考慮產(chǎn)品的系列化及發(fā)展2.

18、 機械系統(tǒng)總體布置的基本類型：（1） 按工作機構(gòu)的空間幾何位置可分為：1） 平面式2） 空間式（2） 按執(zhí)行機構(gòu)的布置方向可分為：1） 平式2） 直立式3） 傾斜式4） 圓弧式（3） 按原動機與機架的相對位置可分為：1） 前置式2） 中置式3） 后置式（4） 按工作機構(gòu)的運動關(guān)系可分為：1） 轉(zhuǎn)式2） 直線式3） 振動式（5） 按機架（或機殼）的形式可分為：1） 整體式2） 剖分式3） 組合式4） 單柱式（開式）5） 龍門式（閉式）6） 懸臂式 P37圖2.23四、總體（主要）參數(shù)的確定總體參數(shù)是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計和零部件設(shè)計的依據(jù)。1. 性能參數(shù)（生產(chǎn)能力）：機械系統(tǒng)的理論生產(chǎn)能力是指設(shè)計生產(chǎn)能力

19、在單位時間內(nèi)完成的產(chǎn)品數(shù)量，亦可以稱之為機械系統(tǒng)的生產(chǎn)率。設(shè)加工一個工件或裝備一個組件所需的循環(huán)時間為式中：T機械系統(tǒng)的一個工作循環(huán)時間或稱工作周期時間，常用單位有小時、分鐘等；工作時間；輔助工作時間。則機械系統(tǒng)的生產(chǎn)率Q為生產(chǎn)率Q的單位由工件的計量和計時單位而定，常用的單位有件/小時、米/分鐘、米/分鐘、米/小時、千克/分鐘等。2. 尺寸參數(shù)：尺寸參數(shù)主要是指影響機械性能和工作范圍的主要結(jié)構(gòu)尺寸和作業(yè)位置尺寸。如：外形尺寸、主要部件尺寸、工作行程、加工范圍等?！纠?.10】確定顎式破碎機鉗角 P41圖2.293. 運動參數(shù)：（1） 最高、最低轉(zhuǎn)速：1） 最高轉(zhuǎn)速：2） 最低轉(zhuǎn)速：3） 變速范

20、圍：【例2.11】P42表2.11（2） 轉(zhuǎn)速數(shù)列：，（按等比數(shù)列分級）1） 轉(zhuǎn)速級數(shù)Z2） 公比值:則變速范圍： 3） 轉(zhuǎn)速損失率： a. 相對轉(zhuǎn)速損失率：b. 最大相對轉(zhuǎn)速損失率：【例2.12】（3） 標(biāo)準(zhǔn)公比和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列：轉(zhuǎn)速是由小到大遞增的，所以應(yīng)大于1，并規(guī)定最大相對轉(zhuǎn)速損失率不超過50%，則相應(yīng)公比不應(yīng)大于2，故1<2。1） 標(biāo)準(zhǔn)公比：1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和22） 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列：P45表2.12（4） 公比的選用：從使用性能方面考慮，公比最好選得小一些，以便減少相對轉(zhuǎn)速損失。但公比越小，級數(shù)就越多，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜。1） 對于一般生產(chǎn)率要求較

21、高的普通設(shè)備，減少相對轉(zhuǎn)速損失率是主要的，所以公比取得較小，如=1.26或=1.41等。2） 有些小型機械系統(tǒng)希望簡化機構(gòu)，此時公比可取得大些，如=1.58或=2等。3） 對于自動機床，減少相對轉(zhuǎn)速損失率的要求更高，常取=1.12或=1.26?！纠啃涂纵喪脚欧N器P45圖2.304. 動力參數(shù)動力參數(shù)是指電動機的額定功率、液壓缸的牽引力、液壓馬達、氣動馬達、伺服電動機或步進電動機的額定轉(zhuǎn)矩等。P46圖2.32（1） 動力參數(shù)確定得過大導(dǎo)致機器笨重、浪費能源和材料（2） 動力參數(shù)確定得過小則不能滿足使用要求學(xué)生自學(xué)：P4652 電機學(xué)中的內(nèi)容五、結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的基本原理1. 任務(wù)分配原理：（1）

22、一個載體完成一個功能（2） 一個載體承擔(dān)多個功能（3） 多個載體共同承擔(dān)一個功能2. 穩(wěn)定性原理：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指當(dāng)出現(xiàn)干擾使系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生改變恢復(fù)穩(wěn)定的效應(yīng)。P53圖2.34、圖2.353. 合理力流原理：（1） 力傳遞特點：力流不會中斷，力線不會消失，從一處傳入從另一處傳出。（2） 內(nèi)力與外力 P53圖2.36、圖2.37（3） 按力的情況合理選擇結(jié)構(gòu) P53圖2.37、P54圖2.38、圖2.39（4） 避免應(yīng)力集中 P55圖2.404. 自補償原理：通過選擇系統(tǒng)零部件及其在系統(tǒng)中配置來自行實現(xiàn)加強功能的相互支承的作用，稱為自補償。（1） 自增強 P55圖2.41（2） 自平衡 P55

23、圖2.42（3） 自保護5. 變形協(xié)調(diào)原理：使兩零件的連接處在外載荷作用下所產(chǎn)生的變形方向（從應(yīng)力分布圖來看）相同，且使其相對變形量盡可能小。P56圖2.436. 力平衡原理：力平衡的目的就是通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施，使這些無用的力在其產(chǎn)生處就部分或全部平衡掉，以減輕或消除不良影響。如人字齒輪的使用。7. 等強度原理：對于同一個零件來說，各處應(yīng)力相等，各處壽命相同，稱為等強度原理。按等強度原理設(shè)計的結(jié)構(gòu)，材料可以得到充分利用，從而減輕了重量，降低了成本。P56圖2.44六、軟固體物料自動包裝機設(shè)計舉例1. 原始資料：（1） 產(chǎn)品本機的包裝對象是圓臺形柱狀軟固體物料，見圖2.45。（2） 包裝材料采用

24、厚度為0.008mm的金色鋁箔卷筒紙。（3） 關(guān)于自動機包裝能力的要求根據(jù)給定生產(chǎn)定額每班產(chǎn)750，折算后自動包裝機正常生產(chǎn)率為120塊/分鐘。采用無級調(diào)速自動包裝機的生產(chǎn)率可調(diào)范圍是70130塊/分鐘。2. 包裝工藝的確定：（1） 整體錐形模腔：粘模、破紙（2） 彈性的鉗物料機械手夾子：工藝性好3. 包裝機總體設(shè)計：回轉(zhuǎn)式多工位自動機型送料 分料 頂料、接料 抄紙 轉(zhuǎn)位 開手、出料供紙 剪紙P57圖2.46、圖2.47P58圖2.48、圖2.494. 傳動系統(tǒng)設(shè)計 P59圖2.505. 工作循環(huán)圖 P59圖2.51作業(yè)題與思考題1. 什么是機械系統(tǒng)的功能？功能可分為哪幾類？2. 什么是功能原

25、理設(shè)計？包括有哪些重要設(shè)計步驟？3. “黑箱法”設(shè)計有什么優(yōu)點？4. 什么是功能元？機械設(shè)計中有哪些基本功能元？5. 什么是功能結(jié)構(gòu)？繪制功能結(jié)構(gòu)圖有何功用？6. 功能結(jié)構(gòu)（以功能元為基準(zhǔn)，組合成的）有哪幾種基本類型？7. 什么是功能元（分功能）的求解？8. 什么是原理解的相容性？相容性的求解方法有哪幾種？相容性可分成哪幾種情況？9. 為什么要進行結(jié)構(gòu)總體設(shè)計？它有哪些設(shè)計原則？10. 總體布置設(shè)計有哪些基本要求？常用的有哪幾種分類形式？11. 總體（主要）參數(shù)包括有哪幾類？（及基本概念） T、Q、n（、）、Z、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列12. 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計有哪幾種基本原理？它們各是什么內(nèi)容？13. 什么是任務(wù)

26、分配原理？它有哪幾種情況？各有何優(yōu)缺點？14. 什么是自補償原理？它有哪幾種情況？15. 有一搖臂鉆床，最大鉆孔直徑40mm，=50m/min，=4m/min，求：、Z及列出各級轉(zhuǎn)速。16. 某機械設(shè)備，=45r/min，=1.41， Z=12，求：，及列出它的轉(zhuǎn)速數(shù)列。第三章 傳動系統(tǒng)設(shè)計重點：轉(zhuǎn)速圖的定義，轉(zhuǎn)速圖擬定方法和原則，擴大變速范圍方法，齒輪齒數(shù)的確定，功率扭矩特性，傳動件的計算轉(zhuǎn)速，無級變速傳動系統(tǒng)設(shè)計。難點：擬定轉(zhuǎn)速圖的方法和步驟，設(shè)備的功率扭矩特性和傳動件計算轉(zhuǎn)速的求解方法，無級變速傳動系統(tǒng)設(shè)計特點。講授提示與方法：引入實例講解轉(zhuǎn)速圖所表示內(nèi)容和含義，根據(jù)轉(zhuǎn)速圖擬定原則“口訣

27、”結(jié)合實例講授轉(zhuǎn)速圖的擬定方法和步驟，注重講解傳動齒輪齒數(shù)配齒表的使用特點，比較設(shè)備功率扭矩特性特點和調(diào)速電動機功率扭矩特性關(guān)系講解無級變速傳動系統(tǒng)的設(shè)計方法和特點；講授中充分利用多媒體課件。傳動鏈：動源+傳動件+執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)+傳動件+執(zhí)行系統(tǒng)1. 外聯(lián)傳動鏈：傳動鏈兩端件之間無嚴(yán)格的傳動比要求的傳動鏈。主要保證：運動和動力的傳遞。2. 內(nèi)聯(lián)傳動鏈：傳動鏈兩端件之間有嚴(yán)格的傳動比要求的傳動鏈。主要保證：傳動的準(zhǔn)確性。3.1傳動系統(tǒng)的類型和組成一、傳動系統(tǒng)的類型及其應(yīng)用1. 按動源分：（1） 電動機（2） 液壓驅(qū)動（3） 氣動驅(qū)動（4） 內(nèi)燃機驅(qū)動2. 按執(zhí)行件的被驅(qū)動數(shù)目分：（1） 獨立驅(qū)

28、動（2） 集中驅(qū)動（3） 聯(lián)合驅(qū)動3. 按傳動裝置的類型分：（1） 機械式（2） 液壓式（3） 氣動式（4） 電氣式（5） 組合式4. 按變速的形式分：（1） 無級變速（2） 有級變速（3） 定比傳動（一） 無級變速和有級變速傳動系統(tǒng)1. 無級變速傳動系統(tǒng)是指執(zhí)行件的轉(zhuǎn)速（或速度）能在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的傳動系統(tǒng)。特點：（1） 可以獲得執(zhí)行機構(gòu)所需的任何速度（2） 可在運動中變速，便于實現(xiàn)自動化（3） 結(jié)構(gòu)上比較復(fù)雜（工藝性差，成本高） 種類：（1） 機械無級變速主要依靠摩擦力來傳遞運動和動力。類型：鋼球式，寬帶式，錐碗式等。特點：結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，噪聲小，使用維修方便，效率高。存在轉(zhuǎn)速損失

29、（磨擦中的彈性滑動），調(diào)速精度低，力值小。（2） 液壓無級變速利用油液為介質(zhì)，改變供油量來無級調(diào)速。特點：傳動平穩(wěn)載荷大，換向平穩(wěn)。（3） 電氣無級變速是通過變換電動機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)調(diào)速。包括：直流并激電動機，交流變頻電動機，直流伺服電動機，步進電機等。特點：機械結(jié)構(gòu)簡單，但電氣控制部分成本高（尤其是大功率下）。2. 有級變速傳動系統(tǒng)是指執(zhí)行件的轉(zhuǎn)速（或速度）在一定范圍內(nèi)有級變化的傳動系統(tǒng)。特點：功率大，變速范圍寬，傳動比準(zhǔn)確，工作可靠，轉(zhuǎn)速損失較大。結(jié)構(gòu)類型：滑移齒輪，交換齒輪（掛輪），交換皮帶輪等。P127圖4.13. 固定傳動比的傳動系統(tǒng)是指執(zhí)行件僅能獲得某一固定轉(zhuǎn)速（或速度）的傳動系統(tǒng)。

30、P128圖4.2（二） 獨立和聯(lián)合驅(qū)動傳動系統(tǒng)1. 獨立驅(qū)動傳動系統(tǒng)是指各執(zhí)行件分別由獨立動力源驅(qū)動的傳動系統(tǒng)。特點：傳動簡單，易于設(shè)計，可減少各傳動鏈間的振動影響。適用場合：較大載荷，較高精度，執(zhí)行件距離遠。（1） 機械系統(tǒng)只有一個執(zhí)行件 P128圖4.3（2） 機械系統(tǒng)有多個運動不相關(guān)的執(zhí)行件 P128圖4.4（3） 數(shù)控機械系統(tǒng) P129圖4.52. 集中驅(qū)動傳動系統(tǒng)是指多個執(zhí)行件由一個動源驅(qū)動的傳動系統(tǒng)。特點：動源少，便于傳動件之間的聯(lián)系，傳動系統(tǒng)集中。適用場合：（1） 執(zhí)行件間有嚴(yán)格傳動比要求內(nèi)聯(lián)傳動鏈 P130圖4.7（2） 各執(zhí)行件間運動有順序或協(xié)調(diào)的要求自動設(shè)備 P131圖4.

31、8（3） 各執(zhí)行件的運動相互獨立3. 聯(lián)合驅(qū)動傳動系統(tǒng)兩個（多個）動源經(jīng)各自的傳動鏈聯(lián)合驅(qū)動一個執(zhí)行件。適用場合：低速，重載，大功率，執(zhí)行件少且慣性大。二、傳動系統(tǒng)的組成變速裝置，定比傳動機構(gòu)，開停、換向和制動機構(gòu)，運動轉(zhuǎn)換和安全保護裝置。（一） 變速裝置改變動力源的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。1. 交換齒輪變速 P130圖4.7特點：結(jié)構(gòu)簡單（無操縱機構(gòu)），軸向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，交換（變速）不方便，剛度低，潤滑差（懸臂安裝）。場合：不經(jīng)常變速的情況2. 滑移齒輪變速 P127圖4.1特點：變速方便，但不能在運動中變速，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。場合：經(jīng)常變速的情況。3. 離合器變速 P132圖4.10特點：接合平穩(wěn)，

32、可在運動中變速，傳遞大轉(zhuǎn)矩，（用斜齒，人字齒輪），結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜。場合：大轉(zhuǎn)矩，運動中變速。注意問題：減小離合器尺寸，避免出現(xiàn)超速現(xiàn)象。4. 上述變速方式的組合 P130圖4.75. 嚙合器變速（1） 普通嚙合器：無同步過程（2） 同步嚙合器：P133圖4.11 特點：運動中的大載荷變速。（二） 起停和換向裝置 基本要求：省力（操作），安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，能傳遞足夠的動力。1. 機械系統(tǒng)的工況（1） 不需要換向且起動不頻繁如：自動電阻裝帽機 P131圖4.8（2） 需要換向但起動不頻繁如：龍門起重機 P128圖4.2（3） 需要換向且起動頻繁如：普通車床2. 動力源的類型（1） 電動機：允許在

33、負(fù)載下起動，可以正反轉(zhuǎn)，但起動電流大，反接制動。特點：結(jié)構(gòu)簡單，操縱方便。（2） 內(nèi)燃機：不充許在負(fù)載下起動，不能制動和換向。特點：功率大，不需要電源。3. 起停和換向裝置的結(jié)構(gòu)（1） 齒輪：P134圖4.12摩擦離合器P134圖4.13鋼球摩擦離合器（2） 齒輪換向機構(gòu)：P35圖4.14（三） 制動裝置作用：使執(zhí)行機構(gòu)的運動能夠迅速停止。基本要求：工作可靠，操縱方便，制動迅速平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，磨損小，散熱好。場合：頻繁起動和換向，慣性大的機件，安全性要求高的設(shè)備。P136圖4.16（四） 安全保護裝置作用：防止過載而損壞傳動機構(gòu)（件）注意：摩擦副過載“打滑”，有保護功能。1. 銷釘安全

34、聯(lián)軸器 P137圖4.172. 鋼珠安全離合器 P137圖4.183. 摩擦安全離合器 P135圖4.13、P135圖4.193.2傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計一、有級變速傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計1. 轉(zhuǎn)速圖（1） 轉(zhuǎn)速圖 P140圖4.21可以表達主軸每一級轉(zhuǎn)速是通過哪些傳動副得到的，這些傳動副之間的關(guān)系如何，各傳動軸的轉(zhuǎn)速等等。1） 軸線：是用來表示軸的一組間距相等的豎線。2） 轉(zhuǎn)速線：是一組間距相等的水平線，用它來表示轉(zhuǎn)速的對數(shù)坐標(biāo)。3） 轉(zhuǎn)速點：是指在軸線上畫的圓點，用它來表示該軸所具有的轉(zhuǎn)速值。4） 傳動線：是指軸線間轉(zhuǎn)速點的連線，它表示相應(yīng)傳動副及其傳動比值。 （2） 轉(zhuǎn)速圖分析 P140圖4.2

35、1、P138圖4.201） 從轉(zhuǎn)速圖中可以看出主軸各轉(zhuǎn)速下的傳動路線。2） 從轉(zhuǎn)速圖中可以看出每個傳動組數(shù)，及每個傳動組中的傳動副數(shù)、級數(shù)。3） 傳動組的級比和級比指數(shù)：級比：一個傳動組（變速組）內(nèi)相鄰傳動副傳動比的比值，用表示。級比指數(shù)：級比的指數(shù)稱為級比指數(shù)，或傳動特性指數(shù)。4） 基本組和擴大組：基本組：傳動組的級比指數(shù)為1的傳動組。a. 傳動組i. 級比指數(shù)：ii. 傳動副數(shù)：擴大組：在基本組已經(jīng)起作用的基礎(chǔ)上，起到了再將轉(zhuǎn)速級數(shù)增加的作用的變速組稱為擴大組。同理第一次起擴大作用的稱為第一擴大組，第二次起擴大作用的稱為第二擴大組，依此類推第i次起擴大作用的變速組稱為第i個擴大組。b. 傳

36、動組i. 級比指數(shù)：ii. 傳動副數(shù)：c. 傳動組i. 級比指數(shù)：ii. 傳動副數(shù)：（3） 變速組的變速范圍1） 變速組的變速范圍：變速組內(nèi)最大傳動比與最小傳動比之比，稱為變速組的變速范圍r即 2） 任一變速組的變速范圍 ：基本組的變速范圍：第一擴大組的變速范圍：第二擴大組的變速范圍：3） 變速范圍關(guān)系：二、結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)1. 結(jié)構(gòu)網(wǎng)：表示傳動比的相對關(guān)系，而不表示傳速值的線圖。 P143圖4.222. 結(jié)構(gòu)式：3. 綜合分析：（1） 可以看出傳動鏈的組成和傳動順序；（2） 可以看出各傳動組的級比指數(shù)；（3） 可以看出擴大順序。三、轉(zhuǎn)速圖的擬定已知條件：設(shè)備類型、級數(shù)、公比、各級轉(zhuǎn)速和電機轉(zhuǎn)速

37、。設(shè)計步驟：1. 確定傳動組數(shù)、各傳動組的傳動副數(shù)2. 擬定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式3. 擬定轉(zhuǎn)速圖【例4.1】P143解：1. 確定轉(zhuǎn)速數(shù)列查表P45表2.12查得：31.5、45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400r/min2. 確定傳動組和傳動副數(shù)方案：（1）12=3×4（2）12=4×3（3）12=3×2×2（4）12=2×3×2（5）12=2×2×3原則一：“前多后少”，傳動副多的傳動組放置在前面，即在盡可能的高速位置，可使結(jié)構(gòu)緊湊。3. 寫結(jié)構(gòu)式或畫結(jié)構(gòu)網(wǎng)（1） 結(jié)構(gòu)網(wǎng)

38、和結(jié)構(gòu)式 P144圖4.23原則二：“升2降4”1） 主運動鏈：最小傳動比：最大傳動比：斜齒輪：變速范圍：2） 進給傳動鏈：檢查方法：檢查最后一個擴大組（因為其它的傳動組的變速范圍較?。！静榭础縋144圖4.23（1） 方案：a、b、c、d，可以選用（2） 方案：e、f，不可用原則三：“前密后疏”即：基本組和擴大組的排列順序：應(yīng)盡可能使擴大順序與傳動順序一致，使結(jié)構(gòu)緊湊?！静榭础縋144圖4.23 選定：4. 擬定轉(zhuǎn)速圖（1） 動機轉(zhuǎn)速：（2） 中間傳動軸轉(zhuǎn)速：原則四：“早升晚降” P146圖4.24.圖4.25即：前級傳動組盡可能設(shè)計在較高速位置，而較低的輸出轉(zhuǎn)速應(yīng)設(shè)計在后級傳動組實現(xiàn)，從

39、而使得結(jié)構(gòu)緊湊。原則四的變化：“早降晚升” P147圖4.26圖4.27即：為使得噪聲小，傳動振動小，中間軸轉(zhuǎn)速應(yīng)取得低些，但結(jié)構(gòu)尺寸會有所增大。四、分級變速的幾種特殊情況1. 具有交換齒輪的傳動鏈（1） 交換齒輪的傳動比：設(shè)計成對稱分布（2） 優(yōu)點：減少交換齒輪的數(shù)目（3） 缺點：升速傳動比高（且在高速下），噪聲高，振動大。2. 具有多速異步電動機的傳動鏈（1） 750/1500r/min（8/4級） 1500/3000r/min（4/2級） （2） 1000/1500r/min（6/4級） （在設(shè)計中一般不用）（3） 750/1500/3000r/min（8/4/2級） 分析：情況（1）：

40、 ： 情況（2）： ： 注意：（1） 公比應(yīng)為的整數(shù)方根（2） 把第一擴大組提到基本組之前優(yōu)點：減少傳動組數(shù)，簡化傳動機構(gòu)缺點：（1） 高速下功率不能完全輸出 如：750/1500r/min，7.5/10kW（2） 擴大組在前，不適合“前密后疏”的原則3. 具有公用齒輪的傳動鏈公用齒輪：既是前一傳動組的被動齒輪，又是后一傳動組的主動輪優(yōu)點：減少齒輪數(shù)目，減少軸向尺寸缺點：設(shè)計中不易實現(xiàn)，徑向尺寸可能增大4. 具有雙公比（混合公比）的傳動鏈如： 兩端的公比值大，相對速度損失率比較大，不常用優(yōu)點：可減少轉(zhuǎn)速級數(shù)，簡化結(jié)構(gòu)注意問題：（1） 基本組的級指數(shù)x應(yīng)為奇數(shù)，否則會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速重復(fù)（2） Z=8為

41、實際級數(shù)Z=10為理論計算級數(shù)，5. 某些結(jié)構(gòu)上的原因引起轉(zhuǎn)速圖的變化摩擦片離合器如：CA6140（1）結(jié)構(gòu)式：，（2）電機：先降后升注意：（1）軸向尺寸（2）摩擦片轉(zhuǎn)速（3）摩擦片徑向尺寸大（齒輪大）五、擴大變速系統(tǒng)調(diào)速范圍的辦法如果最后一個擴大組由二個傳動副組成，則： （1），Z=12級 （2），Z=18級 例如：普通車床，某些新型設(shè)備，擴大變速范圍的方法有以下幾種：1. 轉(zhuǎn)速重合即：增加一個傳動組：級，重復(fù)中間9級轉(zhuǎn)速缺點：會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速重復(fù)2. 背輪機構(gòu)（回曲機構(gòu)） P148圖4.28極限傳動比：注意問題：（1） 合上離合器：應(yīng)使背輪機構(gòu)脫離傳動，防止背輪轉(zhuǎn)速升高，導(dǎo)致振動和噪聲增大，發(fā)熱

42、。（2） 如果主軸箱與變速箱間用皮帶傳動，應(yīng)盡可能提高皮帶所傳遞的最低轉(zhuǎn)速，防止尺寸過大。3. 采用分支傳動 可以看作是“并聯(lián)”優(yōu)點：高速下，短傳動鏈具有機械效率高，振動小，精度高。4. 采用混合公比擴大范圍小六、齒輪齒數(shù)的確定：1. 確定齒輪齒數(shù)要注意的問題：（1） 轉(zhuǎn)速誤差：式中：n實際輸出轉(zhuǎn)速 n標(biāo)準(zhǔn)（理論）轉(zhuǎn)速（2） 齒數(shù)和Sz不宜過大：Sz100-1201） 防止尺寸過大2） 降低齒面線速度（3） 齒數(shù)和Sz不宜過?。?） 根切的問題 Zmin18-202） 保證輪鼓強度 a2m P149圖4.30（4） 三聯(lián)滑移齒輪的滑移干涉 P149圖4.312. 齒輪齒數(shù)的確定（1） 相同模數(shù)

43、傳動組 查表P150表4.1（2） 不同模數(shù)傳動組七、齒輪的布置與排列1. 基本要求（1） 滑移省力盡可能使小齒輪塊滑動。（2） 防止滑移干涉必須使嚙合齒輪完全脫離嚙合后，另一個齒輪進入嚙合。P154圖4.33 1） 雙聯(lián)滑移齒輪塊 P154圖4.34（左圖）2） 三聯(lián)滑移齒輪塊 P154圖4.35（上排左圖）（3） 變速操縱方便1） 盡量靠近“前”箱面（操作位置）2） 兩相鄰變速組的滑移齒輪放在同一根軸上2. 一個傳動組內(nèi)齒輪的排列（1） 雙聯(lián)滑移齒輪塊 P154圖4.34（2） 三聯(lián)滑移齒輪塊 P154圖4.353. 縮短軸向尺寸的方法（1） 采用窄式排列（2） 三聯(lián)齒輪塊“一分為二”（3

44、） 兩個傳動組統(tǒng)一安排 P154圖4.36八、計算轉(zhuǎn)速的確定1. 設(shè)備的功率和轉(zhuǎn)矩特性：（1） 功率扭矩特性曲線 P155圖4.38（2） 計算轉(zhuǎn)速：傳遞最大功率的最低轉(zhuǎn)速。2. 設(shè)備主軸的計算轉(zhuǎn)速值（1） 直線運動：（工作在恒功率段）。（2） 旋轉(zhuǎn)運動： P156表4.2【例4.3】 P157圖4.393. 注意的問題：若計算轉(zhuǎn)速（主軸）在二轉(zhuǎn)速之間（1） 安全角度考慮：取小值（2） 材料發(fā)展的角度：取大值4. 轉(zhuǎn)速圖的進一步分析（1） 旋轉(zhuǎn)運動主運動系統(tǒng)（2） 恒扭矩設(shè)備的計算轉(zhuǎn)速（3） 高傳動件計算轉(zhuǎn)速的方法九、無級變速傳動系統(tǒng)設(shè)計：1. 直流和交流調(diào)速電動機的功率扭矩特性 P158圖4

45、.40（1） 調(diào)速電動機的恒功率區(qū)間：1） 直流并激電動機：2） 交流調(diào)速電動機：式中：額定轉(zhuǎn)速（2） 注意的問題：1） 用于恒扭矩設(shè)備：恒扭矩段較寬，可以適用。2） 旋轉(zhuǎn)主運動傳動鏈：要擴大電動機的恒功率區(qū)間。2. 擴大恒功率區(qū)間方法：利用有級變速擴大恒功率區(qū)間。（1） 有級變速公比與電動機恒功率調(diào)速范圍相等可以有效利用電機功率?！纠?.4】P158 P159圖4.41欲設(shè)計一臺數(shù)控機床。主軸的最高轉(zhuǎn)速n主max=4000r/min，最低轉(zhuǎn)速為30r/min，計算轉(zhuǎn)速為nj=145r/min，最大切削功率為5.5kW。擬采用交流調(diào)頻主軸電動機，額定轉(zhuǎn)速nr=1500r/min，最高轉(zhuǎn)速nma

46、x=4500r/min，試擬定有級變速傳動系統(tǒng)并選擇電動機的功率和型號。解：主軸要求的恒功率調(diào)速范圍為電動機的恒功率調(diào)速范圍為令則： （級）電機功率：，選7.5kW。（2） 有級變速公比大于電機恒功率調(diào)速范圍電機功率增大（浪費），但可以簡化機械變速機構(gòu)?！纠?.5】P159 P160圖4.42欲設(shè)計一臺數(shù)控機床。主軸的最高轉(zhuǎn)速=4000r/min，最低轉(zhuǎn)速為30r/min，計算轉(zhuǎn)速為=145r/min，最大切削功率為5.5kW。擬采用交流調(diào)頻主軸電動機，額定轉(zhuǎn)速nr=1500r/min，最高轉(zhuǎn)速=4500r/min，為了簡化變速箱和操縱機構(gòu)，改串聯(lián)的滑移齒輪為雙聯(lián)，試設(shè)計其傳動系統(tǒng)，并選擇電動

47、機功率。解：主軸要求的恒功率調(diào)速范圍為電動機的恒功率調(diào)速范圍為因為：所以：最大輸出功率：P160圖4.421） 76/44：40001330r/min2） 30/90：773257r/min電機功率：，選15kW。（3） 有級變速公比小于電機恒功率調(diào)速范圍連續(xù)工作變速區(qū)間較寬，有利于設(shè)備工作，但機械變速裝置較復(fù)雜。【例4.6】P160圖4.43見【例4.5】，恒功率連續(xù)切削：解：主軸要求的恒功率調(diào)速范圍為電動機的恒功率調(diào)速范圍為因為：所以：最大輸出功率：1） 76/44：40001330r/min2） 54/66：1900630r/min3） 34/86：900300r/min4） 19/10

48、1：425145r/min（4） 注意問題：1） 變速箱有不同的公比，級數(shù)Z（通常為2、3、4級），功率形成系列化；2） 變速箱，操作機構(gòu)，潤滑系統(tǒng)已由專門廠家生產(chǎn)。3. 機械無級變速器（1） 機械無級變速器的類型（機械特性）1） 恒功率型2） 恒轉(zhuǎn)矩型3） 變功率變轉(zhuǎn)矩型（2） 擴大恒功率的方法：加機械有級變速或 P161圖4.44左圖考慮到摩擦副的滑動，應(yīng)使略小于值，取值：又因為： 則： P161圖4.44右圖【例4.7】P1623.3內(nèi)聯(lián)傳動系統(tǒng)的設(shè)計原則一、誤差的來源各傳動件的制造和裝配誤差，因受力和因溫度變化而產(chǎn)生的變形等都影響傳動鏈的傳動精度。包括：傳動件的徑向和軸向跳動，（P16

49、3圖4.46圖4.47）齒輪和蝸輪的齒形誤差，周節(jié)誤差和周節(jié)累積誤差（P162圖4.45），絲杠，螺母和蝸桿的半角誤差，導(dǎo)程誤差和導(dǎo)程累積誤差等。二、誤差的傳遞規(guī)律 P164圖4.49動力輸入： 主軸誤差：的誤差：的誤差：的誤差：的誤差：工作臺的誤差：的誤差：的誤差：的誤差：三、提高傳動精度的措施和內(nèi)聯(lián)傳動系統(tǒng)的設(shè)計原則1. 縮短傳動鏈2. 采用降速傳動 P164圖4.49 右側(cè)轉(zhuǎn)速圖3. 合理分配各傳動副的傳動比4. 合理選擇傳動件5. 合理確定傳動副的精度6. 采用校正裝置 P166圖4.50作業(yè)題與思考題1. 內(nèi)聯(lián)傳動鏈與外聯(lián)傳動鏈有何區(qū)別？2. 傳動系統(tǒng)由哪些部分組成？3. 什么是基本

50、組，什么是擴大組？4. 我們把級比指數(shù)為1的傳動組稱為基本組，是否基本組的級比指數(shù)一定等于1？5. 什么叫級比指數(shù)？6. 轉(zhuǎn)速圖設(shè)計有哪些原則，進給傳動鏈設(shè)計具有什么特點？7. 擴大變速范圍的方法有哪些？8. 什么叫計算轉(zhuǎn)速？試?yán)L制出設(shè)備的功率扭矩特性曲線？9. 提高計算轉(zhuǎn)速有哪些措施？10. 利用電動機進行無級變速傳動系統(tǒng)設(shè)計時具有什么樣的特點？11. 提高傳動精度有哪些方法和措施？（內(nèi)聯(lián)傳動鏈設(shè)計原則）12. 試擬定6級變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式。13. 某車床其輸出轉(zhuǎn)速級數(shù)z=18級，最高轉(zhuǎn)速=1400r/min，公比=1.26。試計算，值，并繪轉(zhuǎn)速圖，配置各齒輪齒數(shù)，計算各傳動

51、件的計算轉(zhuǎn)速。14. 某車床的傳動系統(tǒng)如下圖所示，試計算，Z的值，并繪出轉(zhuǎn)速圖，求出各傳動件的計算轉(zhuǎn)速。15. 有一高速升降臺銑床，=45r/min，=1.41，Z=12，試寫出它的轉(zhuǎn)速數(shù)列。16. 按下圖所示傳動系統(tǒng)圖繪制轉(zhuǎn)速圖。17. 有一普通車床，=1600r/min，=31.5r/min，取=1.26，n電=1440r/min。擬定其轉(zhuǎn)速圖。18. 用于成批生產(chǎn)的車床，主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列為45、63、90、125、180、250、355、500，為簡化構(gòu)造采用雙速電動機，其轉(zhuǎn)速為1440/720r/min，畫出該車床的轉(zhuǎn)速圖與傳動系統(tǒng)圖。第四章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計重點：執(zhí)行軸，執(zhí)行軸支承，執(zhí)行軸傳

52、動件，執(zhí)行軸組件計算，普通滑動導(dǎo)軌，普通滑動導(dǎo)軌計算。難點：執(zhí)行軸組件的計算，滑動導(dǎo)軌計算中力學(xué)模型簡化過程和疊加。講授提示與方法：引入工程力學(xué)中彈性模量、慣性矩、角應(yīng)變、強度和剛度等相關(guān)概念，考慮實際工作中的摩擦、發(fā)熱、受力、變形和振動等因素影響，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)實例分項分析、比較和總結(jié)（或經(jīng)過理論推導(dǎo)和計算），得出結(jié)論。4.1執(zhí)行系統(tǒng)的組成、功能及分類執(zhí)行系統(tǒng)：是指在系統(tǒng)中能直接完成預(yù)期工作任務(wù)的子系統(tǒng)。一、執(zhí)行系統(tǒng)的組成：是由執(zhí)行末端件和與之相聯(lián)接的執(zhí)行機構(gòu)等組成。1. 執(zhí)行末端件：是直接與工作對象接觸并完成一定工作（夾持、移動、轉(zhuǎn)動等）或在工作對象上完成一定動作（切削、鍛壓、清洗等）的零部件。2. 執(zhí)行機構(gòu)：是為執(zhí)行末端件提供所需的動力和運動。 P60圖3.1、3.2二、執(zhí)行系統(tǒng)的功能： 1. 實現(xiàn)運動形式或運動規(guī)律變換的功能（主要功能）（1） 預(yù)期固定軌跡或簡單可調(diào)軌跡 P62圖3.3