傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)說明書講解

1、西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）論文題目： 百變教具系列-傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì) 所屬系部：航空制造工程學(xué)院指導(dǎo)老師 職 稱：學(xué)生姓名： 班級(jí)、學(xué)號(hào):專 業(yè)：西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制2014年元月 11 日西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目： 百變教具系列-傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)任務(wù)與要求： 1.傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì) 2.零件圖（A3號(hào)圖紙若干及電子版） 3.說明書一份，ppt一份 時(shí)間： 2013 年 11月11日 至2014 年 元月 11 日 共8 周所屬系部： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)： 指導(dǎo)單位或教研室： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制20

2、14年元月11 日西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文摘 要傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì)是連桿組團(tuán)隊(duì)合作的畢業(yè)設(shè)計(jì)部分，該機(jī)構(gòu)主要闡述了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中常見機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及傳動(dòng)效率。本文主要介紹了傳動(dòng)比中的帶傳動(dòng)。通過主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的半徑變化，演示物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及傳動(dòng)效率。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，操作簡(jiǎn)單、直觀、反映傳動(dòng)原理，供教學(xué)使用。關(guān)鍵詞 傳動(dòng)比 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 傳動(dòng)效率 帶傳動(dòng)AbstractThe mechanism of transmission parts design presentation is a part of the graduation design LINKAGE GROUP.

3、It mainly expounds the movement and the transmission efficiency of common mechanism in Mechanical design basic course teaching. This paper mainly introduces the belt drive transmission ratio. The movement and the transmission efficiency of objects is reflected by changes between driving wheel and th

4、e driven wheel radius. The structure is simple and intuitive. It is easy to Operate and can explain the principle of transmission. It is very useful for teaching.Keywords transmission ratio ，Law of motion ，Transmission efficiency ，Belt drive目錄1.作品概述11.1作品簡(jiǎn)述11.2帶傳動(dòng)的發(fā)展21.3帶傳動(dòng)的應(yīng)用42.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)52.1帶傳動(dòng)的受力分析52

5、.2傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu)各個(gè)部件的設(shè)計(jì)72.2.1主動(dòng)輪即從動(dòng)輪的設(shè)計(jì)82.2.2支撐架的設(shè)計(jì)92.2.3手動(dòng)搖桿的設(shè)計(jì)102.2.4底板的設(shè)計(jì)113.不同半徑的帶輪傳動(dòng)比的變化124.使用和維護(hù)134.1使用134.2維護(hù)13結(jié)束語14謝 辭15參考文獻(xiàn)161.作品概述傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu)是連桿組內(nèi)所有成員在老師的指導(dǎo)下，通過大家的共同努力，不斷借鑒，不斷修改方案，群策群力設(shè)計(jì)出來的一個(gè)機(jī)構(gòu)。帶傳動(dòng)的類型有多種，如齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)、平帶、V帶和特殊帶（多楔帶、圓帶）等。本文介紹的是生活中常見的平帶傳動(dòng)。它傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用維護(hù)方便、 有良好的撓性和彈性。該演示機(jī)構(gòu)作為教學(xué)演示，利用連接在

6、一起的帶輪，可以演示不同的傳動(dòng)比。1.1作品簡(jiǎn)述圖 1-1 傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu) 如圖1-1所示為一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的平帶傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由底板、支撐架、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、皮帶、手動(dòng)搖桿五部分組成。工作時(shí)，主動(dòng)輪在手動(dòng)搖桿的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)皮帶受到摩擦力即跟隨主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步帶動(dòng)從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于主動(dòng)輪由三個(gè)不同半徑的帶輪組成，所以工作時(shí)皮帶可以互換，可以演示不同的傳動(dòng)比。1.1.1帶傳動(dòng)的組成圖 1-2如圖1-2所示，帶傳動(dòng)由主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪和傳動(dòng)帶組成，工作時(shí)依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。1.2帶傳動(dòng)的發(fā)展公元前15年，中國(guó)人發(fā)明了傳動(dòng)帶。歐洲人用傳動(dòng)帶是1430年,比中國(guó)晚了140

7、0多年。我國(guó)是世界最早發(fā)明和利用機(jī)械的國(guó)家之 一。很早以前，我們的祖先就已經(jīng)制造出能夠省力的機(jī)械裝置。這些機(jī)械裝置的一個(gè)主要原理就是機(jī)械傳動(dòng)，即利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)的傳遞，一般分為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、 鏈傳動(dòng)和螺旋傳動(dòng)，其中帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)最為常見。而鏈傳動(dòng)是在帶傳動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。傳動(dòng)帶是在公元前15年的西漢時(shí)期發(fā)明的。公元31年，杜詩發(fā)明了水排。這是一種水力鼓風(fēng)器，它的主要組件包括動(dòng)力輪、輪軸、臥輪、曲柄、連桿等，當(dāng)然，在輪子間傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)帶是必不可少的。當(dāng)水排出現(xiàn)之后，由于它的用力少、見功多的優(yōu)點(diǎn)，深受百姓的歡迎。和傳動(dòng)帶最為密切相關(guān)的是紡織機(jī)。最初，人們紡織用的是紡墜，這是新石器時(shí)代遺留下來

8、的。公元前1世紀(jì)，紡織工具新增加了卷緯機(jī)。最初的卷緯機(jī)也有著紡車的功能。后來，為了方便處理棉紗，紡車從卷緯機(jī)中被分離出來。公元121年，出現(xiàn)了手搖紡車。手搖紡車是由原動(dòng)機(jī)件、傳動(dòng)機(jī)件以及工作機(jī)件三部分組成的。操作時(shí)，需要一只手搖動(dòng)紡車，另一只手紡紗。在傳動(dòng)帶的作用下，紡紗效率已經(jīng)大為改善。在 生產(chǎn)和生活中，運(yùn)用傳動(dòng)帶來傳遞動(dòng)力的原理，使得很多生產(chǎn)工具得到改進(jìn)。然而，隨著人們對(duì)帶傳動(dòng)的認(rèn)識(shí)，還是發(fā)現(xiàn)了一些不足之處：傳動(dòng)帶比較容易磨損，并 且與轉(zhuǎn)動(dòng)輪之間的摩擦力不夠大。于是，張思訓(xùn)受龍骨車上的輪鏈的啟發(fā)，在976年設(shè)計(jì)了一種鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)裝置。原理和傳統(tǒng)的傳動(dòng)帶是相同的，只不過他用鏈節(jié)代 替了實(shí)心帶。這

9、樣，利用鏈節(jié)與輪上的輪齒嚙合，整個(gè)傳動(dòng)鏈穩(wěn)固地纏繞在輪子上。很快，這種裝置被用在大型機(jī)械鐘里。后來，歐洲的游客來到中國(guó)，帶走了卷絲車及紡絲車技術(shù)。由此，作為技術(shù)的一部分，傳動(dòng)帶也傳到了意大利。于是，在1430年，歐洲的一幅臥式旋轉(zhuǎn)磨輪圖上出現(xiàn)了傳動(dòng)帶。這時(shí)，傳動(dòng)帶在中國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)有1400多年的歷史了。傳動(dòng)帶最初是由皮革制造的，19世紀(jì)中葉為橡膠所取代。20世紀(jì)60年代開始，陸續(xù)由NR、SBR轉(zhuǎn)向CR、PUR。進(jìn)入80年代，又進(jìn)一步擴(kuò)大到采用 CSM和HNBR。膠帶的形狀也從乎板型擴(kuò)大到角型、圓型、齒型，使用從單根傳動(dòng)發(fā)展到成組并聯(lián)，從而形成今日的傳動(dòng)帶系列群體傳動(dòng)帶有傳遞和變速兩種功能，分為

10、摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)兩大種別。到目前為止，全球各傳動(dòng)帶生產(chǎn)廠在結(jié)構(gòu)外形上已形 成V帶、平帶、齒帶和圓帶四大體系，包括尺寸規(guī)格在內(nèi)已逾千種。特別是齒帶，最近十幾年來，隨著精密機(jī)械和電子信息技術(shù)的進(jìn)步，作為橡膠產(chǎn)業(yè)的高新技術(shù)產(chǎn) 品，在世界各地發(fā)展十分迅猛，產(chǎn)量急劇擴(kuò)大。傳動(dòng)帶的品種分類?？v觀半個(gè)多世紀(jì)以來世界傳動(dòng)帶的發(fā)展趨勢(shì)，隨著全球高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的迅猛發(fā)展，今后傳動(dòng)帶的主流是向著小型化、精 密化和高速化的方向發(fā)展。老式的平板帶將被日漸淘汰，新型的環(huán)形平板帶重新崛起；切割三角帶將取代大部分包布V型帶、同時(shí)代之而起的V型平板帶、多楔帶、 齒型帶可能成為新的主流產(chǎn)品。我國(guó)生產(chǎn)傳動(dòng)帶的廠家十分雜亂，除20

11、0家國(guó)有、三資企業(yè)之外，還有1000余家集體、私營(yíng)和個(gè)體所有制企業(yè)，僅 V型帶一種產(chǎn)品年產(chǎn)即達(dá)4億A米以上，在產(chǎn)量上雖已位居世界前列，而略具規(guī)模水平的不過十幾家。除少數(shù)引進(jìn)技術(shù)設(shè)備和合資企業(yè)外，大多處于后進(jìn)狀態(tài)，亟待 改組、改造、改革。調(diào)整傳動(dòng)帶行業(yè)結(jié)構(gòu)，淘汰老舊產(chǎn)品，開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品，迎頭遇上世界傳動(dòng)帶先進(jìn)技術(shù)水平，可說是當(dāng)前最為緊迫的任務(wù)?！?】1.3帶傳動(dòng)的應(yīng)用 圖 1-3早期電影放映機(jī)【3】 圖 1-4 電動(dòng)機(jī)之間的帶傳動(dòng)圖 1-5傳送帶用于物體間的運(yùn)輸 圖 1-6 機(jī)器中各部件之間動(dòng)力的傳動(dòng)2.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)2.1帶傳動(dòng)的受力分析圖 2-1 不工作時(shí)圖 2-2 工作時(shí) 帶傳動(dòng)安裝時(shí)，需要把

12、帶緊套在兩個(gè)帶輪的邊緣上，這時(shí)帶沒有工作，帶就受到張緊力F0作用，且傳動(dòng)帶各處的張緊力相等，如上圖2-2所示。當(dāng)帶傳動(dòng)時(shí)，主動(dòng)帶以轉(zhuǎn)速n1，轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)帶輪靠摩擦力帶動(dòng)傳動(dòng)帶，傳動(dòng)帶又靠摩擦力帶動(dòng)從動(dòng)帶輪以n2的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)【4】。此時(shí)傳動(dòng)帶在帶輪兩邊的拉力就發(fā)生了變化。傳動(dòng)帶繞入主動(dòng)帶輪的一邊被拉得更緊，其拉力F0由增加到F1；另一邊則相應(yīng)地被放松，帶所受的拉力內(nèi)F0減少到F2.拉力增大的邊稱緊邊，拉力減少的力稱松邊。兩邊拉力的差稱為有效圓周力，也叫有效拉力，以F表示，及F= F1 - F2。F也應(yīng)等于帶與帶輪之間的摩擦力的總和，即 F = F1 - F2 = Ff 假定 帶工作時(shí)總長(zhǎng)不變，則緊邊

13、拉力的增量（F1 F0）近似等于松邊拉力的減少量（ F0 F2 ）,即F1 F0 = F0 F2，于是得 2F0 = F1 + F2 傳動(dòng)帶在即將打滑時(shí)，緊邊拉力F1和松邊拉力F2之間的關(guān)系公式（即歐拉公式） F1 = F2 efa 式中e為自然對(duì)數(shù)的底即e = 2.718；f為摩擦系數(shù)。2.2傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu)各個(gè)部件的設(shè)計(jì) 圖 2-3 傳動(dòng)比演示機(jī)構(gòu)分解圖2.2.1主動(dòng)輪即從動(dòng)輪的設(shè)計(jì)主動(dòng)輪從動(dòng)輪圖 2-4 主動(dòng)輪外形及尺寸設(shè)計(jì)因該機(jī)構(gòu)為教學(xué)演示機(jī)構(gòu)，故選用木材或塑料制作而成 。主動(dòng)輪尺寸依次為 R35mm R45mm R55mm ，從動(dòng)輪尺寸為R55mm。輪厚均為20mm，槽深均為5mm2.

14、2.2支撐架的設(shè)計(jì) 圖 2-5 支撐架外形及尺寸設(shè)計(jì)如圖 2-5 所示，該支撐架材料選用木材，連接時(shí)手動(dòng)搖桿和從動(dòng)輪桿配合鏈接，底部鉆孔用螺釘和底板固定鏈接。2.2.3手動(dòng)搖桿的設(shè)計(jì) 圖 2-6 手動(dòng)搖桿即上面鏈接的其余零件 如圖 2-6 所示，該機(jī)構(gòu)采用螺紋相互配合，軸承采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承3204/p5 /p3 【2】 2.2.4底板的設(shè)計(jì)圖2-7 帶傳動(dòng)演示機(jī)構(gòu)底板設(shè)計(jì)如圖2-7所示，當(dāng)主動(dòng)輪使用最內(nèi)側(cè)輪演示時(shí)，支撐架應(yīng)滑動(dòng)帶位置一處用；當(dāng)主動(dòng)輪用中間輪演示時(shí)，支撐架應(yīng)滑動(dòng)到位置2處；當(dāng)主動(dòng)輪用最外側(cè)輪演示時(shí)，支撐架應(yīng)滑動(dòng)到位置3處。因主動(dòng)輪由三個(gè)不同半徑同厚度20mm的輪子組成。所以位

15、置一與位置二之間的縱向距離為20mm。1與2之間的橫向距離用L表示：L1/2*C1-1/2*C1R1-R25-4式中C1 ， C1 分別為最內(nèi)側(cè)和中間輪圓周長(zhǎng)。同理求得，2與3之間的橫向距離也等于，取近似值為31.4mm3.不同半徑的帶輪傳動(dòng)比的變化帶是彈性體，受力后會(huì)產(chǎn)生彈性形變，帶受力不同時(shí)，彈性變形量不同，由此引起帶與帶輪之間在微小范圍內(nèi)的相對(duì)滑動(dòng)，稱為帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)使得從動(dòng)輪的圓周速度小于主動(dòng)輪的圓周速度，是帶傳動(dòng)不能保證準(zhǔn)確傳動(dòng)比的原因。彈性滑動(dòng)在摩擦傳動(dòng)中是不可避免的。由于彈性滑動(dòng)引起的從動(dòng)輪圓周速度的降低率稱為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)，用表示，即= = 1- 考慮彈性滑動(dòng)時(shí)的

16、傳動(dòng)比為i12 = = 一般帶傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)=.01 0.02，因值很小，非精確計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)。這時(shí)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為i12 = 如下所示為傳動(dòng)比數(shù)值計(jì)算結(jié)果表：n1（rmin）n2（rmin）dd1（mm）dd2（mm）i12待測(cè)待測(cè)30501.67待測(cè)待測(cè)40501.25待測(cè)待測(cè)50501式中n1為從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，n2為主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，dd1為從動(dòng)輪直徑，dd2為主動(dòng)輪直徑4.使用和維護(hù)4.1使用使用時(shí)，調(diào)整手動(dòng)搖桿垂直向下，從動(dòng)輪最上方貼上小紙條。紙條和手動(dòng)搖桿相互平行。在做傳動(dòng)比演示時(shí)搖動(dòng)手動(dòng)搖桿，并記錄圈數(shù)，另一側(cè)同時(shí)觀察從動(dòng)輪上紙條轉(zhuǎn)動(dòng)了多少圈。當(dāng)手動(dòng)搖桿和紙條再次平行時(shí)即可大致算出它們

17、的傳動(dòng)比。4.2維護(hù)（1）安裝：減小中心距，松開張緊輪，裝好后再調(diào)整。（2）兩帶輪中心線平行，帶輪斷面垂直中心線，主、 從動(dòng)輪的槽輪在同一平面內(nèi)，軸與軸端變形要小。（3）保持清潔，避免遇酸、堿或油污使帶老化。結(jié)束語八個(gè)星期的畢業(yè)設(shè)計(jì)到今天已經(jīng)劃上句號(hào)，經(jīng)過這八個(gè)星期的努力，不僅順利完成了設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)，而且從中一方面鞏固了之前的理論學(xué)習(xí)，以及教學(xué)中常用軟件的使用，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過白老師的指導(dǎo)，小組內(nèi)各成員之間的共同努力以及自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)，自己把一些沒有掌握好的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步加深理解，把在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學(xué)習(xí)過程中努力的方向。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中遇到過不

18、少的困難，每個(gè)方案的確定都離不開老師和同學(xué)的幫助即解答。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)成果均來自小組內(nèi)各個(gè)成員的努力，這讓我懂得了同隊(duì)合作的重要性，也讓我懂得了及時(shí)與他人分享自己的想法與思路的重要性。特此感謝給予我指導(dǎo)的老師以及連桿組的成員。謝 辭本設(shè)計(jì)的完成是在白鈺枝老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的。在每次設(shè)計(jì)遇到問題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過程中，花費(fèi)了白鈺枝老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向老師表示衷心地感謝！白老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，高度的責(zé)任心都將使我受受益匪淺！時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢(mèng)秋云，聚散真容易。離校日期已日趨漸進(jìn)，畢業(yè)論

19、文的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!在此我向?qū)I(yè)的所有老師表示衷心的感謝，謝謝你們?nèi)甑男燎谠耘?，謝謝你們?cè)诮虒W(xué)的同時(shí)更多的是傳授我們做人的道理，謝謝三年里面你們孜孜不倦的教誨!參考文獻(xiàn)【1】宋育紅、王春玲主編 ，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教程，北京：北京理工大學(xué)出版社2012 【2】 【3】百度圖片【4】宋育紅、王春玲主編 ，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ，北京：北京理工大學(xué)出版社201215畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字2013.11.11-2013.11.17選題、分組完成201

20、3.11.18-2013.11.24收集資料、方案討論（團(tuán)體）完成2013.11.25-2013.12.01確定方案、功能設(shè)計(jì)（團(tuán)體）完成2013.12.02-2013.12.08功能改進(jìn)，分析（團(tuán)體）完成2013.12.09-2013.12.15任務(wù)細(xì)化，接受傳動(dòng)比演示任務(wù)完成2013.12.16-2013.12.22零部件設(shè)計(jì)完成2013.12.23-2013.12.29畫裝配圖、編寫說明書完成2013.12.30-2014.01.11修改、裝訂，準(zhǔn)備答辯完成教師對(duì)進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評(píng) 簽名 年 月 日 本表作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績(jī)的依據(jù)之一。學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)教師指導(dǎo)記錄表指導(dǎo)教師職稱教研室