項(xiàng)目一 機(jī)械傳動裝置概述

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。主要研究機(jī)器中常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本的工作原理和計(jì)算方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，能綜合運(yùn)用先修課程的知識（如機(jī)械制圖、工程力學(xué)等），培養(yǎng)初步具有簡單機(jī)械傳動裝置的認(rèn)識、維修能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課和今后從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。基本要求

（1）掌握常用機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動特性，初步具有分析常用機(jī)構(gòu)的能力。（2）掌握通用機(jī)械零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算和維護(hù)等知識，并具有設(shè)計(jì)簡單機(jī)械傳動裝置的能力。（3）具有應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊等有關(guān)技術(shù)資料的能力。（4）獲得實(shí)驗(yàn)技能的初步訓(xùn)練。項(xiàng)目一機(jī)械傳動裝置概述本課程的研究對象：機(jī)械機(jī)械為機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱任務(wù)一帶式輸送機(jī)機(jī)械傳動裝置的認(rèn)識帶式輸送機(jī)，又稱為膠帶輸送機(jī)（俗稱“皮帶”），是一種重要的散狀物料運(yùn)輸設(shè)備，輸送能力大、耗電量小、連續(xù)輸送，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。帶式輸送機(jī)傳動裝置主要采用V帶傳動和一級閉式齒輪傳動，機(jī)械傳動裝置如圖1-1所示。帶式輸送機(jī)機(jī)械傳動裝置主要包含帶傳動、齒輪傳動、軸、軸承、鍵連接、螺紋連接等零部件的設(shè)計(jì)與選用，是本門課程學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。任務(wù)二機(jī)械設(shè)計(jì)基本知識的認(rèn)識一、機(jī)器

工廠中：車床、銑床、刨床、磨床、壓床等。農(nóng)村中：拖拉機(jī)、收割機(jī)等。家庭中：冰箱、洗衣機(jī)、自行車等。

機(jī)器具有以下共同特征：（1）機(jī)器的主體是若干機(jī)構(gòu)的組合；（2）用于傳遞運(yùn)動和動力；（3）具有變換或傳遞能量、物料或信息的功能。潤滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)機(jī)器的組成動力裝置傳動裝置執(zhí)行裝置控制系統(tǒng)

傳動裝置――在原動機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間傳遞運(yùn)動、轉(zhuǎn)換運(yùn)動方式的裝置。機(jī)械傳動裝置是本課程研究的主要內(nèi)容之一。

二、機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)是若干構(gòu)件的組合，各構(gòu)件間具有確定的相對運(yùn)動，但不具備機(jī)器的變換或傳遞能量、物料、信息的功能。

常用機(jī)構(gòu)：

連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等。連桿機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)間歇機(jī)構(gòu)三、構(gòu)件和零件1.構(gòu)件構(gòu)件：機(jī)構(gòu)中作相對運(yùn)動的各個(gè)運(yùn)動單元。

構(gòu)件是運(yùn)動的單元：可能是單一的剛體或是多個(gè)零件的剛性組合。如；內(nèi)燃機(jī)中的曲軸或連桿。連桿1－連桿體；2－連桿蓋；3、4、5－軸瓦；6－螺栓；7－螺母；8－銷曲軸2.零件零件是機(jī)器中的制造單元。零件分為兩類：

（1）通用零件：各種機(jī)器中普遍使用的零件，如齒輪、軸承、彈簧、螺栓等。（2）專用零件：特定類型機(jī)器中所使用的零件，如曲軸、活塞、葉片、吊鉤等。2.研究各種通用機(jī)械零件（連接件、傳動件、軸系件等）的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及工作原理、選用原則、設(shè)計(jì)和計(jì)算方法、使用及維護(hù)等。四、本課程研究的內(nèi)容1.常用機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)）的組成形式和運(yùn)動特性、選用原則，以及機(jī)器動力學(xué)基礎(chǔ)知識。2.經(jīng)濟(jì)性要求。經(jīng)濟(jì)性要求貫穿于零件設(shè)計(jì)的全過程，要零件成本低廉。五、機(jī)械零件的基本設(shè)計(jì)要求1.使用要求。設(shè)計(jì)的零件應(yīng)在預(yù)定的使用壽命周期內(nèi)按規(guī)定的工作條件可靠地工作。六、機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般過程（1）根據(jù)零件的功能及使用要求，選擇零件類型并擬定計(jì)算簡圖。（2）分析零件的受力狀況，考慮各種因素對載荷的影響，確定計(jì)算載荷。（3）根據(jù)零件的工作條件，合理選擇材料及熱處理方法，并確定許用應(yīng)力。（4）分析零件可能的失效形式，確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，確定零件的基本尺寸。（5）確定零件的主要參數(shù)和幾何尺寸，確定零件結(jié)構(gòu)。（6）繪制零件工作圖，擬定技術(shù)要求。產(chǎn)品規(guī)劃結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)原理方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)可行性報(bào)告設(shè)計(jì)任務(wù)書原理方案圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖總裝配圖部裝圖、零件圖技術(shù)文檔投產(chǎn)和售后服務(wù)七、機(jī)械零件的失效分析及設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則1.機(jī)械零件的失效分析機(jī)械零件喪失預(yù)定功能或預(yù)定功能指標(biāo)降低至許用值以下的現(xiàn)象，稱為機(jī)械零件的失效。強(qiáng)度不夠所引起的破壞是最常見的零件失效形式。零件的失效形式有磨損、表面壓潰、塑性變形、打滑、過量彈性變形、疲勞點(diǎn)蝕、膠合、斷裂、振動失效等。七、機(jī)械零件的失效分析及設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則2.設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則零件抵抗失效的安全工作限度稱為零件的工作能力。根據(jù)不同失效原因建立起來的工作能力判定條件，稱為零件的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則，主要有強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、耐磨性準(zhǔn)則、振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則、散熱性淮則、可靠性準(zhǔn)則。任務(wù)三

電動機(jī)的選擇及參數(shù)計(jì)算

帶式輸送機(jī)原動部分為電動機(jī)，是整個(gè)機(jī)器的動力來源。電動機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，需按照工作機(jī)的要求，根據(jù)傳動方案選擇電動機(jī)的類型、容量和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中查出其型號和尺寸。一、電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇

電動機(jī)按照工作電源種類可以分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)，一般工廠都采用三相交流電，因此多采用交流電動機(jī)，其中以普通型異步電動機(jī)應(yīng)用最多。

目前應(yīng)用最廣的是Y系列自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單、啟動性能好、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場合。

在經(jīng)常需要啟動、制動和正、反轉(zhuǎn)的場合（如起重機(jī)），則要求電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量小、過載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用三相異步電動機(jī)YZ型（籠型）或YZR型（繞線型）。二、確定電動機(jī)功率

電動機(jī)功率的選擇直接影響到電動機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞。如果所選電動機(jī)功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作，使電動機(jī)經(jīng)常過載而提早損壞；如果所選電動機(jī)功率過大，則電動機(jī)經(jīng)常不能滿載運(yùn)行，功率因數(shù)和效率較低，從而增加電能消耗、造成浪費(fèi)。確定電動機(jī)功率的原則是電動機(jī)的額定功率Pe稍大于電動機(jī)工作功率Pd，即Pe≥Pd，這樣電動機(jī)在工作時(shí)就不會過熱，一般情況下可以不校驗(yàn)電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和發(fā)熱量。三、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速

同一類型、相同額定功率的電動機(jī)也有幾種不同的轉(zhuǎn)速。低速電動機(jī)的極數(shù)多、外廓尺寸及重量較大、價(jià)格較高，但可使傳動裝置的總傳動比及尺寸減小，高轉(zhuǎn)速電動機(jī)則與其相反。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮各方面因素選取適當(dāng)?shù)碾妱訖C(jī)轉(zhuǎn)速。三相異步電動機(jī)有4種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000r/min、1500rmin、1000r/min、750r/min，一般多選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000r/min的電動機(jī)。三、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速

由工作機(jī)的轉(zhuǎn)速要求和傳動機(jī)構(gòu)合理傳動比范圍，推算出電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍，即nd=（i1·i2…in）nW

式中：nd一電動機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍；i1·i2…in