机械设计-机械传动
《机械传动设计》PPT课件
∑=90°
设计时，如果给定i12，据此可确定δ。
hhf a
δ1
r1
R δ2
r2
Example
两圆锥齿轮轴线相交90度，i12=1.6， m=3mm，试按机构构造尽可能紧凑的原 那么设计出Z1，Z2。
∑＝90°标准直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算
名称
符 号 计算公式及参数的选择
模数 传动比 分度圆锥角
pn=ptcosβ
将 pn＝πmn , pt＝πmt 代入得：β
pt β
pn
mn=mtcosβ
B
πd
➢ 压力角：αn、αt
过c点作轮齿的法剖面
在法面内的△a’b’c中，用有斜齿：条说明：
∠a’b’c=,
tgαn
α在n△abc中, =有a：’c/a’在法b面’和端面内齿高一样
∠abc=αt tgαt =ac/ab
锥齿轮 圆柱直齿轮
引入当量齿轮的概念后，一对锥齿轮的啮合传动问题就转化 为一对圆柱直齿轮啮合传动。故可直接引用直齿轮的结论.
正确啮合条件： m1=m2 , α1=α2 Re1 =Re2 不根切最少齿数：zvmin=17, z=17cosδ ：
δ= 45° z=12
3、几何参数和尺寸计算
大端参数m取标准值，α=20 °
顶锥角
符 号 计算公式及参数的选择
Re θa θf δf1 δf2
Re= r12+r22 θa =arctgha/Re θf =arctghf/Re δf1 =δ1 -θf δf2 =δ2 -θf
δa1 δa2 δa1 =δ1 +θa δa2 =δ2 -θa
蜗杆传动〔worm and worm gear〕
齿顶圆直径 da1 da2 da1=d1+2mecosδ1 , da2=d2+2mecosδ2
第一章机械传动教学设计
第一章机械传动教学设计一、引言机械传动是现代机械工程中的重要组成部分。
通过机械传动系统，能够实现不同部件之间的动力传递和运动转换。
作为机械工程专业的学生，掌握机械传动的原理和设计方法是必不可少的。
本章将重点介绍机械传动的基本概念、分类和设计原则，旨在帮助学生全面了解机械传动。
二、机械传动的概念和分类机械传动是指利用机械设备（如齿轮、链条、皮带等）将动力从一个地方传递到另一个地方的过程。
根据传动方式的不同，机械传动可分为直接传动和间接传动。
直接传动是指动力直接传递到工作机构，如齿轮传动和副带传动；间接传动是指通过传动装置将动力间接传递到工作机构，如齿轮传动和链条传动。
机械传动的分类还可以根据传递动力的方式来划分，常见的包括齿轮传动、链条传动、带传动等。
齿轮传动是利用齿轮的啮合传递动力和转动的方式，常见的有圆柱齿轮传动、锥齿轮传动等。
链条传动是利用链条的传动方式，常见的有滑轮链传动、摩擦链传动等。
带传动是利用带的摩擦和弯曲传递动力和转动的方式，常见的有平带传动和齿带传动等。
三、机械传动的设计原则1. 转速和扭矩的匹配：在机械传动的设计中，需要根据所要传递的功率大小和工作机构的要求合理选择传动装置的转速和扭矩。
转速和扭矩的不匹配会导致传动装置的失效或传动效率的下降。
2. 传动效率的提高：机械传动中的能量损失主要包括摩擦损失和传动装置内部的损失。
在设计过程中，应尽量减小这些损失，提高传动效率。
常用的方法包括正确选择润滑方式、合理选择传动比和优化齿轮的啮合等。
3. 传动装置的可靠性和耐用性：机械传动的设计还需要考虑传动装置的可靠性和耐用性。
传动装置要能够承受正常工作条件下的负荷，并具有足够的寿命。
在设计过程中，应注意选用合适的材料、合理设计传动装置的结构和加工工艺等。
4. 安全性和节能性：机械传动设计还需要考虑安全性和节能性。
传动装置应能够保证工作过程中的安全性，尽量减少事故的发生。
此外，还应采取节能的措施，减小能量的损失和浪费。
2024年机械设计基础课件齿轮传动
机械设计基础课件齿轮传动机械设计基础课件：齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式，广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。
齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点，因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。
2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。
齿轮副由两个或多个齿轮组成，其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮，从而实现动力和运动的传递。
齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的，齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。
3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式，具有结构简单、制造容易、精度高等优点。
斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点，适用于高速和重载的传动场合。
直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。
蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点，适用于低速、大扭矩的传动场合。
4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。
齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。
强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命，主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。
精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性，主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。
5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中，齿轮传动用于传递动力和运动，实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。
在风力发电、水力发电等能源领域，齿轮传动用于传递高速旋转的动力，实现能源的转换和利用。
在、自动化设备等高科技领域，齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递，提高设备的性能和效率。
《机械设计基础》第十六章 机械传动系统设计
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机械设计基础
3．传动比
传动比反映了机械传动增速或减速的能力。一般情况下，传动装 置均为减速运动。在摩擦传动中，V带传动可达到的传动比最大，平 带传动次之，然后是摩擦轮传动。在啮合传动中，就一对啮合传动而 言，蜗杆传动可达到的传动比最大，其次是齿轮传动和链传动。
4．功率损耗和传动效率
《机械设计基础》
机械设计基础
第十六章 机械传动系统设计
16.1 传动系统的功能与分类 16.1.1 传动机构的功能 1．变速：通过实现变速传动，以满足工作机的变速要求； 2．传递动力：把原动机输入的转矩变换为工作机所需要的转 矩或力； 3．改变运动形式：把原动机输入的等速旋转运动，转变为工 作机所需要的各种运动规律变化，实现运动运动形式的转换； 4．实现运动的合成与分解：实现由一个或多个原动机驱动若 干个相同或不同速度的工作机； 5．作为工作机与原动机的桥梁：由于受机体外形、尺寸的限 制，或为了安全和操作方便，工作机不易与原动机直接连接时， 也需要用传动装置来连接。 6．实现某些操纵控制功能：如起停、离合、制动或换向等。 机械设计基础
nd i nr
2．选择机械传动类型和拟定总体布置方案
根据机器的功能要求、结构要求、空间位置、工艺性能、总传 动比及其他限制性条件，选择传动系统所需的传动类型，并拟定 从原动机到工作机的传动系统的总体布置方案。
3．分配总传动比
根据传动方案的设计要求，将总传动比分配分配到各级传动。
4．计算机械传动系统的性能参数
（3）传动比范围
不用类型的传动装置，最大单级传动比差别较大。当采用多级传动时，应合理安排传 动的次序。
（4）布局与结构尺寸
对于平行轴之间的传动，宜采用圆柱齿轮传动、带传动、链传动；对于相交轴之间 的传动，可采用锥齿轮或圆锥摩擦轮传动；对于交轴之间的传动，可采用蜗杆传动或 交错轴齿轮传动。两轴相距较远时可采用带传动、链传动；反之采用齿轮传动。
机械设计手册机械传动
机械设计手册机械传动机械设计手册是机械工程师必备的工具书，用于指导机械传动的设计和计算。
机械传动是将动力从一个部件传递给另一个部件的过程，它是机械系统运行的关键环节之一。
机械传动的设计对于机械系统的性能和可靠性具有重要影响。
机械传动可以分为多种类型，包括齿轮传动、带传动、链传动等。
每种传动类型都有其特点和适用范围。
齿轮传动是最常见和最普遍应用的机械传动形式之一。
它主要由两个或多个齿轮组成，通过齿轮的啮合将动力传递给其他部件。
齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定、传动精度高等优点，广泛应用于各个领域。
在机械传动的设计过程中，需要考虑多个因素。
首先是传动比的选择，传动比决定了传动输出转速和扭矩与输入转速和扭矩的关系。
传动比的选择要根据系统要求和传动部件的可靠性等因素进行合理确定。
其次是传动装置的布局和安装方式。
传动装置的布局应考虑机械的布局结构和空间限制等因素，合理安装传动装置可以提高机械系统的运行效率和可靠性。
机械传动的设计还需要考虑传动件的强度和寿命。
传动件的强度是指传动部件在工作过程中所能承受的最大载荷，而传动件的寿命则是指传动部件在规定工况下能够工作的时间。
在设计过程中，要根据传动装置的工作负荷和传动件的材料等因素，进行合理的强度计算和寿命评估。
此外，机械传动的设计还要考虑传动效率和噪声。
传动效率是指机械系统在能量传递过程中的损失程度，传动效率的高低直接影响着机械系统的能源利用效率。
而噪声是机械系统运行时产生的声音，对于某些应用领域，如航空航天、医疗器械等，噪声控制往往是设计的重要考虑因素之一。
综上所述，机械传动的设计是机械设计中重要的一部分，涉及到传动类型选择、传动比确定、布局和安装、传动件强度和寿命计算、传动效率和噪声控制等方面。
只有通过科学合理的设计和计算，才能够确保机械传动系统的正常运行和高效性能。
因此，机械设计手册中关于机械传动的内容是机械工程师在设计实践中必不可少的参考资料。
机械传动
三、电动机起动转矩校核
当机器的转动惯量较大；或满载起动；或频繁起 动；或虽然空载起动，但是要求起动时间短时，还应校 核电动机的起动转矩。特别是鼠笼式电动机的起动转矩 较小，该项校核就更加必要。 校核起动力矩就是让电动机的起动转矩应大于机器 在规定时间内完成起动所需要的转矩。否则，过大的启 动电流会使线路电压急剧下降，使邻近电动机出力不足， 甚至被迫停机。
二、电动机过载能力校核
电动机都有一定的过载能力。但是当机器的载荷（生产阻力矩）变 化时，在按（7-1）式粗略的确定电动机功率后，还应较核电动机的过载 能力，即在机器过载时，电动机的最大输出转矩应大于电动机的最大负 载转矩，即满足（7-3）式。否则，电动机会发生闷车现象，电流增大 6～7倍，电动机过热甚至烧坏。
12
五、机械速度波动的调节 1 起动阶段(0 m)
特点：Wd>Wr =m
制动
2 稳定运转阶段(m)
特点：Wd=Wr =m
起动 稳定运转 停车
m
T
T
t
匀速稳定运转: m =C 变速稳定运转：周期性的速度 波动, mC
非周期性波动: mC
3 停车阶段(m 0)
5
二、实现单向间歇运动的机构（自学）
三、实现往复移动和往复摆动的机构（自学）
四、机构组合方案的拟定
1、应尽量简化和缩短运动链 2、应使机器有较高的机械效率 3、合理安排传动机构的顺序
4、合理分配传动比
5、保证机器的安全运转
6Байду номын сангаас
Pn
Fv 1000
第四节 机器的功率计算与转矩校核
一、电动机功率的确定
[]
[ ]
机械设计传动系统设计
汕头大学工学院二级项目报告（第三阶段）项目名称：机械传动设计项目题目：机械臂带传动设计指导教师：系别：机电系专业：机械设计制造及其自动化姓名：组长：XXX成员：X X XXX XXX XXXXXX XXX XXX XXX阶段时间： 2009 年12 月 04 日至 12 月 15 日成绩：评阅人：传动系统的设计一、设计题目块状物抓取搬运是流水线等工作场合中时常所需的流程之一。
机械臂可以在较高程度上满足这一要求，现即须设计一机械臂关节的传动系统。
该系统的传动过程如下，电机为动力源，通过一对齿轮减速后，再由一条同步带将动力传至该机械臂某一关节处。
该电机可以通过正反转的控制来实现关节处的正反转控制。
二、原始数据与设计要求1）动力源为电机，具有快速响应，精确步进等特点2）机构具有较稳定的传动比3）关节处实现90度转动的时间不超过5秒钟4）同步带的传动距离为200~300mm5）传动系统输出端力矩至少达到10N*M部分参数值估算如下：6）关节所属的一截机械臂重量为1kg，长度为300mm，7）关节转速为W=30度/秒三、总体设计（1）机械工作原理本机械臂由步进电机的驱动带传动。
机械臂由底座、支架、三组运动臂动臂（图一）及功能手（夹取模块，图二）组成。
图一图二（2）运动原理图如下图所示，电机1的转动通过齿轮1把力矩传给齿轮2，齿轮2通过键传动带动大臂的上下摆动。
电机2的转动通过带轮1（带轮1与齿轮4紧固连接，与大臂轴是间隙连接）把转矩传给带轮2，从而带动小臂的运动。
.（3）机械工作循环图1）机械循环如图 机械臂初始角度为0，转动范围为2ψ。
现取ψ为45度。
2）工作路线简述如下： 机械臂主要是抓取一个小物品，首先臂在平衡位置，工作时，往下偏移一个ψ角度，然后回到平衡位置，再放到正ψ角度，最后回到原位置。
3）循环工作图如下4）臂位移与角度的关系据两点间距离公式222()x r y l -+=，其中X 为臂上端点的横坐标，Y 为纵坐标，r 为臂长，l 为端点位移，可得位移是条圆弧故得位移与角度间的循环图，如下：四、技术设计（1）传动带设计电机额定功率P=12*0.6=7.2W,P1=0.9*7.2=6.48W,转速n1=14r/min,i=1.4,每天额定工作时间t=5h。
机械设计基础教程学习常用机械传动方式
机械设计基础教程学习常用机械传动方式机械传动是机械设计中至关重要的一环，它是将动力源传递到被驱动部件的过程。
在机械设计中，常用的机械传动方式主要包括齿轮传动、带传动和链传动。
本文将介绍这几种常用的机械传动方式。
一、齿轮传动齿轮传动是一种通过齿轮的啮合实现动力传递的传动方式。
齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定等特点，因此被广泛应用于工程机械、汽车、机床等领域。
常见的齿轮传动类型有直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动等。
齿轮传动在机械设计中的应用具有重要意义，需要设计者充分考虑齿轮的传动比、齿轮材料、齿轮啮合角等因素。
二、带传动带传动是一种通过带状弹性零件传递动力的传动方式。
带传动具有传动平稳、缓冲冲击、传递功率大等优点，因此被广泛应用于农机、纺织机械等领域。
常见的带传动类型有平带传动、V带传动、链条传动等。
带传动在机械设计中应用较为广泛，需要设计者注意带的张紧力、带轮的选择等因素。
三、链传动链传动是一种通过链条的啮合实现动力传递的传动方式。
链传动具有传动效率高、传动距离长、传动精度高等特点，因此被广泛应用于摩托车、自行车等领域。
常见的链传动类型有滚子链传动、双排链传动、螺旋钢丝链传动等。
链传动在机械设计中需要注意链条的选择、链条间隙的调整等因素。
除了上述介绍的三种常用的机械传动方式，还有一些其他的传动方式也在机械设计中得到应用，如齿轮齿条传动、蜗轮蜗杆传动等。
每种传动方式都有其特点和适用范围，设计者在实际应用中需要综合考虑工作环境、载荷条件等因素进行选择。
总结：机械传动在机械设计中具有至关重要的作用，掌握常用的机械传动方式对于设计者来说至关重要。
本文对常用的机械传动方式进行了简要介绍，其中包括齿轮传动、带传动和链传动。
设计者在选择机械传动方式时需要根据具体情况综合考虑各种因素，以确保传动效果和设计质量的目标达到。
通过学习和掌握这些机械传动方式，能够提高机械设计的水平和质量，为实际工程应用提供有力支持。
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P0---i1单根(普通、窄)带功率增量
kL--(普通、窄带)长度系数
故取：0.55(dd1+dd2)+h a 2(dd1+dd2) 7.计算轴上力
或 0.7(dd1+dd2) a 2(dd1+dd2)
2) 计算带长： 初取a计算L标准Ld
FQ=2F0sin(a/2)
章头
第六节带传动的张紧装置
一 目的 带工作一段时间后会发生塑性变形而松弛、降低张
节头
普通V带传动设计例题
设计鼓风机普通V带传动。动力机Y系列三相异步电动 机，功率P=7.5KW，n1=1440rpm，n2=630rpm，每天工作16h， a<700mm,设计该带传动。
解 1.确定V带型号 2.确定带轮直径 3.计算带长 4.求中心距 5.验算包角 6.验算带速 7.求带的根数 8.张紧力 9.轴受力
紧力，发生打滑、颤动等。须重新张紧。
二 方法 1.定期张紧 2.自动张紧
中心距较大颤动
章头
第三节带传动的几何计算
带长（基准长度）
a
Ld
Dm
2a
2 a
中心距
a1
dd1
a2
dd2
a Ld Dm 1
44
Ld Dm 2 82
g/2
包角 （小带轮）
a1
1800
dd
2
a
dd1
600
其中
D m (dd1 dd 2 ) 2
2)带型号(普通带、窄带)：由Pc和n1确定。6.计算根数
ka---包角系数
v v 2.小带轮直径
1)初选dd1，使dd1Dmin 2)验算速度(v=dd1n1/60×1000)，
使 min<v< max
z
Pc
10 12
(P0 P0 )ka kL
P0---单根(普通、窄)带传递功率
3.确定中心距 1)如果a颤动，而aLh，包角a1。
=(1-0.01)×1440×125/280 n2=636.4r/min n2/n2<1%满足要求
题头
3.计算带长
1)初定中心距
0.7(dd1+dd2) a 2(dd1+dd2)
0.7×(125+280) a 2(125+280)
283.5 a 810 取a=650mm
2)带长
Ld=Dm+2a+2/a
1.要求 1)表面粗糙度小。
3.结构
章头
第三节带传动的几何计算
带长（基准长度）
a
Ld
Dm
2a
2 a
a1
中心距
a Ld Dm 1
44
Ld Dm 2 82
包角 （小带轮）
a1
1800
dd
2
a
dd1
600
dd1 dd2
其中
D m (dd1 dd 2 ) 2
(dd 2
dd1
) 2
g (dd 2 dd1 ) a
按 定传动比：钟表、带
传
有级变速：变速箱
机 械
动 变传动比 比
无级变速：摩擦轮
传 动
按 摩擦传动
带传动（中间件） 摩擦轮传动
传
动
齿轮、蜗杆传动
方 啮合传动 链传动、同步带传动（中间件） 式
三 传动类型的选择
1.功率与效率 2.线速度 3.传动比是否常数 4.成本、质量
一、带传动的作用
1.作用：
用来传递空间两轴之间的运动和动力。例：
第三篇 机械传动
第七章 带传动 第八章 链传动 第九章 齿轮传动 第十章 蜗杆传动 第三篇小结
目录
机械传动概述
一 传动的作用 二 传动的分类 三 传动类型的选择
篇头
第七章 带传动
第一节 概述
第二节 带和带轮
第三节 带传动的几何计算
第四节 带传动工作情况的分析
第五节 V带传动设计计算
第六节 带传动的张紧装置
a2
g/2
章头
第四节带传动工作情况的分析
一 作用力分析 1.工作载荷引起的工作拉力 2.影响最大有效拉力的因素 3.由离心力产生的拉力
二 带中的应力分析 三 带传动的弹性滑动、打滑和滑动系数 四 带传动的疲劳强度
章头
第五节V带传动设计计算
一 带传动设计的原始数据
3)计算中心距：标准Lda 调整中心距范围：
Dm= (dd1+dd2)/2=(280+125)/2=202.5(mm)
= (dd1+dd2)/2=(280-125)/2=77.5(mm)
及设计内容 1.原始数据：P、n1、n2(或i)、工况 2.设计内容：带型号、长度、 根
数、中心距、带轮直径及结构
二 传动参数选择 1.型号
4.包角(aa1-0.a0115[Lad])=～7(0a0+—0.10230L0d) 5.带的初始拉力
F0
500
PC vZ
( 2.5 ka
ka
)
qv2
1)计算功率：Pc=KAP KA---工况系数
2.组成：主、从动带轮、带组成
3.工作原理： 靠摩擦(平、V带)或啮合
(同步带)传递运动和动力。
4.(靠摩擦的带传动)特点：
1)运行平稳。
5)iC
2)过载保护。
6)尺寸大。
3)适于传动中高速级。 7)轴受力大。
4)中心距大。
8)寿命短。
节头
二、带传动的分类
1.按带形状分 1)平带 2)V型带：窄带、普通带、宽带 3)同步带 4)多楔带 2.按传动形式分 1)开口传动---两平行轴、同向。 2)交叉传动---两平行轴、反向、寿命短。 3)半交叉轴---空间交错轴。
带传动例题
带传动小结 带传动思考题
大作业
篇头
第一节概述
一、带传动的作用及特点 二、带传动的分类
章头
第二节带和带轮
一 V带和带轮
1. V带：窄带、宽带、普通带。
1)带截面
2)带轮截面 3) 截面尺寸
B
b
b
bp
bp
h
ha
j
hf
D0 D
400
d
f
e
2. 带的基准长度 2)质量轻。（速高）
二 带轮设计
2.材料：铸铁、铸钢、铸铝等
(dd 2
dd1
) 2
g (dd 2 dd1 ) a
一 传动的作用
原动部分
传动部分
执行部分
1.使原动机和工作机匹配。 例：揉面机
2.变速、换向。例：汽车变速箱 3.变换运动形式。例：冲床、螺旋传动。
4.多路传动。钟表传动机构。
二Hale Waihona Puke 传动的分类电传动：电能机械能（电机、机车） 传 机械传动：机械能机械能（变速箱） 动 流体传动：液压能机械能（工程机械）
章头
1.确定V带型号 1)工况系数：KA=1.2 2)计算功率： PC=KAP=1.2×7.5=9KW 3)带型号：选A型带
题头
2.确定带轮直径
1)初取dd1 dd1min=75mm 由带选型图 dd1=112～140
取dd1=125mm 2)大轮直径dd2 dd2=(1-e) dd1n1/n2 =(1-0.01)×125×1440/630=282mm 由直径系列 取 dd2=280mm 3)验算n2 n2=(1-e)n1dd1/dd2