机械原理课程设计样本
机械原理课课程设计

机械原理课课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握机械原理的基本概念,如力、功、能量转换等;2. 学生能描述并分析简单机械系统的运动规律,包括杠杆、滑轮、齿轮等;3. 学生能运用机械原理解决实际问题,如计算力的合成与分解、功的计算等。
技能目标:1. 学生能够运用图示和模型分析简单机械系统的结构及其工作原理;2. 学生能够通过实验和观察,收集和处理数据,得出科学合理的结论;3. 学生能够运用数学知识进行简单的力学计算,提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到机械原理在日常生活和生产中的重要性,培养对机械工程的兴趣和热爱;2. 学生能够通过合作学习,培养团队精神和沟通能力,增强解决问题的自信心;3. 学生能够关注机械原理在科技发展中的应用,培养创新意识和环保意识。
本课程针对初中年级学生,结合学生好奇心强、动手能力逐步提高的特点,注重理论与实践相结合,培养学生的科学素养和实际操作能力。
课程目标具体、可衡量,旨在使学生在掌握机械原理基础知识的同时,提高解决实际问题的能力,激发学生对机械工程的兴趣,培养其创新精神和合作意识。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 机械原理基本概念:介绍力的概念、分类、作用效果;功和能量的概念及其转换关系。
2. 简单机械系统:讲解杠杆原理、滑轮组、齿轮组等简单机械的构造、工作原理及实际应用。
3. 力学计算:学习力的合成与分解、功的计算方法,以及力的作用效果分析。
4. 实践操作:组织学生进行实验,观察简单机械系统的运动规律,进行数据收集和处理。
5. 应用与创新:探讨机械原理在日常生活、生产中的实际应用,激发学生创新意识。
教学内容依据教材章节进行安排,具体如下:第一章:机械原理基本概念1.1 力的概念与分类1.2 力的作用效果1.3 功与能量第二章:简单机械系统2.1 杠杆原理2.2 滑轮组2.3 齿轮组第三章:力学计算3.1 力的合成与分解3.2 功的计算3.3 力的作用效果分析第四章:实践操作4.1 实验一:杠杆实验4.2 实验二:滑轮组实验4.3 实验三:齿轮组实验第五章:应用与创新5.1 机械原理在日常生活中的应用5.2 机械原理在生产中的应用5.3 创新设计探讨教学内容科学、系统,注重理论与实践相结合,旨在帮助学生掌握机械原理知识,提高解决实际问题的能力。
机械原理课程设计方案模板

一、设计背景随着科技的发展,机械原理在各个领域的应用越来越广泛。
为了提高学生对机械原理的理解和运用能力,特制定本课程设计方案。
二、设计目标1. 使学生掌握机械原理的基本理论、基本知识和基本技能;2. 培养学生的创新意识和实践能力;3. 培养学生运用机械原理解决实际问题的能力。
三、设计内容1. 设计主题:根据实际需求,选择一个具有代表性的机械系统,如汽车、飞机、机器人等。
2. 设计步骤:(1)收集资料:查阅相关文献、书籍,了解所选机械系统的基本原理、结构特点、工作过程等。
(2)分析需求:分析所选机械系统的工作原理,确定需要设计的部分,如传动系统、执行机构、控制系统等。
(3)方案设计:根据分析结果,设计所选机械系统的运动方案、传动方案、执行机构方案等。
(4)绘制图纸:运用AutoCAD等绘图软件,绘制所选机械系统的结构图、运动图、传动图等。
(5)计算分析:对设计方案进行力学分析、动力学分析、热力学分析等,确保设计的合理性和可靠性。
(6)撰写报告:总结设计过程,分析设计成果,提出改进建议。
3. 设计要求:(1)方案设计应具有创新性,能够提高机械系统的性能和效率;(2)图纸绘制应规范、清晰,符合国家相关标准;(3)计算分析应准确、合理,能够满足设计要求;(4)报告撰写应结构完整,语言流畅,逻辑严密。
四、课程实施1. 理论教学:教师讲解机械原理的基本理论、基本知识和基本技能,引导学生掌握设计方法。
2. 实践教学:学生根据设计方案,进行实际操作,如绘制图纸、计算分析、仿真实验等。
3. 评价方式:结合学生的设计方案、图纸、计算分析、实践操作等,进行综合评价。
五、预期成果1. 学生能够掌握机械原理的基本理论、基本知识和基本技能;2. 学生能够运用机械原理解决实际问题的能力得到提高;3. 学生能够培养创新意识和实践能力;4. 学生能够提高自己的综合素质,为今后从事相关工作奠定基础。
六、总结本课程设计方案旨在培养学生的机械原理设计能力,提高学生的综合素质。
机械原理课程设计简单版

机械原理课程设计简单版一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握机械原理的基本概念、理论和方法,培养学生对机械设计和制造的兴趣和热情,提高学生的科学素养和创新能力。
知识目标:使学生掌握机械运动、力学基础、机械零件、机械传动等基本概念和理论;了解机械设计的基本原则和方法。
技能目标:培养学生运用机械原理解决实际问题的能力,能运用力学知识分析简单的机械结构;训练学生进行机械设计和制造的基本技能。
情感态度价值观目标:培养学生对机械技术和科学的兴趣,增强学生的科学素养和创新意识,培养学生团结协作、自主探究、勇于创新的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械运动、力学基础、机械零件、机械传动等基本概念和理论,以及机械设计的基本原则和方法。
具体包括以下几个方面:1.机械运动:描述机械运动的基本概念,如位移、速度、加速度等,分析不同类型的机械运动。
2.力学基础:介绍力学的基本定律,如牛顿三定律、能量守恒定律等,分析物体受力情况和运动状态。
3.机械零件:讲解常用的机械零件,如轴、齿轮、弹簧等,了解其工作原理和应用。
4.机械传动:介绍常见的机械传动方式,如齿轮传动、链传动等,分析其优缺点和适用场合。
5.机械设计:讲解机械设计的基本原则和方法,如结构设计、强度计算等,训练学生进行简单机械设计的能力。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体方法如下:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握机械原理的基本概念和理论。
2.讨论法:学生针对某一问题进行讨论,培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解机械原理在实际工程中的应用。
4.实验法:学生进行实验,让学生亲自动手操作,培养学生的实践能力和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,如《机械原理》、《机械设计》等。
机械原理课程设计【范本模板】

机械原理课程设计设计说明书2010/12/设计课题:活塞式压气机机构设计与分析院系:机电工程系专业:车辆工程班级B100209设计者:张xx指导教师:;李xx洛阳理工学院目录一、活塞式压气机的功能与设计要求 (3)1。
活塞式压气机的功能 (3)2。
课程设计内容与要求 (3)3。
活塞式压缩机的工作原理 (4)二、确定执行构件的运动协调配合关系 (5)三、确定机器的运动方案 (5)四、机构的尺寸设计 (7)1.曲柄滑块机构的尺寸设计 (7)2.曲柄滑块机构的运动分析 (7)3.齿轮机构尺寸设计 (9)4。
凸轮机构设计 (10)五、课程设计感想 (13)六、参考文献 (13)一、活塞式压气机的功能与设计要求1。
活塞式压气机的功能活塞式压气机在国民经济各部门占有重要的地位,在各工业部门获得广泛应用。
在冶金工业中, 冶铁炼钢都需要把一定量的空气送给高炉燃烧,以提高高炉内的温度,尤其炼钢过程中,需要高压氧气压缩机,其出口压力达32kg/cm 2.另外氧气的制取过程中,需要用到压缩机压缩空气提高压力,以使氧气和氨气在不同沸点实现分离;在石油及天然气的储运过程中,离不开管道,储罐或压缩机,管道是输送工具,储罐是储存设备,而压缩机等是连接管道和储罐的输送动力;化工行业中,化肥的生产也离不开压缩机,压缩机可以提高氨和氢混合气的压力,然后把混合气体送入合成塔合成氨;精炼石油的过程中,裂化和重整两个工程需要对气体进行压缩;其他需要动力风源的地方,压缩机都是流程中关键的设备之一;在动力和国防工业中,压缩机的使用也是具有举足轻重的地位.例如,小功率燃气机是一种小动力装置,它的特点是体积小,重量轻,便于移动,维护方便,启动快,因而广泛应用于航空,航海,风在应急发电站,移动电站等方面。
2.课程设计内容与要求机器运动方案的生成与最优方案的选择或对已给的几种方案进行分析比较,机器各组成机构的运动尺寸设计和动态静力分析,机器运动简图设计,主体机构运动分析,确定执行构件相互协调配合关系.设计数据要求曲柄滑块机构运动分析H λω1G1G2G3JO1JS2lAs2D [δ]mm rad/s Ⅰ150550*********.0450.181/3LAB1751/40Ⅱ15056065130900.040.161/3LAB 1751/42Ⅲ15057075140850.0350.21/3LAB1751/45数据mm 曲柄滑块机构动态静力分析及飞轮转动惯量确定N kg ·m 设计内容符号单位示功数据表3。
机械原理课程设计模板

机械原理课程设计模板及其基本原理1. 前言机械原理是机械工程专业的一门基础课程,旨在培养学生掌握机械原理的基本理论与分析方法,并能够应用于机械系统的设计、分析与优化。
在机械原理课程中,学生通常需要完成一个课程设计项目,该项目有助于巩固所学的理论知识,培养学生的设计思维和实践能力,加深对机械原理的理解与应用。
本文将详细解释与机械原理课程设计模板相关的基本原理,并提供一个模板,旨在帮助学生更好地完成机械原理课程设计项目。
2. 机械原理基本原理机械原理是研究机械系统的运动和力学性质的科学。
以下是机械原理中的几个基本原理:2.1 虚功原理虚功原理是机械原理中的一个重要概念,其表达了系统在平衡状态下内部约束受力的等效条件。
虚功原理可以用于求解机械系统的静力平衡条件。
虚功原理的表达式如下所示:∑F i⋅δs i=0其中,∑F i表示所有外力的合力,δs i表示系统中每个约束的虚位移。
2.2 惯性力原理惯性力原理描述了非惯性坐标系下,根据观测者的参照系的不同会出现惯性力。
在机械系统中,通常采用非惯性坐标系,因此惯性力原理对于系统的分析与计算非常重要。
常见的惯性力有离心力和科里奥利力等,它们是由于非惯性参照系的旋转和加速度而产生的。
2.3 动量守恒原理动量守恒原理是机械原理中一个基本的动力学原理,描述了物体在运动过程中动量的守恒。
根据动量守恒原理,机械系统在没有外力作用下,系统的总动量保持不变。
动量守恒原理的数学表达式如下所示:∑m i⋅v i1=∑m i⋅v i2其中,m i表示系统中第i个物体的质量,v i1和v i2分别表示物体在运动前后的速度。
2.4 动能守恒原理动能守恒原理是机械原理中的另一个重要原理,描述了系统在无耗散情况下,动能的守恒。
根据动能守恒原理,机械系统中各个物体的动能的总和在运动过程中保持不变。
动能守恒原理的数学表达式如下所示:∑12m i⋅v i12=∑12m i⋅v i22其中,m i表示系统中第i个物体的质量,v i1和v i2分别表示物体在运动前后的速度。
机械原理课程设计pdf陈明

机械原理课程设计pdf 陈明一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握机械基本原理,包括力的作用、简单机械的构成和功能;2. 掌握机械效率的计算方法,并能应用于实际问题;3. 掌握机械运动的基本类型,及其在实际中的应用。
技能目标:1. 能够运用所学知识分析并解决简单的机械问题;2. 能够设计简单的机械装置,并进行效率评估;3. 能够通过实际操作,验证机械原理的相关理论知识。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械原理学习的兴趣,激发其探究欲望;2. 培养学生的团队合作意识,使其在合作解决问题中体验到学习的快乐;3. 培养学生尊重科学、严谨求实的态度,形成正确的价值观。
课程性质:本课程为初中物理机械原理部分,结合学生年级特点,注重理论知识与实际应用相结合,强调动手实践和合作探究。
学生特点:初中生正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段,对机械原理有一定的好奇心,但需要具体实例和实践活动来辅助理解。
教学要求:教师应采用多元化的教学方法,如案例分析、小组讨论、实验操作等,引导学生主动参与,提高学生的实践能力和创新能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果,使学生在课程结束后能够达到预期的教学效果,为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 简单机械原理:包括杠杆、滑轮、轮轴等基本类型及其应用;- 教材章节:第三章第三节《简单机械的应用》2. 机械效率的计算与评估:介绍机械效率的定义、计算方法及其在实际机械中的应用;- 教材章节:第三章第四节《机械效率的计算》3. 机械运动类型:平移、旋转等基本运动类型及其在生活中的应用实例;- 教材章节:第三章第五节《机械运动类型及其应用》4. 实践活动:设计并制作简单的机械装置,进行效率测试;- 教材章节:第三章实践活动《制作一个简单机械装置》教学大纲安排:第一课时:简单机械原理的学习与应用;第二课时:机械效率的计算与评估;第三课时:机械运动类型及其在实际中的应用;第四课时:实践活动,设计制作简单机械装置并进行效率测试。
2023年机械原理课程设计书

2023年机械原理课程设计书篇一:机械原理课程设计教学大纲《机械原理》教案适用班级:机本开课时间: 20 -20 学年第学期教学方式:多媒体教学附件: 1、机械原理课程设计教案2、机械原理课程教学大纲3、机械原理教学设计一览表4、机械原理教学进度表5、机械原理学习指南6、机械原理MCAI教案(单行本)7、班级情况一览表机电工程学院8月第一章绪论(1)总课次:1第二章机构的结构分析(3)第三章机构的性能分析(1)总课次:4篇二:《机械原理》教案(2)机械原理课程设计大纲课程类别:必修学时:1周课程性质:集中实践教学学分:2 适用专业:机械设计制造及其自动化执笔人: __一、基本目的与任务机械原理课程设计是工科院校学生在大学期间利用已学过的知识第一次比较全面的、具有实际内容和意义的课程设计,也是机械原理课程的一个重要的实践教学环节。
机械原理课程设计是将知识转化为能力的桥梁,其主要目的是进一步巩固和加深学生所学的理论知识,并将其系统化;培养学生综合运用所学知识独立解决实际问题的能力和初步培养学生进行创新设计的能力;使学生初步掌握机械运动方案设计,并在机构分析与综合方面受到一次比较全面的训练。
二、教学基本内容通过对某种简单机器(它的工艺动作过程比较简单)的分析,进行机械运动简图的设计,其中包括机器动能分析、工艺动作过程确定、执行机构的选择、机械运动方案的评定、机构尺度综合等。
具体内容包括:按照给定的机械总功能要求,分解成子功能进行机构的选型和组合;设计该机械系统的几种运动方案,对各运动方案进行对比和选择;对选定方案中的机构——连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、其他常用机构及组合机构进行分析和设计;制定机构运动循环图;画出机构运动简图。
每个学生应完成的设计工作量:1、机械运动简图、主要机构装配图一张(A1或A2图纸)2、零件工作图一至两张(A3或A4图纸)3、设计说明书一份三、教学要求1、机械总功能的分解根据所要设计的机械总功能要求,选定机械的工作原理并进行功能分解。
机械原理课程设计模板

机械原理课程设计模板一、设计题目设计一个具有自动上下料功能的数控车床。
二、设计目标1. 实现自动上下料功能,减少人工干预;2. 提高生产效率,降低成本;3. 确保加工质量和精度。
三、设计思路1. 设计一个自动进给装置,实现自动上下料;2. 选择适当的数控系统,确保加工精度;3. 采用合适的刀具和夹具,提高加工效率和质量。
四、主要部件设计1. 自动进给装置:采用气缸驱动的夹爪进行上下料操作;2. 数控系统:选择高性能的数控系统,确保加工精度;3. 刀具和夹具:选择合适的刀具和夹具,提高加工效率和质量。
五、详细设计方案1. 自动进给装置:(1)采用气缸驱动的夹爪进行上下料操作;(2)在车床床身两侧分别安装一个气缸来控制夹爪的开合;(3)通过传感器来检测工件是否到位,并控制气缸的开合。
2. 数控系统:(1)选择高性能的数控系统,如西门子840D等;(2)通过编程来控制车床的加工过程,确保加工精度。
3. 刀具和夹具:(1)根据加工要求选择合适的刀具和夹具;(2)采用快换刀片和夹具,提高换刀效率。
六、设计结果1. 实现了自动上下料功能,减少了人工干预;2. 提高了生产效率,降低了成本;3. 确保了加工质量和精度。
七、设计优化方案1. 可以增加一个自动检测装置,检测加工后的零件尺寸是否符合要求;2. 可以增加一个自动清洗装置,清洗车床和刀具等部件。
八、结语本设计实现了自动上下料功能的数控车床的设计,并提出了优化方案。
通过该设计,可以提高生产效率和质量,并降低成本。
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广东工业大学华立学院课程设计(论文)课程名称_________机械原理____ __题目名称_____步进输送机__________学生学部(系)_________________专业班级______________________学号______________________学生姓名______________________指导教师______________________年月日目录一、步进输料机的主要设计过程 (4)二、步进输料机结构简图 (4)三、设计简述 (4)3.工作原理 (4)3.传动方案 (5)3.3设计要求 (6)四、部分结构解析 (6)4.直齿齿轮分析 (6)4.1.1精度分析 (7)4.1.齿轮副的侧隙分析 (9)4.1.3受力分析 (9)4.1.4载荷分析 (11)4.1.5齿面接触疲劳强度计算 (12)4.1.6齿根弯曲疲劳强度计算 (13)4.2V带传动分析 (15)4.2.1 带传动受力分析 (15)4.2.2 带出动的传动比 (17)4.3凸轮机构及其设计 (19)4.3.1 强等加速减速运动规律 (19)4.3.2用解析法设计盘型凸轮轮廓 (21)4.3.3 滚子直动从动件凸轮机构 (22)4.4轴的分析及其设计 (24)4.4.1轴的概述 (24)4.4.2提高轴刚度和强度的措施 (25)五、自我评价 (28)六、参考书籍 (29)七、附图 (29)一、步进输料机的主要设计过程步进输送机的主要设计过程二、步进输料机结构简图(见书后附图)三、设计简述§3.1工作原理当电源接通后,电动机带动带轮1转动,带轮2通过V型带与带轮3相连,(其中带轮3与齿轮4、凸轮5通过轴连接,)带轮3内部的星心轮把电动机的转速ω降到一定的转速ω1,则此时齿轮与凸轮的转速相同,既是ω1。
之后,凸轮的转动控制杆机构6,使A杆的收缩和伸长控制工件是否落下(具体情况我们后面会提到杆机构6时的介绍和计算,其中A杆是在伸缩弹簧作用下进行工作的),落下一个工件后杆A伸长阻止下一个工件的落下,同时配合齿轮带动齿形皮带转动把工件送到加工处5加工。
齿轮的间歇配合使工件间歇运动。
每前进一次后,齿轮4的空隙时间用于工件的加工,达到步进的目的。
§3.2传动方案此机构的传动方案大体上没什么不同,在杆结构6 的问题上有所不同的意见,我们组进行了紧张的讨论:一种观点是采用从动件圆柱凸轮机构(图3-1),s=sψ图(3-1)图(3-1)第二种方案是采用齿轮与齿条的配合(图3-2)。
s=sψ而另一种观点是采用从动件盘形凸轮与摇杆机构的组合图(3-3)。
图(3-3)这三种方案的目的都是为了间隔性的阻止工件落在传送带上。
考虑到设计时尺寸等作用,另外也借助杠杆的放大作用,我们最终选择了方案三。
§3.3设计要求通过对《机械原理课程设计指导》(主编张永安编著张永安徐锦康王超英)一书中46页的题目八——步进送料机机构设计与分析的学习,并在伙伴们的帮助下认真分析总结,设计了此机构。
此机构要求送料机自动送料,每分钟送料30个,且每次送料的距离相同,经加工后方可继续进料,准确无误的完成快速加工。
四、部分结构解析§4.1 直齿齿轮分析我们都知道齿轮传动是应用极为广泛的传动形式之一。
其主要特点时:能够传递任意两轴间的运动和动力,传动平稳、可靠,效率高,寿命长,结构紧凑,传动速度和功率范围广。
但是,齿轮需要专门设备制造,加工精度和安装精度较高,且不适宜远距离传动。
本设计中的变速箱图(4-1)在此,我们进行有关变速箱3中齿轮的各项分析。
包括精度、受力、载荷、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度等。
§4.1.1精度分析我们都知道齿轮传动的工作性能、承载能力及使用寿命都与齿轮的制作精度有关,精度过低将影响齿轮传动的质量和寿命,而且精度过高又会增加制造成本。
因此在设计齿轮传动时,应根据工作情况合理选择齿轮的精度。
国家标准《渐开线圆柱齿轮精度》和《锥齿轮精度》中规定,将影响齿轮传动的各项精度指标分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个公差组。
各公差组对传动性能的影响如下。
(1)第Ⅰ公差组精度等级用于限制齿轮在一转内其会转角误差不得超过某一限度,以保证运动传递的准确性。
(2)第Ⅱ公差组精度等级用于限制传动时瞬时传动比的变化不得超过某一限度,以减少冲击、震动和噪声,使运动传递平稳。
(3)第Ⅲ公差组精度等级用于保证相啮合的两齿面接触良好,载荷分布均匀。
标准中还规定齿轮精度分为12个等级,第一级最高,第12级最低。
一般机械中常用的精度等级为6~9级。
齿轮的精度等级应根据传动的用途、使用条件、传动的功率、圆周速度及其他技术要求规定。
选择时,先根据齿轮的圆周速度确定第Ⅱ公差组的精度等级(见表4-1),第I公差组精度等级可比第Ⅱ公差组精度等级低一级或同级,第Ⅲ公差组精度等级不能低于第Ⅱ公差组精度等级。
在此,根据我们的设计“步进送料机”的特点:齿轮强度高、转速低、传动稳,应选取精度等级为9级、圆周速度为≤3的齿轮。
§4.1.2齿轮副的侧隙分析齿轮工作时,其非啮合一侧有一定的间隙,称为齿侧间隙。
这个间隙对于储存润滑油,补偿轮齿的制造误差、受力变形和受热膨胀均是必要的,否则齿轮在传动中就有可能卡死或烧伤。
侧隙量的大小按齿轮工作条件决定,设计中所选定的最小极限侧隙应能足以补偿齿轮工作时的热变形和贮油。
国家标准规定了14种齿厚极限偏差及中心距极限偏差。
标准中规定,在固定中心距极限偏差的情况下,通过改变齿厚偏差的大小而得到不同的最小侧隙。
通常买取中等价格的,市场价一般为2680元/套。
§4.1.3 受力分析图4-2(a)所示为一对标准直齿轮圆柱齿轮在标准中心距安装条件下的受力情况。
在分析齿轮传动受力时,用齿宽中点的集中力代替沿齿宽的分布力,并忽略摩擦力。
当转矩T1由主动轮1传递给齿轮2时,齿轮间的作用力是沿着啮合线作用在齿面上的,此力的方向即为齿面在该点的法线方向,故称为法向力F n。
为了便于分析,在节点处将F n分解为两个互相垂直的力,图4-2(b)表示出作用于齿轮1上的法向力F n的分解情况:与分度圆相切的圆周力F t和沿半径方向作用的径向力F r。
(a)(b)图4-2 直齿圆柱齿轮传动的作用力 112tan cos t r t t n T F N d F F N F F N αα⎫=⎪⎪⎪=⎬⎪⎪=⎪⎭圆周力径向力法向力 (4-1) 式中: T 1为主动轮传递的转矩,即()6111=9.5510P /n N mm T ⨯ 其中, P 1为主动齿轮传递的功率(kW ),n 1为主动齿轮的转速(r/min ); d 1为主动齿轮的分度圆直径(mm );α为分度圆的压力角。
作用在主动轮和从动轮上的各对力等值反向。
各分力的方向为:①主动轮上的圆周力F t 1是阻力,它与主动轮的回转方向相反;从动轮上的圆周力是F t 2驱动力,它与从动轮的回转方向相同;②两齿轮的径向力F r 1、F r 2分别指向各自的轮心。
§4.1.4 载荷分析按式(4-1)计算的F t 、F r 和F n 均是作用在齿轮上的名义载荷。
在实际工作中,还有考虑多方面因素的影响,①由于原动机或工作机的工作特性不同,其振动和冲击也不相同;②由于齿轮的制造误差,两齿轮啮合的基圆不会完全接触,使得瞬时速度比变化而产生动载荷;③由于齿轮安装时的误差,或轴因受弯矩产生弯曲变形、受转矩产生扭转变形等原因,使得载荷沿齿宽方向分布不均匀,如图(4-3)。
当齿轮相对轴承不对称布置,或载荷集中现象严重时,综合考虑轴弯曲和扭转变形的影响。
非对称布置时,齿轮远离转矩输入端会使载荷分布不均匀现象得以缓和。
图(4-3)齿轮载荷沿齿宽分布不均匀性考虑以上因素,应将名义载荷乘以阻碍和系数,修正为计算载荷。
进行齿轮的强度计算时,按计算载荷进行设计,与法向力对应的计算载荷为nc n 4-2F KF()式中:K为载荷系数,按表4-2选取。
§4.1.5 齿面接触疲劳强度分析一个齿轮的啮合可看作两个圆柱体的接触。
因此,轮齿表面最大的接触应力可近似运用弹性力学中的赫兹公式计算。
即[]()3.5243H H Z σσ=≤-式中:u 为两齿轮的齿数比,“+”用于外齿轮,“-”用于内齿轮。
为了便于设计计算,引入齿宽系数ψd =b/d 1,代入上式,得到齿面接触疲劳强度的设计公式为:()144d ≥-Z E区域系数。
设计中我们采用的材料都是钢,E Z =将其分别代入式(4-3)和式(4-4),得到一对钢制齿轮的齿面接触疲劳强度的设计公式:()145d ≥-一对钢制齿轮的齿面接触疲劳强度校核公式为[]()46H H σσ=≤-应用上述公式时应注意:一对齿轮啮合时,两齿轮间的接触应力σH 1和σH 2相等,但许用接触应力[σH 1]和[σH 2]一般不相等,应将[σH 1]和[σH 2]中较小的值代入公式计算。
§4.1.6 齿根弯曲疲劳强度分析齿根弯曲疲劳强度计算是为了防止齿根出现疲劳折断。
因此,我们还考虑力应保证齿根最大应力σF 不大于齿轮材料的许用弯曲应力[σF ]。
在此我们把齿轮看作为一悬臂梁。
根据材料力学的相关理论并结合齿轮传动的特点,得齿根弯曲疲劳强度的校核公式为[]()112112247F F S F S F KT KT Y Y Y Y bmd bm z σσ==≤-式中:T 1是主动轮的转矩,单位为N ·mm ;Y F 称为齿形系数,见表(4-3);Y S 称为应力修正系数,见表(4-4);b 为齿轮的接触宽度,单位为mm ;m 为模数;z 1是主动轮齿数;[σF ]是轮齿的许用弯曲应力,单位为MPa 。
表4-4 标准外齿轮的齿形系数S引入齿宽系数ψd =b/d 1,代入式(4-7),得到齿根弯曲疲劳强度的设计公式为[]()1214-8F Sd F KT Y F m z σ≥应用此公式时应注意:齿数不同,故两齿轮的齿形系数Y F 和应力修正系数Y S 也是不同的,且两齿轮的许用弯矩应力[σF ]也不一定相同,因此必须分别校核两齿轮的齿根弯曲疲劳强度。
所以我们在设计时,将两齿轮的Y F Y S /[σF ]值进行比较,取较大值代入式(4-8)中计算的。
计算所得的值根据表4-5查出标准模数。
4.2 V 带传动分析§4.2.1带传动受力分析由于带传动以初拉力F 0张紧地套在两个带轮上,在F 0的作用下,带与带轮的接触面上产生正压力。
未工作时,带两边的拉力相等,且都等于F 0,如图(4-4)。
当工作时,主动轮对带的摩擦力F f 与带的运动方向相反。
所以主动边(即下边)被拉紧,拉力又F 0增加到F 1;从动边(即上边)被放松,拉力由F 0减少到F 2,如图(4-5)。