盐城工学院 机械设计课程设计CAI |
3-1机械传动件设计概述
在机械传动装置总体设计中,拟定传动方案、绘制运动简图是进行装配图设计必不可少的,极为重要的依据。传动装置包含很多机件,其中就包含大小带轮、齿轮、轴、轴承座、机架、联轴器、润滑和密封装置以及各种紧固件等很多机件。这些机件的材料和具体的结构、尺寸并不能从运动简图中反映出来，而必须通过强度或刚度等计算和结构设计来确定。组成传动装置的各机件，并非彼此孤立，而是相互关联和制约、有机地组合在一起。那么，首先应选择哪些机件进行强度、刚度等计算和结构设计呢?正确的回答应是“由主到次、由粗到细”。“主”是指对事物有决定意义的环节。机件虽多，但带轮、齿轮等传动件却是影响或决定整机运动特性的，是主要的；而其他机件则是为了支承它们，联接它们，使之具有确定位和正常工作．因而，在设计次序上，前者应是主导和先行的，后者则是从属的，可以说是必须放在后一步进行。
当然，说传动件在机件设计中应是主导和先行，并不是说其全部结构和尺寸都要在装配草图设计前都加以确定。这是因为一方面传动件与轴以键相联，因而在与之相配的轴的结构尺寸尚未确定之前．其孔径和轮毂尺寸等也就无法确定；另一方面，轮辐、圆角和工艺斜度等结构尺寸对机件间的相对位置、安装及力的分析等关系不大．故无需在装配草图设计以前考虑和完成，而是在装配草图设计、甚至在零件工作图设计过程中“由粗到细”地进行，以便集中精力解决主要矛盾，并减少返回修改的工作量。
各传动件的具体设计计算方法按机械设计教材，下面仅就课程设计中对传动件设计计算时应注意的一些问题作简要提示和说明。
1．要明确各传动件与其他机件的配装或协调关系。
如各传动件需和轴、键配装；装在电动机轴上的小带轮直径与电动机中心高应相称；大带轮不要过大。以免与机架相碰；展开式两级圆柱齿轮减速器中高速级大齿轮不能过大，以免与低速轴相碰等。
2．传动系统中如有变换运动形式的机构。
如连杆、凸轮等，应先设计计算其运动尺寸；如有减速器、变速器等闭式传动，一般应先作闭式传动外的传动件(如带传动、链传动、开式齿轮传动等)的设计计算，以便于确定闭式传动内的传动比及各轴转速、转矩的准确数值，从而使随后设计闭式传动时的原始条件比较准确。
3.要明确在装配草图设计前各传动件应确定的内容。
如对连杆、凸轮等变换运动形式的传动件为各有关的运动尺寸(回转副间中心距、移动副导路位置、凸轮廓线形状尺寸、摆动和移动的极限位置、运动所及空间和轨迹等)；对v带传动为v带型号和根数．带轮的材料、直径和轮缘宽度，中心距与中心线倾角；齿轮(蜗杆)传动为材料、模数、齿数(蜗杆头数)、分度圆螺旋角(蜗杆螺旋升角)、旋向、变位系数，分度圆、齿根圆、齿顶圆直径(蜗轮还有最大直径)、齿宽(蜗杆螺旋长度)及中心距等；对锥齿轮还有锥顶距、分度圆锥角及顶锥角。此外，各级传动的速度、作用力也宜在设计装配草图以前确定．
4．注意材料选择应与设计计算方法、机件工作条件、毛坯制造方法等情况相适应，材料的种类应尽可能少。
如开式齿轮传动，由于润滑、密封条件差，应注意材料配对，使具有较好的耐磨性。选择齿轮材料时，应注意与毛坯制造方法相一致，如当齿轮顶圆直径估计不会超过500mm时，可采用锻造毛坯，其材料应为锻钢；当顶圆直径大于500mm时，多用铸造毛坯，材料相应为铸钢或铸铁，当小齿轮根圆直径与配装轴径相近时，应将齿轮和轴制成蛀体的齿轮轴，此时材料选择还应兼顾轴的要求。不同的蜗杆副材料，适用的相对滑动速度范围不同，因此选材料时要初估相对滑动速度，对成批生产的直径较大的青铜蜗轮宜做成组合结构。