16.3 机械传动方案设计 | |||
机械传动方案拟定的是否合理、得当,对机械的性能、质量和成本有着很大的影响。在设计传动方案的同时,应考虑机器的工作性能、适应性、可靠性技术先进性和经济性等各方面因素。在对若干的传动方案进行技术、经济性能指标综合分析评价后,才能从中确定满意的传动方案。 | |||
16.3.1 传动方案设计的依据 | |||
在进行机械传动方案设计时应综合分析以几方面情况: 1.机器原动机功能参数和执行构件运动形式或动作要求; 2.机器的工作情况及工作时执行构件承受载荷的状况; 3.传动系统的重量、外廓尺寸及整体布置要求; 4.机器工作环境要求,粉尘、温度、腐蚀、易燃易爆等; 5.安全使用方便、外型美观大方; 6.经济性要求,以最低的成本获得最佳的功能。 | |||
16.3.2 机械传动方案的拟定 | |||
机械传动方案的拟定的主要任务是根据机器的设计要求,合理选择机构进行恰当的组合排序,绘出传动方案简图,使设计的机械传动系统能较好的实现预期的功能。机械传动方案的设计并无一成不变的模式可循,应结合所设计机械的特点,具体要求和运动条件,综合分析比较,才能拟定出较好的机械传动系统方案。在此,仅就传动方案拟定的一些基本原则作简要论述。 1.尽可能采用简单的运动链 2.应具有较高的机械传动效率 3.合理安排传动机构的顺序 4.合理分配各级传动比 5.合理安排功率传递顺序 6.保障机械安全运转 | |||
16.3.3传动方案设计的一般步骤和方法 | |||
1.传动方案设计的一般步骤 2.设计的一般方法 (1) 类比法:借鉴现有机器的传动设计方案,进行适当的技术改进和功能开发研究,即可完成方案设计。 (2)功能模块法:从功能要求出发,将总功能分解为若干个基本子功能,选择满足子功能要求的机构,并组合成可行的传动方案。 (3)形态模块放:对组成传动系统的各子功能求解,找出可能实现的方案,将子功能及实现方案分列矩阵,建立矩阵描述传动系统。 | |||
3.传动线路选择传动系统中根据功率传递流向,大致可分为: (1)串联式单路传动:如下图示,当系统中只有一个执行机构和一个原动机时,采用此传动路线较为适宜。由于全部能量流过每一 个传动机构,故所选的传动机构必须都具有较高的效率,或消耗功率大的机构放在运动链的前端,以保证整个系统具有较高的总效率。 原动机 → 传动机构1 → 传动机构2→ 传动机构k→ 执行机构 (2) 并联式分路传动:如下图示,当含有多个执行机构且各执行机构所需的功率之和并不很大时,可采用这种传动路线,为使系统具有较高的总效率,在传递功率最大的支线上,应选择效率较高的传动机构。 → 传动机构11 → 传动机构12 → … 传动机构1k → 执行机构1 → 传动机构21 → 传动机构22 → … 传动机构2k → 执行机构2 . . . . 原动机 . . . . . . . . → 传动机构n1 → 传动机构n2 → … 传动机构nk → 执行机构n (3)混合式传动:如下图示是串联和并联或几种传动线路的组合。
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采用的运动链越短,使用的机构和零件数就越少,这不仅可降低制造成本,而且减少传动环节,降低了功耗,也可提高 机械效率。此外,传动环节减少,传动中的积累误差减少, 也有利于提高机械传动的精度。 |
机械传动效率取决于组成机械的各个机构的效率。机械中包含有效率较低的机构时,都会使总效率随之降低。机械中各 运动链所传递的功率相差较大,其中主传动链所传递的功率 较大,因此,设计时应着重考虑使主传动链具有较高的机械 传动效率。 |
变换转速的机构尽量安排在与原动机相联的高速级。转变运动形式的机构应安排在运动链的末端,与执行机构靠近。 |
当运动链为减速传动时,传动比分配按"前小后大"原则进行,相邻两级传动比相差不易过大,且高速级传动比略低于 低速级的传动比,这样逐级减速,可使机构较为紧凑。每一 级传动比应在其常用的范围内取值。见表16-3 |
功率分配应按"前大后小"的原则,即消耗功率较大的运动链安排在前,这样即可减少传递功率的损失,又可减少构件 尺寸。 |
根据机械的工作情况,为保证机械安全运转,应在传动链中,设置过载保护装置,或具有自锁能力的机构或装设制动器。 |