第十三章 机械系统设计计算 ·本章主要内容： 1.机械设计的一般方法 2.传动方案设计
第十三章 机械系统设计计算 • 本章主要内容： 1.机械设计的一般方法 2.传动方案设计
机械设计的一般方法 1.机械设计是指规划和设计预期功能的新机械或改进原 有机械 2.机械设计应满足的基本要求 ● 基本要求：适用、可靠、经济、美观 适用满足预期的功能要求，技术性能良好，便于操 作和维护。 ● 可靠要有良好的性能稳定性和安全防护装置。 ● 经济 研制、使用费用尽可能低，生产效率尽可能高 使用寿命尽可能长。也就是要求有尽可能好的综合经 济效果。 美观造型优美、色调宜人
一、机械设计的一般方法 1.机械设计是指规划和设计预期功能的新机械或改进原 有机械 2.机械设计应满足的基本要求 • 基本要求：适用、可靠、经济、美观 • 适用 满足预期的功能要求，技术性能良好，便于操 作和维护。 • 可靠 要有良好的性能稳定性和安全防护装置。 • 经济 研制、使用费用尽可能低，生产效率尽可能高， 使用寿命尽可能长。也就是要求有尽可能好的综合经 济效果。 • 美观 造型优美、色调宜人
机械设计的一般方法 3.设计方法分类 。内插设计外推设计 开发设计 4.机械设计的程序 任务一→调查一→开发计划一→试验、研究 →技术设计一→样机试制、试验、评价 →生产设计一→小批生产一→正式投产
一、机械设计的一般方法 3.设计方法分类 • 内插设计 外推设计 开发设计 4.机械设计的程序 任务－→调查－→开发计划－→试验、研究 －→技术设计－→样机试制、试验、评价 －→生产设计－→小批生产－→正式投产
传动方案设计 机械传动装置设计的任务是分析和确定传 动方案、选定电动机的型号、合理分配传动 比及计算机械传动的运动和动力参数，为设 计计算各级传动零件准备条件
二、传动方案设计 机械传动装置设计的任务是分析和确定传 动方案、选定电动机的型号、合理分配传动 比及计算机械传动的运动和动力参数，为设 计计算各级传动零件准备条件
二、传动方案设计 (一)、拟定机械传动方案 ● 拟定传动方案，应首先考虑电动机的同步转速。 相同容量的同类异步电动机，其同步转速有3000/ min、1500r/min、1000r/min、750r/min四种。电 动机转速越高，则极数越少，尺寸和重量越小，价格 也越低，但机械传动装置的总传动比增大，传动级数 要增多，传动尺寸和成本都要增加。通常多用同步转 速为1500r/min和1000r/min两类电动机。 选定同步转速后，依据电动机的同步转速及工 作机的输入转速n。,可确定传动装置的初估总传动 i三n/n。。然后可根据总传动比大小选择合适的传 动类型
二、传动方案设计 （一）、拟定机械传动方案 • 拟定传动方案，应首先考虑电动机的同步转速。 相同容量的同类异步电动机，其同步转速有3000r／ min、1500r／min、1000r／min、750r／min四种。电 动机转速越高，则极数越少，尺寸和重量越小，价格 也越低，但机械传动装置的总传动比增大，传动级数 要增多，传动尺寸和成本都要增加。通常多用同步转 速为1500r／min和1000r／min两类电动机。 • 选定同步转速后，依据电动机的同步转速nD及工 作机的输入转速nω，可确定传动装置的初估总传动 • 。然后可根据总传动比大小选择合适的传 动类型。 n n i = D
传动方案设计 (二)、选择电动机 1.电动机的类型选择 2.电动机功率的选择 电动机的功率选择合适与否，对电动机的正常工 作和经济性都有影响。功率选得过小不能保证工作机 正常工作，或使用电动机因超载而过早损坏；功率选 得过大则电动机的价格高能力得不到充分发挥，而且 因电动机经常不满载运行，其效率和功率因数都较低 而造成能量的浪费。 电动机所需输出的功率P。(kW)由下式计算： P。=P/n 传动方案确定后，可估算出传动的总效率，然 后确定电动机需要的功率
二、传动方案设计 （二）、选择电动机 1．电动机的类型选择 2. 电动机功率的选择 电动机的功率选择合适与否，对电动机的正常工 作和经济性都有影响。功率选得过小不能保证工作机 正常工作，或使用电动机因超载而过早损坏；功率选 得过大则电动机的价格高能力得不到充分发挥，而且 因电动机经常不满载运行，其效率和功率因数都较低 而造成能量的浪费。 • 电动机所需输出的功率P0 (kW)由下式计算： 传动方案确定后，可估算出传动的总效率，然 后确定电动机需要的功率。 • P0 ＝P
二、 传动方案设计 （三)、总传动比及其分配 1.传动装置的总传动比 2. 各级传动比的分配 若传动装置由多级传动串联而成，则其总传动比为 ● (12-8) i=i1●i2●i3…ik 式中，i1、i2、i3.ik为各级传动的传动比。 合理分配各级传动比，可以减小传动装置的尺寸，减轻其重 量，并改善润滑状况。分配传动比应考虑以下几点： ● 1)各级传动比应在常用范围内： ● )应注意使各级传动件尺寸协调、结构匀称、避免零件发生 干涉
二、传动方案设计 （三）、总传动比及其分配 • 1．传动装置的总传动比 2．各级传动比的分配 若传动装置由多级传动串联而成，则其总传动比为 • (12-8) • 式中，i1、i2、i3…ik为各级传动的传动比。 ， • • 合理分配各级传动比，可以减小传动装置的尺寸，减轻其重 量，并改善润滑状况。分配传动比应考虑以下几点: • 1)各级传动比应在常用范围内； • 2)应注意使各级传动件尺寸协调、结构匀称、避免零件发生 干涉。 • k i = i • i • i i 1 2 3
二、传动方案设计 (四)传动装置的运动和动力参数计算 1.各轴转速计算 2.各轴功率计算 3.各轴转矩计算 D
二、传动方案设计 （四） 传动装置的运动和动力参数计算 1. 各轴转速计算 2．各轴功率计算 3．各轴转矩计算