項目一 機械傳動裝置概述

機械設計基礎

“機械設計基礎”是一門技術基礎課程。主要研究機器中常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本的工作原理和計算方法。通過本課程的學習，能綜合運用先修課程的知識（如機械制圖、工程力學等），培養(yǎng)初步具有簡單機械傳動裝置的認識、維修能力，為進一步學習專業(yè)課和今后從事相關工作打下基礎?；疽?/p>

（1）掌握常用機構的組成、運動特性，初步具有分析常用機構的能力。（2）掌握通用機械零件的工作原理、結構特點、設計計算和維護等知識，并具有設計簡單機械傳動裝置的能力。（3）具有應用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等有關技術資料的能力。（4）獲得實驗技能的初步訓練。項目一機械傳動裝置概述本課程的研究對象：機械機械為機器與機構的總稱任務一帶式輸送機機械傳動裝置的認識帶式輸送機，又稱為膠帶輸送機（俗稱“皮帶”），是一種重要的散狀物料運輸設備，輸送能力大、耗電量小、連續(xù)輸送，被廣泛應用于各個行業(yè)。帶式輸送機傳動裝置主要采用V帶傳動和一級閉式齒輪傳動，機械傳動裝置如圖1-1所示。帶式輸送機機械傳動裝置主要包含帶傳動、齒輪傳動、軸、軸承、鍵連接、螺紋連接等零部件的設計與選用，是本門課程學習的主要內容。任務二機械設計基本知識的認識一、機器

工廠中：車床、銑床、刨床、磨床、壓床等。農村中：拖拉機、收割機等。家庭中：冰箱、洗衣機、自行車等。

機器具有以下共同特征：（1）機器的主體是若干機構的組合；（2）用于傳遞運動和動力；（3）具有變換或傳遞能量、物料或信息的功能。潤滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)機器的組成動力裝置傳動裝置執(zhí)行裝置控制系統(tǒng)

傳動裝置――在原動機與執(zhí)行機構之間傳遞運動、轉換運動方式的裝置。機械傳動裝置是本課程研究的主要內容之一。

二、機構

機構是若干構件的組合，各構件間具有確定的相對運動，但不具備機器的變換或傳遞能量、物料、信息的功能。

常用機構：

連桿機構、凸輪機構、間歇機構、齒輪機構等。連桿機構齒輪機構凸輪機構間歇機構三、構件和零件1.構件構件：機構中作相對運動的各個運動單元。

構件是運動的單元：可能是單一的剛體或是多個零件的剛性組合。如；內燃機中的曲軸或連桿。連桿1－連桿體；2－連桿蓋；3、4、5－軸瓦；6－螺栓；7－螺母；8－銷曲軸2.零件零件是機器中的制造單元。零件分為兩類：

（1）通用零件：各種機器中普遍使用的零件，如齒輪、軸承、彈簧、螺栓等。（2）專用零件：特定類型機器中所使用的零件，如曲軸、活塞、葉片、吊鉤等。2.研究各種通用機械零件（連接件、傳動件、軸系件等）的結構、特點及工作原理、選用原則、設計和計算方法、使用及維護等。四、本課程研究的內容1.常用機構（連桿機構、齒輪機構、凸輪機構、間歇運動機構）的組成形式和運動特性、選用原則，以及機器動力學基礎知識。2.經濟性要求。經濟性要求貫穿于零件設計的全過程，要零件成本低廉。五、機械零件的基本設計要求1.使用要求。設計的零件應在預定的使用壽命周期內按規(guī)定的工作條件可靠地工作。六、機械零件設計的一般過程（1）根據(jù)零件的功能及使用要求，選擇零件類型并擬定計算簡圖。（2）分析零件的受力狀況，考慮各種因素對載荷的影響，確定計算載荷。（3）根據(jù)零件的工作條件，合理選擇材料及熱處理方法，并確定許用應力。（4）分析零件可能的失效形式，確定設計準則，確定零件的基本尺寸。（5）確定零件的主要參數(shù)和幾何尺寸，確定零件結構。（6）繪制零件工作圖，擬定技術要求。產品規(guī)劃結構方案設計原理方案設計技術設計施工設計可行性報告設計任務書原理方案圖結構設計草圖總裝配圖部裝圖、零件圖技術文檔投產和售后服務七、機械零件的失效分析及設計計算準則1.機械零件的失效分析機械零件喪失預定功能或預定功能指標降低至許用值以下的現(xiàn)象，稱為機械零件的失效。強度不夠所引起的破壞是最常見的零件失效形式。零件的失效形式有磨損、表面壓潰、塑性變形、打滑、過量彈性變形、疲勞點蝕、膠合、斷裂、振動失效等。七、機械零件的失效分析及設計計算準則2.設計計算準則零件抵抗失效的安全工作限度稱為零件的工作能力。根據(jù)不同失效原因建立起來的工作能力判定條件，稱為零件的設計計算準則，主要有強度準則、剛度準則、耐磨性準則、振動穩(wěn)定性準則、散熱性淮則、可靠性準則。任務三

電動機的選擇及參數(shù)計算

帶式輸送機原動部分為電動機，是整個機器的動力來源。電動機已經標準化、系列化，需按照工作機的要求，根據(jù)傳動方案選擇電動機的類型、容量和轉速，并在產品目錄中查出其型號和尺寸。一、電動機的類型和結構形式的選擇

電動機按照工作電源種類可以分為直流電動機和交流電動機，一般工廠都采用三相交流電，因此多采用交流電動機，其中以普通型異步電動機應用最多。

目前應用最廣的是Y系列自扇冷式籠型三相異步電動機，其結構簡單、啟動性能好、工作可靠、價格低廉、維護方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場合。

在經常需要啟動、制動和正、反轉的場合（如起重機），則要求電動機轉動慣量小、過載能力大，應選用起重及冶金用三相異步電動機YZ型（籠型）或YZR型（繞線型）。二、確定電動機功率

電動機功率的選擇直接影響到電動機的工作性能和經濟性能的好壞。如果所選電動機功率小于工作要求，則不能保證工作機正常工作，使電動機經常過載而提早損壞；如果所選電動機功率過大，則電動機經常不能滿載運行，功率因數(shù)和效率較低，從而增加電能消耗、造成浪費。確定電動機功率的原則是電動機的額定功率Pe稍大于電動機工作功率Pd，即Pe≥Pd，這樣電動機在工作時就不會過熱，一般情況下可以不校驗電動機的起動轉矩和發(fā)熱量。三、確定電動機轉速

同一類型、相同額定功率的電動機也有幾種不同的轉速。低速電動機的極數(shù)多、外廓尺寸及重量較大、價格較高，但可使傳動裝置的總傳動比及尺寸減小，高轉速電動機則與其相反。

設計時應綜合考慮各方面因素選取適當?shù)碾妱訖C轉速。三相異步電動機有4種常用的同步轉速，即3000r/min、1500rmin、1000r/min、750r/min，一般多選用同步轉速為1500r/min或1000r/min的電動機。三、確定電動機轉速

由工作機的轉速要求和傳動機構合理傳動比范圍，推算出電動機轉速的可選范圍，即nd=（i1·i2…in）nW

式中：nd一電動機可選轉速范圍；i1·i2…in