22-机械传动系统方案设计-宋宝玉版.ppt
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1、机械系统设计,机械系统设计,机械系统是机械零、部件协同作用的整体, 是零、部件服务的目标。 系统观点: 总体方案 拟定、评价 系统协调 匹配 零部件设计标准、外购、设计 目标多样化: 先进性 经济性 可靠性,2,机械系统设计,一、设计流程与主要内容 1. 设计流程 1)提出任务 内容:预期目标、技术指标、约束条件、最终形式; 方法:调研、预测、可行性论证; 标志:任务书,3,机械系统设计,2)方案设计 内容:五大子系统方案设计、方案评价和方案决策; 方法:功能设计、功能求解、功能组合、原理样机; 标志:方案文档,4,机械系统设计,3)技术设计 内容:运动设计、动力设计、工作能力设计等; 方法:
2、结构方案设计、材料、造型、尺寸等; 标志:技术设计图纸 4) 施工设计 工艺设计、工装设计等 5)产品定型 试验、评审,5,机械系统设计,2. 方案设计主要内容 1)工作机方案设计系统设计的重点 功能原理-运动规律设计-执行机构形式 -运动协调设计; 2)原动机方案设计选型 根据对原动机的运动特性和负载特性要求选择。 负载平稳?过载能力?振动? 型式:柴油机、汽油机、汽轮机、电动机、液压马 达、气动马达、特殊动力(电致伸缩、磁致 伸缩、太阳能、氢能等),6,机械系统设计,3)传动方案设计 a) 传动类型或传动链的型式; b) 各级传动之间的关系:串、并、交叉等; c) 传动比的分配 4)控制系
3、统方案设计解决各部分协调动作 5)辅助部分方案设计 润滑系统、冷却系统、故障监测、安全保护。 如电站、石化设备等,大量必不可少的辅助装置。,7,机械系统设计,3. 方案设计的基础 1)扎实的理论知识 数学、力学、物理 如高低温试验方案 2)丰富的实践经验 3)详细的技术资料 标准件、外购件及其特性,非标件外协问题等 4)新思想、新方法 绕过传统思路,寻求不同的工作原理,8,机械系统设计,4.方案设计中的设计思想 1)现代设计思想: 理论性(理性设计) 创造性(全新设计) 广义性(跨学科) 优选性 扩展性(系列化,改进余地) 设计计算机化 设计信息化,9,机械系统设计,2)系统工程观念: 能量流
4、、物流、信息流、人-机-系统-环境 3)工程设计观念: 有别于纯科学,有技术成份和非技术成份,考虑: 市场适应性;设计规范性;可持续发展性; 造型艺术性;可操作性;安全性/可靠性; 工艺性;可维修性,10,机械系统设计,二、常用动力机械的特性及其选配,11,1、常用动力机械的类型、性能与特点,一次动力机械:水轮机、汽轮机、内燃机(柴油机、汽油机) 二次动力机械:电动机、液压马达、气动马达 特殊动力装置:电场、磁场、太阳能、氢能,常用二次动力机械的类型、性能与特点,机械系统设计,机械系统设计,二、常用动力机械的特性及其选配,13,2、动力机械选配原则和内容,1) 原则: 机械特性与负载特性匹配;
5、 满足系统全工作周期要求; 满足环境要求; 性价比高。,2) 基本内容与步骤: 确定负载特性; 确定工作机工作制度; 选择动力机械的类型; 确定动力机械转速和容量; 确定动力机械数量; 动力系统综合评价。,机械系统设计,二、常用动力机械的特性及其选配,14,3、动力机械的功率估算,机械系统设计,三、执行系统设计,15,1、执行系统的组成,机械系统设计,三、执行系统设计,16,2、执行系统设计需要考虑的问题,运动要求 动力要求 可靠性和寿命要求 体积和质量要求 安全性要求 经济性要求 环境适应性和环保要求 产品外观要求 其它特殊要求精度稳定性、防腐防锈、防污染,机械系统设计,三、执行系统设计,1
6、7,3、执行机构创新设计,机械系统设计,三、执行系统设计,18,3、执行机构创新设计,机械系统设计,四、传动方案设计及评价 1、传动装置的作用 1)增/减速/调速:速度匹配; 2)改变运动形式和方向:运动匹配; 3)改变驱动力的大小:动力匹配; 4)分配动力和运动:如差速器、变速箱等 5)实现特殊目的,如减小尺寸,直升机传动装置、 舰船动力传动装置等,19,机械系统设计,四、传动方案设计及评价 2、传动装置的参数 1)总传动比I总; 2)总功率P总; 3)总传动转距T总; 4)圆周速度等,20,机械系统设计,四、传动方案设计及评价 3、传动装置的类型及选择,21,按工作原理分,机械系统设计,四
7、、传动方案设计及评价 3、传动装置的类型及选择,22,按改变传动的可能性分类,机械系统设计,四、传动方案设计及评价 4、传动方案的拟定原则和传动类型的选择,23,各种传动形式的特点、性能和适用范围,机械系统设计,三、传动方案设计及评价 4、传动方案的拟定原则和传动类型的选择,24,各种传动形式的特点、性能和适用范围,四、传动方案设计及评价 4、传动方案的拟定原则和传动类型的选择,各种传动形式的特点、性能和适用范围,机械系统设计,四、传动方案设计及评价 5、选择传动方案时应考虑的问题,机械系统设计,1)大功率、高强度、长期工作的工况,宜用齿轮传动。 2)低速、大传动比、可用单级蜗杆传动和多级 齿
8、轮传动,也可采用带齿轮传动;带齿轮链传动,但带宜放在高速级,链放在低速级。 3)带传动多用于平行轴传动,链只能用于平行轴传动,齿轮可用于各向轴线传动,蜗杆常用于空间垂直交错轴传动。 4)带传动可缓冲吸振,同时还有过载保护作用,但因摩擦生电,不宜用于易燃、易爆的场合。 5)链传动、闭式齿轮传动和蜗杆传动,可用于高温、潮湿、粉尘、易燃、易爆的场合。,6)有自锁要求时宜用螺旋传动或蜗杆传动。 7)改变运动形式的机构(连杆、凸轮)应布置在运动系统的末端或低速级。 8)一般外廓尺寸较大的传动(如带)和传动能力较低的传动(如锥齿轮),分配给较小的传动比。 9)小功率机械宜用结构简单、标准化高的传动,如减速
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