产品结构设计全册配套最完整精品课件1.pptx

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产品结构设计全册配套最完整精品课件1,产品结构设计,概述铸造壳体、箱体焊接壳体、箱体冲压壳体注塑壳体、箱体,第一章、壳体、箱体结构设计,1.1、概述,一、壳体、箱体功能与作用壳体与箱体没有本质上的区别:

壳体:

从产品构造和结构特点上的称谓,具有包容内部组成部件且厚度较薄的特征,如电视机壳。

箱体:

从零部件功能和结构特征方面的定义,具有包容、支撑等结构功能且相对封闭的特点,如汽车变速箱。

壳体、箱体的主要功能,以图1-1为例:

容纳、包容:

将产品构成的功能部件容纳于内。

定位、支撑:

支撑、确定产品构成各零部件的位置。

防护、保护:

防止构成产品的零部件受环境的影响、破坏或其对使用者与操作者造成危险与侵害。

装饰、美化:

工业造型设计主要关注的问题。

其他:

依产品的功能和使用目的而定。

二、壳体、箱体的结构特点与设计要求,结构特点:

在满足强度、刚度等设计要求的基础上,通常采用薄壁结构,并设置有容纳、固定其他零部件的结构和方便安装、拆卸等结构。

结构设计时除考虑其主要功能、作用外,还应考虑以下几个要素:

设计要求:

见后面图例说明。

定位零部件:

以图1-2为例,固定的零部件与运动的零部件在结构上有所不同。

便于拆、装:

以图1-3、4为例,考虑产品的组装、拆卸和维修、维护,箱体多设计成分体结构,各部分通过螺丝、锁扣等进行组合连接。

考虑拆卸的设计:

以图1-5为例,不考虑拆卸的设计。

考虑材料及加工、生产方式:

产品功能和使用目的决定外壳材料,生产成本和批量决定加工、生产方式,进而决定壳体、箱体的结构设计。

考虑装饰与造型装饰与造型的设计应结合产品的功能、构件的材料及加工、生产方式进行。

三、壳体、箱体的设计准则与程序,保证刚度、强度、稳定性及加工性的设计准则刚度:

对于承受较大载荷及作为支撑和其他零部件定位的壳体和箱体,刚度是主要设计准则。

强度:

强度时考虑壳体、箱体的防护和保护性能进行设计的基本准则,分静态和动态两方面考虑。

稳定性:

受压及受压弯结构都存在失稳问题,特别是薄壁腹部还存在局部失稳问题,必须校核。

加工性:

铸造、注塑构件应考虑液体的流动性、填充线和脱模,冲压件应考虑材料延展性和拉伸能力,并做相应的计算。

壳体、箱体的通常设计步骤与程序初步确定形状、主要结构和尺寸。

常规计算。

静动态分析、模型或实物试验及优化设计。

制造工艺性和经济性分析。

详细结构设计,1.2、铸造壳体、箱体,一、铸造壳体、箱体的特点有较高的刚度、强度:

铸造构件一般壁厚较大,适合对刚度强度要求较高的产品外壳;也可以在铸件上制作部分其他结构部件。

造型适应性强:

可制作比较复杂和变化不规则外形,以图1-6、7、8为例。

表明粗糙,尺寸精度低。

封闭性好:

以图1-9为例。

工艺灵活性打、成本低。

其他:

铸铁材料具有减震、抗震性能和耐磨、润滑性能。

造型适应性强:

可制作比较复杂和变化不规则外形,造型适应性强:

可制作比较复杂和变化不规则外形,造型适应性强:

可制作比较复杂和变化不规则外形,封闭性好,铸造成型的主要缺点:

铸造组织的晶粒比较粗大,且内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等缺陷,力学性能一般不然锻件。

铸造生产工序繁多,工艺过程较难控制,废品率较高。

工作条件较差,劳动强度比较大。

二、铸造壳体、箱体常用材料铸铁:

铸铁流动性好,体收缩和线收缩小,容易获得形状复杂的铸件,在铸造时加入少量合金元素可提高耐磨性能。

铸铁分类:

灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁。

铸造碳钢:

铸钢熔点高、流动性差、收缩率大,吸震性低于铸铁,弹性规模较大。

铝合金:

纯铝强度低、硬度小,因此,制造产品壳体常采用铝合金材料。

常用铝合金有:

铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金。

三、铸造工艺流程砂型铸造:

砂型铸造时应用最广泛的铸造方法,其生产过程如图1-10所示。

砂型的结构组成如图1-11所示。

砂型铸造有适应性强、生产简单等优点,但砂型铸造生产的铸件尺寸精度较低、表面粗糙、内在质量较差,且生产过程较复杂。

与砂型铸造比较,有以下几个特点:

铸件精度及表面质量高。

能够铸造各种合金铸件。

生产批量不受限制。

熔模铸件的形状可以比较复杂。

熔模铸件的重量不宜太大。

熔模铸造:

熔模铸造的工艺流程如图1-12所示。

与砂型铸造比较,金属铸造有以下的特点:

实现了“一型多铸”。

铸件的力学性能提高。

精度及表面质量高。

金属型的制造成本高、周期长;铸型透气性差、无退让性,易产生冷隔、浇不足、裂纹等铸造缺陷。

金属型铸造:

用金属制成的铸造型腔,进行浇注获得铸件的铸造方法,如图1-13所示。

与砂型铸造比较,有如下优点:

铸件尺寸精度、表面质量高。

铸件的强度和表面硬度高。

可铸造形状复杂的薄壁铸件。

生产效率高。

压力铸造的缺点:

设备投资大,压型成本高。

压铸高熔点合金时,压型的寿命低。

压力铸造:

如图1-14所示,在高压下,使液态或半液态金属以较高的速度填充铸型的型腔,并在压力作用下凝固而获得铸件的方法。

离心铸造:

如图1-15所示,将液态合金浇入高速旋转的铸型中,使金属在离心力的作用下填充铸型并凝固成型。

与砂型铸造比较,有如下特点:

工艺过程简单,节约金属和其他原材料。

铸件组织致密,无缩孔、气孔、夹渣等缺陷,力学性能好。

铸造合金的种类不受限制。

铸件的内表面质量差,孔的尺寸不易控制。

四、铸造壳体、箱体结构设计,在设计铸造壳体、箱体结构时,除考虑壳体设计的总体要求与准则,还应重点结合铸造生产的工艺特点,考虑相关的工艺性。

在此,结合一些典型设计实例进行有关讨论。

铸造时处于水平位置,易造成气孔和夹渣,如图1-16所示。

尽量减少凹凸部分,简化制造工艺,如图1-17所示。

考虑出模工艺,应在结构上设计拔模斜度,包括内腔结构,如图1-18所示。

对于砂型铸造,尽量减少活块部分,简化制造工艺,如图1-19所示。

凸台距离分型面较近时,为避免使用活块,可将凸台延长至分型面或取消凸台,如图1-20所示。

如图1-21所示,修改一些局部结构,保证砂型牢固。

如图1-22图1-24所示,修改不合理凸台,达到保护砂型进而保证铸件质量的目的.,如图1-25、图1-26所示,修改结构避免使用型心或减少型心数量。

铸造零件一般存在一定内应力,经过一段时间,内应力消除,零件会产生一定变形,影响几何精度与使用性能,尺寸越大的铸件,影响越大。

一般铸件在机加工前,要经过一定处理。

铸铁铸件消除内应力的方法:

时效处理,热处理,机械振动法。

铸钢件一般都需要热处理。

壳体、箱体铸件的关键部位一般需要精加工。

主要部位包括:

壳体、箱体分离部分之间的连接部位。

壳体、箱体与内部零部件的定位与连接部位。

壳体、箱体与外部其他零部件的连接部位及地脚部位。

五、铸造零件的处理与加工,1.3、焊接壳体、箱体,一、焊接壳体、箱体的特点焊接壳体、箱体有以下特点:

适用范围广。

使用灵活。

生产周期短。

强度高。

焊接的主要缺点是:

造型能力较差。

加工精度较低。

焊接部位表面质量较差。

焊接产生一定的内应力,造成成品变形。

电弧焊:

利用电弧作为热源的熔焊方法,称为电弧焊。

手工电弧焊:

设备简单,使用灵活、方便、通用,但对操作人员的技能要求较高。

不适宜焊接活泼金属及难熔合低熔点金属。

埋弧自动焊:

利用连续送进的焊丝在焊剂层下产生电弧而自动进行焊接的方法,如图1-27、1-28所示。

埋弧自动焊的主要特点:

生产效率高,焊缝质量好,焊接规范自动控制。

适用于大批量生产,可焊接中、厚钢板(660mm)。

气体保护焊:

用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。

保护气体主要有两种:

惰性气体(氩气和氮气)和活性气体(二氧化碳),其中氩弧焊,应用比较广泛。

二、焊接的方法与适用场合,埋弧自动焊,埋弧自动焊,电阻焊:

利用电流通过工件及焊接接触面间所产生的电阻热,将焊件加热至塑性或局部熔化状态,再施加压力形成焊接接头的焊接方法。

有点焊、缝焊、相对焊三种形式。

点焊:

其基本结构如图1-29所示,适用于焊接4mm以下薄板广泛用于汽车、飞机、电子、仪表和日常生活用品生产。

缝焊:

焊接厚度3mm以下的薄板搭接,主要应用于生产密封容器和管道等,如图1-30所示。

三、焊接壳体、箱体的设计,焊接结构材料的选择:

选用焊接性好的材料来制造焊接结构壳体、箱体。

含碳量低的碳钢和合金钢具有良好的焊接性。

焊接方法的选择:

根据材料的焊接性、工件厚度、生产率要求、各种焊接方法的适用范围和设备条件等综合考虑。

焊接接头工艺设计:

手工电弧焊接头基本形式有四种,如图1-31所示。

除搭接接头外,其余接头在焊件较厚时需开坡口。

坡口的基本形式如图1-32所示。

焊缝布置应遵循以下原则:

便于施焊:

焊缝设置必须具有足够的操作空间以满足焊接工艺需要。

如图1-33、1-34所示。

有利于减少焊接应力与变形:

尽量选用尺寸规格较大的板材、型材。

避开最大应力区和应力集中部位。

避开或远离机械加工面。

便于施焊,1.4、冲压壳体,一、冲压壳体的特点板料冲压制造产品壳体具有下列特点:

生产率高、操作简单。

产品质量好。

材料利用率高。

造型能力强适用广泛。

主要缺点:

集中在模具方面。

冲模设计、制造复杂,成本高,且一件一模,局部更改,也要更换模具。

小批量生产成本较高,图1-35的模型就是例子。

二、冲压工艺与模具,冲压设备主要有剪床和冲床两大类。

常用小型冲床的结构如图1-36所示。

冲压基本工序如图1-37所示。

冲压模具按冲床的每一次冲程所完成工序的多少划分为简单冲模、连续冲模及复合冲模。

简单冲模在冲床的一次冲程内只能完成一道工序。

如图1-38所示,简单冲模的结构简单,成本低,生产率低,主要用于简单冲裁件的生产。

连续冲模在冲床的一次冲程中,在模具的不同位置上可以同时完成两道以上的工序,如图1-39所示。

连续冲模生产率高,易于实现自动化,但结构复杂、成本高,适于大批量生产精度要求不高的中、小型零件。

复合冲模在冲床的一次冲程内,在模具的同一位置上可以同时完成两道以上的工序,如图1-40所示。

复合冲模生产效率高,零件加工精度高,但模具制造负责,成本高,适用于大批量生产。

在设计冲压壳体结构时,须综合考虑产品结构需要、零件结构强度、材料特性与成型能力、冲压模具复杂性及冲压工艺等因素。

如图1-41、1-42所示。

冲压壳体设计,往往易关注结构造型和功能,而忽视生产加工工艺,使得模具结构复杂、生产成本加大,特别是对于结构上需要弯曲和拉伸成型部分。

三、冲压零件的设计,板料弯曲时,内侧金属受切向压应力,产生压缩变形;外层金属受切向拉应力,产生伸长变形。

当拉应力超过材料的抗拉强度时,即会造成金属破裂。

坯料厚度越大、弯曲半径越小,材料所受的内应力就越大,越容易弯裂,所以必须控制弯曲半径,通常取为板厚的0.25-1倍以上,材料塑性好时取下限。

弯曲时尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直,如图1-43所示。

设计弯曲件时应加强变形部位的刚性,如图1-44所示。

在设计拉伸壳体时,应注意拉伸变形的影响,如图1-45所示。

1.5、注塑壳体、箱体,一、注塑壳体、箱体的特点注塑壳体、箱体有以下特点,如图1-46为例。

生产周期短,生产效率高,易于实现大批量、自动化生产。

可使用材料丰富,适应性强。

产品质量较高,一致性好、互换性强,成本低。

几何造型能力强,可生产现状、结构复杂的产品。

功能性与装饰性结合好。

明显的缺点:

注塑模具成本较高,不适于单件、小批量生产。

强度、表面硬度较低,扛冲击、磨损性能差,局部细小结构在维修过程易损坏。

材料存在老化问题,耐久性差。

二、注塑工艺与模具,典型注塑工艺过程如图1-47所示。

注塑模具在结构组成上是比较复杂的,按功能、作用分以下几个部分:

成型部分:

模具的核心部分,由可分合的两部分组成,类似于凸模和凹模。

浇注系统排溢、引起系统冷却系统脱模机构模架,三、注塑壳体、箱体设计,注塑壳体、箱体的结构设计应综合考虑产品要求、外观造型、注塑材料、各功能局部、生产加工条件及成本等因素。

壁厚设计尽可能均匀,如图1-48所示。

在壳体转弯连接处,避免使用锐角连接,如图1-49所示。

在壳体结构上,尽量避免表面凹陷,如图1-50所示。

第三章、连续运动结构设计,概述旋转机构设计直线运动机构曲线运动机构,3.1概述,一、常用运动结构的功能与种类运动机构种类繁多,产品的设计功能决定所选择和采用的机构。

根据运动机构在产品中的作用,可分为执行机构和传动机构。

如图3-1,以自行车为例。

车轮的转动前轮的左右摆动、车闸的摆动抱合和变速拨叉的摆动是设计要求的基本运动,是实现自行车功能需要执行的运动。

直接保证这些运动的相应机构是飞轮、前叉合件、车闸组件及拨链器,按功能称为执行机构。

为实现这些运动,需要相应的机构和装置将源动力和运动传递到执行机构,按功能称为传动机构。

车轮的旋转通过曲柄链轮链条将脚蹬动力传递给飞轮实现,车闸和拨链器的运动通过柔性钢丝(本质是连杆)将作用在闸把和控制器上的运动和动力传递给相应的执行机构完成。

曲柄链轮和链条、闸把和钢丝、变速控制器和钢丝等即为所谓的传动机构。

图3-2为一药片包装机数片机头结构示意图。

由图3-2可知,在产品或机械系统中,执行机构的主要作用是实现所需功能动作(包括执行运动和执行力),而传动机构(传动链)则负责传递、变换、调节运动和动力,以适应不同产品的功能需要。

无论是执行机构还是传动机构,实现产品设定运动功能可选择和采用的具体机构种类和形式都不是唯一的。

一个具体产品中的运动机构通常可能由多个结构环节组成,为了研究、分析和设计方便,可将其分解为一个个相对独立的结构环节或简单机构,如图3-2中的齿轮、蜗轮和蜗杆。

运动结构设计通常就是选择、配置、组合、设计这些简单机构。

运动机构的种类可按照运动构件的运动规律或轨迹分为平面机构和空间机构两种。

空间机构的运动构件可在三维空间中运动,其运动自由度至少在两个以上,如图3-3中的筛子。

平面机构的运动构件在某一平面内运动。

按照机构运动构件的运动规律特征,运动机构又可分为转动机构、直线运动机构、曲线运动机构、往复运动机构、间歇运动机构。

最常用的是按照机构的结构特点分类的运动机构,即分为齿轮机构、链传动机构、槽轮机构、曲柄滑块机构、连杆机构等。

二、机构学基础,机构通常由相互间有规律相对运动的刚性体组成,这些刚性体称为机构的构件。

机构中自身相对静止的构件称为机架,其他构件称为运动构件。

构件可以是一个零件,也可是由若干零件组成的刚性系统。

机构的构件间允许相对运动,构件间需采用活动连接。

这种使构件间保持接触又允许相对运动的连接成为运动副。

面接触的运动副称为低副,点或线接触的运动副称为高副。

运动副按运动范围可分为空间运动副和平面运动副两类,常用的是平面运动副。

平面运动副按运动形式特征又可分为转动副、移动副、螺旋副、圆柱副等。

在机构分析中,运动副常采用简图符号表示,如图3-4所示。

运动副决定了所连接构件间的相互运动关系,运动副将构件连接起来,同时也限制了被连接构件的自由度。

机架固定,运动自由度为0.一个通过转动副与机架相连的构件,只有相对机架转动一个自由度,如图3-5(a),整个机构仅需一个独立参数即可确定机构各构件的位置,此机构有一个自由度;在此运动构件末端,再通过转动副连接一个运动构件,如图3-5(b),则第二个运动构件相对第一个运动构件有一个运动自由度,加上随同第一个运动构件的一个转动自由度,共有二个自由度,机构也需要二个独立参数确定各构件的相对位置,机构自由度为2;同理,图3-5(c)的机构有三个自由度。

确定运动机构各构件位置所需独立参数的总个数称为机构的自由度。

一个机构的自由度数应大于0,否则机构无法运动、不成立。

机构中用于输入驱动力的构件称为驱动构件(也称原动件或主动件),驱动构件数应与机构的自由度数相同;其他运动构件称为传动构件(也称从动件);将运动和动力向外传递的构件又称为输出构件(也称执行构件)。

在机构学中,一般利用构件和运动副符号及一些简单的线条、图形表示机构的结构组成、几何形状、相对位置关系等,称为机构运动图,如图3-6所示。

绘制机构运动简图时,一般是在分析清楚机构工作原理的基础上,分析运动副的种类和数目,确定出机架、驱动件和从动件,然后将构件简化为杆件,用线条图表示出各构件、运动副及相对位置关系。

机构运动简图不仅表示机构的结构和尺寸,也可表示出构件的相对运动关系,最好按比例绘制。

3.2旋转运动机构,齿轮机构齿轮机构是最常用的转动机构,通常由两个齿轮组成一组,依靠齿轮的啮合传递转动和扭矩。

齿轮机构传动准确可靠、传递功率大、效率高结构紧凑且使用寿命长。

齿轮形式种类很多,常见的齿轮形式如图3-7所示。

齿轮按轮齿齿廓曲线形式可分为渐开线齿轮、摆线齿轮、圆弧齿轮、正玄曲线齿轮等,其中渐开线齿轮应用最广泛。

齿轮可按齿轮外观几何形状、轮齿走向特征等分类,参见图3-7中各齿轮的名称。

齿轮传动机构中啮合的轮齿保持紧密接触,配合使用的齿轮轮齿大小和齿廓形状必须一致。

轮齿的大小决定齿轮传递扭矩的能力,轮齿越大,能力越大。

轮齿的大小称为齿轮的模数,模数在国标中已经标准化、系列化。

齿轮制造时,使用相应标准模式的刀具加工。

齿轮配对使用构成齿轮机构。

一对齿轮中靠近驱动源的称为主动轮,另外一个称为从动轮。

两齿轮的齿数比(从动轮齿数除以主动轮齿数)称为传动比,传动比是齿轮传动的一个基本参数。

齿轮的转速与传动比成反比;齿轮承受的扭矩比与传动比成正比。

蜗轮蜗杆机构属于特殊的齿轮机构。

蜗轮蜗杆的传动方向是单向的,即蜗杆只能作为主动件,蜗轮只能作为从动件。

蜗杆的头数为主动轮齿数,一般蜗杆头数较少(常用头数为1),因此蜗轮蜗杆机构的传动比较大。

常见蜗轮蜗杆形式如图3-8所示。

齿轮齿条机构是齿轮机构的另外一个特例,相当于大齿轮直径无限大的齿轮传动,如图3-9所示。

齿轮齿条机构可实现旋转与直线运动间的转换。

制造齿轮的材料常见的有钢、黄铜、尼龙、塑料等。

机械设备和一些重要的传动机构常用钢材作为齿轮的制造材料,配对使用的一对齿轮中,小齿轮转速高、齿轮磨损快,表面硬度需比大齿轮高。

仪表、钟表等机构中,齿轮传递扭矩小,常用黄铜制造齿轮,表面摩擦小且容易加工。

尼龙齿轮传动噪声小,常用于轻载、高速的轻工设备和机电一体化产品中,如照相机、复印机、打印机等。

塑料齿轮柔性好、运转噪声小,且可铸塑生产、成本低,但传动载荷小、使用寿命短,常用于电动玩具等不重要场合。

蜗轮蜗杆机构运动摩擦大,工作状况较差,因此蜗杆常采用钢材制造,蜗轮则选择铸铁材料。

实际产品结构中,为满足传动要求,常采用多组齿轮机构组成的传动链,图3-10为机械照相机的卷片机构。

轮系是采用两个以上齿轮构成的一类齿轮传动机构,其中一个齿轮轴为输入轴,一个齿轮轴为输出轴,其他齿轮负责逐级传递运动。

根据轮系传动时齿轮轴线相对机架是否变化,轮系分为定轴轮系和周转轮系两类。

图3-10中,各齿轮直线式排列构成的轮系最简单,属于直排定轴轮系,相当于一对齿轮机构的逐级传动,传动比和结构变化小。

图3-11为一较简单的周转轮系示意图,两个中心轮分别为输入、输出周。

周转轮系中,围绕固定中心轴转动的齿轮称为中心轮,轴线绕中心轮或其他轴转动的齿轮称为行星轮,其运动仿佛行星绕太阳转动,因此这类轮系也称为行星轮系。

周转轮系有很多用途,其特殊用途主要有:

实现大传动比(可达几千),满足特殊传动要求,且结构紧凑,节省空间;实现运动的合成与分解,典型的例子是汽车后桥变速器装置,将发动机的转动以不同的速度分配给左右两轮,用于汽车转弯变速。

作为周转轮系的一个例子,图3-12为自行车后变速轴的结构,通过操纵链控制可实现三级变速。

采用行星轮系变速,结构紧凑。

二、带传动机构,带传动又称皮带传动,结构简单、成本低,在很多现代机械设备和工业及家用产品中得到使用,如机床、汽车、洗衣机、缝纫机、录音机等。

如图3-13所示,带传动机构由主动带轮、从动带轮及传动带构成,传动带以一定张力套在两个带轮上。

主动带转动时,依靠带轮与传动带的摩擦力使从动带轮转动,实现传动。

摩擦力的大小取决于带轮与传动带间的接触压力、接触长度和摩擦系数。

带传动机构的主要特点有:

传动轴中心距较大;靠摩擦传动,过载打滑,可防止过载对系统重要零部件的破坏;运转平稳、吸振、噪声小;结构简单成本低、维护保养容易。

由于在正常传动过程中也存在打滑现象且与负载的变化有关,因此带传动可靠性差,不能保证恒定传动比,传动效率较低,传动带使用寿命短;另外带传动机构结构尺寸较大,实现大传动比困难,也不适于高温、易燃、易爆的使用场合。

带传动机构使用传送带的类型与传动的效果和能力关系很大,常见的传动带如图3-14所示。

平皮带最早使用牛皮制作,故而得名。

现代常采用平皮带有胶带、钢带和复合材料带等几种。

胶带又称为橡胶带、帆布袋,有纤维织物与橡胶粘结而成,抗拉强度大、制作容易,但耐油性能较差,常用于简单传动系统。

钢带用冷轧薄钢片制成,强度大、变形小,用于特殊场合。

复合材料带常用高强度尼龙或聚酰胺等材料做强力层,以皮革作摩擦面,另一面使用耐磨橡胶。

复合材料带承载能力强、传动性好、使用寿命长,是目前应用最多的平皮带。

圆形带有皮制、麻质、钢丝制等几种。

圆形带结构简单、传动力大,常用于工作状况恶劣的场合,如起重设备、建筑工地设备等。

V形带以棉线、化纤绳等为芯外裹橡胶制成。

V形带一般制成环状无接头带,断面呈梯形,两斜面与带轮槽接触,摩擦力大,滑动小、工作可靠、运转平稳。

V形带应用最广泛,属于标准化、系列化中的部件。

多楔带综合了平皮带与V形带的优点,运转速度高、可达传动比大,主要用于传动要求高、功率大等主要工作场合。

带传动突出的缺点是工作中打滑问题,不能保证稳定、可靠的传动比。

同步齿形带有效解决了这一问题。

如图3-15所示,齿形带使用时需采用相应的同步齿形带轮,其传动为啮合传动,传动带与带轮间无相对滑动,兼有齿轮传动和带传动的优点。

齿形带传动比可达10,适于高速传动,主要用于传动要求准确的中、小功率传动系统中,如测量仪器、轻工机械、绘图仪、平板扫描仪等。

图3-16为用于激光雕刻机激光头移动位置的实例照片。

带传动机构中,两带轮轴线可以再同一平面内平行或交叉,也可不一个平面内,利用传动带与带轮的不同缠绕方法,可构成不同的带传动形式,如图3-17所示。

带传动机构一般设有张紧装置,如图3-18所示。

张紧装置可增加带轮与传动带间的接触压力和接触长度(包角),也能避免因传动带松弛产生的影响。

张紧的方式一般采用施力机构作用在传动带上,通过传动带的环状路径改变实现。

三、链传动机构,链传动机构由主动链轮、从动链轮及环绕在链轮上的封闭链条组成,如图3-19所示。

链传动属于啮合传动,传动扭矩大、速度高,传动稳定可靠,传动比准确。

链条的种类较多,按用途可分为起重链、牵引链和传动链三种。

前两种分别适合于起重机械和输送用机械使用。

用于旋转传动机构中主要适用传动链。

传动链按结构分为滚子链和齿形链两种,如图3-20所示。

滚子链由滚子链节和销轴链节交替连接而成,结构简单、成本低重量轻,但在传动使用过程中链节伸展、节距变化产生振动和噪声。

滚子链主要用于中、轻载荷及非高速运转的普通传动场合。

齿形链链节两端有与链轮齿面相配合的齿廓翼板,保证啮合时齿轮与链条啮合面紧密贴合接触,运转时噪声小,传动平稳。

齿形链的主要缺点是结构复杂、重量大、成本高。

齿形链主要用于高速、高精度的传动系统。

链轮齿数一般选择为奇数,以便磨损均匀。

从动轮与主动轮齿数之比定义为链传动的转速比。

由于链传动存在同时参与啮合齿数问题,链传动的转速比不宜太大,通常取56以下。

链传动机构两链轮的回转平面必须在同一平面内,两轴线相互平

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