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机械设计基础知识点

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死点位置:曲柄摇杆机构中,若以摇杆为原动件,当连杆与从动件(曲柄)共线时的位置称死点位置。这时机构的传动角γ=0,压力角α=90o,即连杆对从动曲柄的作用力恰好通过其回转中心A,不能推动曲柄转动。

存在死点位置的标志:连杆与从动件共线。 摇杆为原动件,有2个死点位置;

曲柄为原动件,没有死点位置。(因连杆与从动杆不会共线)

§3.3 铰链四杆机构的曲柄存在条件

铰链四杆机构存在曲柄的条件:

(1)最短杆与最长杆的长度之和,小于或等于其余两杆长度之和; (2)连架杆和机架中必有一个是最短杆。

根据上述曲柄存在条件可得以下推论:

①铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和,则 取最短杆的相邻杆为机架时,得曲柄摇杆机构;

取最短杆为机架时,得双曲柄机构;

取与最短杆相对的杆为机架时,得双摇杆机构。

②铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和,则不论取何杆为机架时均无曲柄存在,而只能得双摇杆机构。

§3.4机构演化方式

一、曲柄滑块机构 转动副转化为移动副

根据导路中心m-m是否通过曲柄转动中心A,可分为对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构。

二、偏心轮机构 扩大转动副尺寸

第八章 挠性传动

第一节 带传动概述

1、传动原理:以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件,靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力。

2、优点:1)有过载保护作用 2)有缓冲吸振作用 3)运行平稳无噪音

4)适于远距离传动(amax=15m) 5)制造、安装精度要求不高 3、缺点:1)有弹性滑动使传动比i不恒定

2)张紧力较大(与啮合传动相比)轴上压力较大

3)结构尺寸较大、不紧凑

4)打滑,使带寿命较短

5)带与带轮间会产生摩擦放电现象,不适宜高温、易燃、易爆的场合。

4、主要类型与应用

1)平型带传动——最简单,适合于中心距a较大的情况 2)V 带 传动——三角带

3)圆带 传动——功率小,轻载、小型机械

4)多楔带传动——适于传递功率较大要求结构紧凑场合

5)同步带传动——啮合传动,高速、高精度,适于高精度仪器装置中带比较薄,比较轻。

第二节 带传动的工作情况分析

2.1带传动的力分析

预紧力:F0 ( 工作前,两边初拉力F0 =F0 ) 工作时,两边拉力变化:

紧边拉力:F1 , (F0→F1) 拉力增加,带增长 松边拉力:F2 , (F0→F2) 拉力减少,带缩短 假设总长不变→ 带增长量=带缩短量

有效拉力:Fe=F1-F2 带沿接触弧上摩擦力的总和:Ff 有效拉力=带沿接触弧上摩擦力的总和 Fe =Ff=F1-F2

F0F01F0F02在初拉力一定的情况下,带与带轮之间的摩擦力有一极限值,当带和带轮之间的有效拉力超过接触弧上极限摩擦力的总和时,带和带轮间将发生显著的滑动,这种现象称为打滑。

有效拉力F(N)、带速υ(m/s)和传递功率P (kW)之间的关系为:P?Fv 1000当Ff 达到极限值 Fflim时,带传动的有效拉力达到最大值,这时,F1与F2的关系可用欧拉公式表示,即 F1?F2ef?

efa?11Fec?2F0fa?F1(1?fa)e?1e

由于小轮包角小于大轮包角,所以计算带传动所能传递的有效拉力时,包角取小轮包角。 需要注意的是,V带用当量磨擦系数fv代替f(?为带轮槽角): fv?f/sin增大初拉力、包角和增大摩擦系数都可提高带传动所能传递的圆周力。

(1)初拉力F0↑→Fec↑, 因为压力越大摩擦力越大,但F0过大,会加剧带的磨损. (2)包角α↑→Fec↑,因为包角α越大,带与带轮接触弧越长,总摩擦力越大. (3)摩擦系数f↑ →Fec ↑

?2

2.2 带的应力分析

传动时,带中的应力由以下三部分组成:

(1)拉应力:由紧边和松边拉力产生的拉应力(单位为MPa) 紧边拉应力

F1(MPa) A松边拉应力 F?2?2(MPa) AF有效拉应力

???1??2?(MPa)A

?1?式中:A为带的横截面积(mm2) F1?F2??1??2

(2)离心应力:离心力产生的拉应力

离心力只发生在带作圆周运动的部分,但因平衡它所引起的拉力,却作用在带的全长上。

q?2离心拉应力为:?c?

Aq是传动带单位长的质量(㎏/m),v是带速(m/s)

(3)弯曲应力:?b?Eh ddE是带的弹性模量(MPa),h是带的厚度(mm),dd是带轮的基准直径(mm)

两个带轮直径不同,所以带在两个带轮上的弯曲应力不同,小带轮上的弯曲应力大于大带轮上的弯曲应力。

可知,小带轮直径dd1越小,带的弯曲应力越大。因此,对于指定型号的V带,dd1不允许过小。但同时要注意到 dd1过大将使带传动的结构尺寸过大。

最大应力:?max??1??c??b1

如图最大应力产生在由紧边进入小带轮处: 在一般情况下,弯曲应力最大,离心应力最小

2.3弹性滑动及打滑

1、弹性滑动

定义:由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑动 产生的原因:带的弹性、松边与紧边拉力差 弹性滑动的特点:弹性滑动率:??弹性滑动不可避免 Fe↑ 后果:

带速滞后于主动轮,超前于从动轮 →v1> v带> v2 ,v1 > v2 带传动传动比不稳定 i?2、打滑

定义:带沿带轮面发生全面滑动 产生的原因:Fe>Fflim 特点:

打滑可以避免,而且应当避免 短时打滑起到过载保护作用 打滑先发生在小带轮处 后果: 打滑

带的剧烈磨损

从动轮转速剧烈降低失效

弹性滑动扩展到整个接触弧

显著滑动(打滑)

弹性滑动 ↑

弹性滑动范围↑

变形量改变,相对轮滑动

v1?v2?100% v1dd2dn1??d2 n2dd1(1??)dd1

机械设计基础知识点

死点位置:曲柄摇杆机构中,若以摇杆为原动件,当连杆与从动件(曲柄)共线时的位置称死点位置。这时机构的传动角γ=0,压力角α=90o,即连杆对从动曲柄的作用力恰好通过其回转中心A,不能推动曲柄转动。存在死点位置的标志:连杆与从动件共线。摇杆为原动件,有2个死点位置;曲柄为原动件,没有死点位置。(因连杆与从动杆不会共线)
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