2016新编机械传动方案创新设计指导书

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1、机械传动方案创新设计1实验目的①理论与实验并不是同步教学，造成两者之间的脱节。为了解决这一问题，本实验增加相关的机械理论基础支撑。使学生将实验中的零件实物，与其对应理论特性关联起来，以深化理论教学。②借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，学生可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。③通过实验测试,深化理论知识，验证仿真结果。将实验-理论-仿真三者有机结合，形成一套相互印证的理论—虚拟—现实一体化机械基础实验课程，从而使学生形成科学的工程问题解决思路。实验课

2、程关系及具体路线见图1，2。图1实验课程关系图图2机械传动方案创新设计实验具体路线2实验设备1)基础平板：其上布置由纵横交错的长槽，主要为了适应不同拼装组合时的中心距变化要求。2)电机:含齿轮减速电机、永磁直流电机部件、交流电机。3）磁粉负载：根据电磁原理和利用磁粉传递转矩的。磁粉制动器具有激磁电流和传递转矩基本成线性关系。在该实验台中作为功率测试加载（负载）使用。4）直齿圆柱齿轮：含8级精度直齿圆柱齿轮和10级精度直齿圆柱齿轮。5）轴类零件：含阶梯轴、键（光）轴、销轴。6）皮带轮：含小带轮和大带轮。7）链轮：含小链轮和大链轮。8）联轴器：含挠性爪型联轴器和套筒联轴器。9）支座类：含曲柄摇

3、杆机构和曲柄滑块机构的支座、轴承座及轴承座支座。10）平面机构用零件：曲柄、滑块和连杆。11）特殊标准件：槽用螺栓；槽用螺栓；槽钢用方斜垫圈3仿真软件—Adams/MachineryAdams/Machinery 通过几何形状创建、子系统连接等自动化动作来引导用户进行预处理，使用户能够更加高效地创建一些通用的机械部件。同时还为通常所需的输出通道提供自动绘制和报告，从而帮助用户进行后处理。1）齿轮模块通过选择正齿轮（内部/外部）、螺旋齿轮（内部/外部）、伞形齿轮（直线和螺旋）、双曲线齿轮、蜗轮齿轮及齿条齿轮来选择齿轮类型，见图3；根据实际工作中心距和齿厚，采用接触建模方法来研究齿间隙；通过行

4、星齿轮向导创建行星齿轮组；在后处理器中生成与齿轮有关的输出；采用自动模型参数化作为参考来进行设计探查。图3齿轮传动模拟图4带传动模拟2）皮带模块通过选择Poly–V型槽皮带、梯形带齿皮带及平滑带来选择皮带类型，见图4；采用二维联结建模方法来计算当旋转轴与球形轴之一平行时段节与皮带轮之间的接触力；采用几何形状设置值来定义皮带轮的位置和几何参数；将张紧滑轮应用到皮带系统上，以便张紧额外的松弛度并控制皮带的走行；使用作用向导将作用力或者运动施加到皮带系统的任意皮带轮上。3）链模块通过选择滚子链和无声链来选择链类型，见图5；采用二维联结建模方法来计算当旋转轴与球形轴之一平行时链节与链轮之间的接触力

5、；将线性、非线性或高级合规性应用到滚子链上；将枢轴、平移或固定导板应用到链系统上；使用作用向导将作用力或者运动施加到链系统的任意链轮上。图5链传动模拟4）轴承模块从14种不同的滚动元件轴承类型中进行选择；从24,000多种成品轴承和/或输入值的库中直接查找轴承参数值；计算轴承反作用力，可选择采用由MSC软件合作伙伴KISSsoft提供的非线性刚性响应嵌入式技术；从超过120种油基和油脂基轴承润滑剂中进行选择；根据对加载、润滑、速度及轴承几何形状敏感的行业标准来预测轴承使用寿命（在指定的仿真条件下）。4实验原理从实现系统功能角度来看，机械系统主要包括下列一些子系统：动力系统、传动系统、执行系

6、统、操纵系统及测试、控制系统，如图6所示。动力系统传动系统执行系统操纵系统与控制系统图6机械系统构成图5实验内容5.1多轴传动包含计算传动比、转速、转矩；旋向的判定；多轴传动的安装及调整；在相同传动比的情况下，不同传动类型的对比；多轴传动结构尺寸的测量；针对具体的多轴传动作对比测试；噪声测量。5.1.1理论部分—机械传动系统方案设计1合理选择传动形式选择传动形式常根据一些指标来进行如：传动效率、输入输出轴的布置、外廓尺寸、质量、工作寿命、可靠性、价格以及结构工艺性。1）对于小功率的传动，在满足工作性能的前提下，选用结构简单、初始费用低的传动，如带传动、链传动、普通精度的齿轮传动。2）对于大

7、功率的传动，尤其是需要长期连续运行的传动，应优先选用传动效率高的传动形式如高精度齿轮传动3）要求传动尺寸紧凑时，应优先选用齿轮传动、蜗杆传动、行星齿轮传动。蜗杆传动结构紧凑的优点只有在大传动比时显著。硬齿面齿轮减速器，承载能力大的新型蜗杆减速器和谐波传动都具有传动比大、结构紧凑等特点。4）当传动的噪音受到严格限制时，应优先选用带传动、蜗杆传动、摩擦传动或螺旋传动。5）当运动有同步要求和精确的传动比要求时，只能采用齿轮传动