工程机械设计第2章 工程机械传动系统

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机械设计第二章

机械设计第二章

破坏正常工作条件引起的失效 胶合
打滑、共振、
机械电子工程学院
机械零件失效的实例:
齿轮轴断裂 整体塑变
轮齿磨损
机械电子工程学院
机械零件失效的实例:
齿轮轮齿折断
轴承内圈破裂
轮齿塑性变形
机械电子工程学院
轴承外圈塑性变形
机械零件失效的实例:
被联件拉断
被联件相对滑移
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轴瓦磨损
齿面接触疲劳
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2. 经验设计
根据经验关系式,用类比的方法所进行的设计。如:箱
体的结构设计
2016/12/27
48
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3. 模型实验设计
把初步设计的零、部件或机器作成小模型或小尺
寸样机进行实验。如:飞机、桥梁的风洞实验。
机械电子工程学院
第八节 机械零件设计的一般步骤
机械电子工程学院
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四、质量小的要求
减小零件质量的好处: 节约材料。 减小惯性;改善机器的动力性能。 便于运输。
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五、可靠性要求
机械零件设计过程中存在不确定因素 参数不确定性:尺寸参数(制造精度) 设计参数(数据不足)
模型不确定性: (1)材料各向同性;
(2)小变形及线弹性;
(3)简化的简支梁; (4)圆柱体接触; (5)齿轮都是刚性体。
编制技术文件
第二节
机器的运动学设计
设计机器的一般程序
根据确定的结构方案 确定原动件参数(功率、转速、线速度) 确定各运动部件的运动参数(转速、速度、加速度)
机器的动力学计算
计算各主要零件所受的名义载荷
零件的工作能力设计
依据零件的设计准则和名义载荷,确定零部 件的基本尺寸

轮式工程机械传动方案

轮式工程机械传动方案

轮式工程机械传动方案一、轮式工程机械传动系统的特点1. 高传动功率轮式工程机械通常需要处理大量的工程任务,因此需要具有高传动功率的传动系统。

例如,装载机在进行装载作业时需要有足够的功率来提升和倾斜斗杆,而推土机在进行推土作业时需要有足够的功率来推动刀头。

2. 复杂的工况轮式工程机械通常需要在复杂的工况下工作,例如坡度、不平地面、泥泞等。

因此,传动系统需要具有良好的适应性,以保证机械设备在各种工况下都能正常工作。

3. 高可靠性轮式工程机械通常需要长时间连续工作,因此传动系统需要具有高可靠性,以减少故障和维修时间。

4. 环保需求随着环保意识的增强,轮式工程机械的传动系统也需要符合环保要求,例如减少噪音、降低排放等。

二、轮式工程机械传动系统的组成轮式工程机械的传动系统一般包括发动机、变速箱、传动轴、差速器、驱动桥等部件。

其中,发动机提供动力,变速箱将发动机的动力传递给传动轴,传动轴将动力传递给差速器,差速器将动力传递给驱动桥,最终通过驱动桥将动力传递给轮胎。

在这些部件中,变速箱是传动系统的关键部分。

它决定了机械设备的行驶速度和牵引力,因此需要具有合理的齿轮设计和可靠的结构。

三、轮式工程机械传动系统的传动方案根据轮式工程机械传动系统的特点,我们可以提出一种合理的传动方案。

首先,需要选择一种适合高功率传动的变速箱,例如液力变速箱或电动传动系统。

液力变速箱具有良好的扭矩传递特性,适合轮式工程机械的工作特点,而电动传动系统则具有快速响应和良好的节能特性。

其次,需要设计一种适合复杂工况的传动轴和差速器。

传动轴需要具有良好的扭矩传递特性和高的强度,以适应各种工况下的传动需求。

同时,差速器需要具有合理的传动比和可靠的结构,以确保车辆在不同工况下都能平稳行驶。

最后,需要选择一种高可靠性的驱动桥。

驱动桥需要具有良好的扭矩传递特性和高的可靠性,以确保车辆在长时间连续工作下不易发生故障。

同时,我们还需要注意环保要求。

传动系统需要具有低噪音、低排放等特点,以符合环保要求。

第二章机械系统的总体设计

第二章机械系统的总体设计

第十二页,共85页。
(污)衣物 净水 洗涤剂
主功能
(动洗力涤功衣能物)
(净)衣物 脏水
动力功能
控制功能
驱损 动耗 能能
洗涤方式 输入
洗涤过程 显示
结构
第十三页,共85页。
2.系统的原理方案总体(zǒngtǐ)分析
例1:制造一个零件 采用切削加工;采用挤压成型;采用激光烧结快速成型
切削机床 压力加工机床 激光快速成型设备
第五页,共85页。
例2-1 更换普通自行车的传动系统,并改变部分结构后开 发的变速赛车(sài chē);发动机作四缸、六缸、直列、V 形等改型设计。 多数产品属于变型设计。随着技术水平的提高和市场需 求的变化,应掌握产品生命周期的特征,适时地对老产 品进行改进。 3. 仿型设计(Selecting Design) 它是指有同类产品可供参考,原理和结构完全或部分已 知。原理、结构和性能一般不变,只作工艺性变化,以 适应本企业的生产特点和技术装备要求。通常采用反求 设计(Reverse Design)方法。
机械系统总体设计的主要内容包括: 1.系统的原理方案的构思 2.结构方案设计 3.总体布局与环境设计 4.主要参数及技术指标的确定 5.总体方案的评价与决策
在总体设计过程中,应逐步形成下列技术文件: 系统(xìtǒng)工作原理简图;主要部件的工作原理图; 方案评价报告;总体设计报告;系统(xìtǒng)总体布置图。
功能→工作原理(yuánlǐ)→功能载体
波纹管水泵;
输 送
负压效应(压力与容积的关系;流速与压力的关系) 惯性力效应 离心泵
柱塞泵; 文丘里喉管


毛细管效应 热管(用于人造卫星和冻土层输油管保温等)

第二章挖掘机工程机械设计

第二章挖掘机工程机械设计

一.液压挖掘机工作装置油缸作用力的确定 2.油缸作用力的确定 (2)斗杆油缸作用力的确定
铲斗油缸及动臂油缸处于闭锁状态。 铲斗油缸闭锁力F’d应满足:
动臂油缸闭锁力F’b应满足:
§3.挖掘机工作装置液压系统设计
一.液压挖掘机工作装置油缸作用力的确定 2.油缸作用力的确定 根据以上分析所确定的各油缸作用力及选定的工作压力,可初步选 定各油缸的缸径。 再选取上述计算位置所求得各油缸闭锁力中较大者,按初选各油缸 直径计算其所需过载压力。过载安全阀压力与工作压力之比值(p’/p)不宜 过大。一般取p’/p=1. 1~1.15,否则将导致工作装置结构自重的增大。 如果计算出某油缸所需过载压力太大时,则应通过调整该工作装置 部件的结构尺寸或改变铰点位置等措施来改善受力情况。
图9-15 液压挖掘机的回转装置
1—回转驱动机构2—回转支承3—外圈4—内圈 5—钢球6—隔离体7—上下密封圈
§2.挖掘机总体设计
三. 回转平台及回转支承 3.回转驱动机构(上部平台),是液压挖掘机的重要组成部分。 低速:低速大转矩液压马达直接驱动小齿轮
高速:高速液压马达通过行星减速器驱动小齿轮
图9-15 液压挖掘机的回转装置
三.型号及表示方法
W L Y ***
§1.挖掘机概述
整机质量(主参数)
液压式(机械式不标) 轮式(履带式不标) 挖掘机 例如:WY100表示机重为l0t的履带式液压挖掘机
四.基本工作原理
挖掘机是一种循环作业式工程机械,每一个工作循环包括挖掘、回转、卸料 和返回四个工作过程。 1.单斗挖掘机的主要工作装置 (1)机械式工作装置
确定工作装置各油缸的作用力和可能产生的被动作用力后,即可按 照选定的液压系统的工作压力确定油缸所需的缸径以及过载溢流阀压力。

机械工程控制基础课件 第2章: 系统的数学模型

机械工程控制基础课件 第2章: 系统的数学模型
统,而闭环控制系统则是指系统中存在反馈环节的控制系统。
控制系统的状态空间模型
要点一
总结词
控制系统的状态空间模型
要点二
详细描述
状态空间模型是一种描述控制系统动态行为的数学模型, 它通过建立系统的状态方程和输出方程来描述系统的动态 特性。在状态空间模型中,系统的状态变量、输入变量和 输出变量都被表示为矩阵和向量的形式,从而能够方便地 描述系统的动态行为。状态空间模型具有直观、易于分析 和设计等优点,因此在控制工程中得到了广泛应用。
传递函数模型的求解
通过求解传递函数模型中的代数方程或超 越方程,得到系统在给定输入下的输出响 应。
04
控制系统的数学模型
控制系统的定义与分类
总结词
控制系统的定义与分类
详细描述
控制系统的定义是:控制系统是一种能够实现自动控制和调节的装置或系统,它能够根 据输入信号的变化,自动调节输出信号,以实现某种特定的控制目标。控制系统可以分 为开环控制系统和闭环控制系统两类。开环控制系统是指系统中没有反馈环节的控制系
状态空间模型的求解
通过数值计算方法求解状态空间模型中的微分方程或差分方程,得到 系统状态变量的时间响应。
非线性系统的传递函数模型
总结词
传递函数模型的建立、性质和求解
传递函数模型的性质
传递函数模型是非线性的,具有频率响应 特性,可以描述系统在不同频率下的行为
特性。
传递函数模型的建立
通过拉普拉斯变换将非线性系统的微分方 程或差分方程转换为传递函数的形式,从 而建立非线性系统的传递函数模型。
03
非线性系统的数学模型
非线性系统的定义与性质
总结词
非线性系统的定义、性质和特点
非线性系统的定义

机械工程概论第2章机械工程基础课件

机械工程概论第2章机械工程基础课件
2.1 机械系统及其功能与组成
传统的控制系统通常由接触器、继电器、按钮开关、行程开关、电磁铁等电器组成。而随着计算机技术、微电子技术的发展,现代机械正朝着自动化、精密化、智能化的方向发展,计算机控制的机电产品从生产机械(如数控机床)到家用电器越来越普遍。因此控制系统在整台机器设备中的作用显得日益重要,在整机成本中的份额也越来越大。例如,图2-3所示为全自动洗衣机中的程序控制器,早期的方案多用“机械定时器”作为该控制器的基本结构,而现在的洗衣机更多采用计算机(微处理器)作为控制的核心。另外,一些机器还具有其他一些系统,如支承系统,润滑、冷却与密封系统等。
2.1 机械系统及其功能与组成
二次动力机是把二次能源(电能)或由电能产生的液压能、气压能转变为机械能的机械,如电动机、液压马达、气动马达等。它们在各类机械中都有广泛应用,其中尤以电动机应用更为普遍。比如,各种类型的机床、洗衣机、电风扇、水泵、油泵等,都是以二次动力机作为机器的动力源的。由于经济上的原因,动力机输出的运动通常为转动,而且转速较高。 选择动力机时,应全面考虑现场的能源条件,按照执行机构的动作要求、工作载荷等实际情况,来选择动力机的类型和型号。
3.功能执行系统 功能执行系统由执行构件和与其相连的执行机构组成,是直接完成机器本身所具有功能的部分,常出现在机械系统的末端,直接与作业对象接触,如搅拌机的叶轮、洗衣机的波轮、割草机夹固刀片的夹持器、车床的刀架等。通过它们完成机器预定的功能,因此是直接影响机器工作质量的重要部分。例如,为了提高洗衣机洗净衣服的效果,对作为执行构件的波轮,不同的厂家开发了“棒式波轮”“碟形波轮”“凸形波轮”“偏心波轮”等多种形式。机器人的执行机构是抓取机构,为了能可靠抓起不同形状的物体,抓取机构有各种结构形式。
2.1.2 机器的功能与性能

第二章 液压传动在工程机械上的应用

第二章 液压传动在工程机械上的应用

第二章液压传动在工程机械上的应用2.1 液压传动基础1、液压油的压缩性液体在压力作用下引起的体积变化的性质叫做液体的压缩性。

由于液体的压缩性很小,液体压缩性的大小用体积压缩系数β表示,即液体所受压力每增加一个单位压力时,其体积的相对变化量,即:体积压缩系数:液体体积弹性模量:一般液压油的压缩系数为:β=(5~7)×10-10m2/N体积弹性模量为:K=(1.4~2)×109Pa液体的压缩性很小,一般情况下可以忽略不计。

但在压力较高或对液压系统进行动态分析时必须考虑液体的压缩性。

2、液压油的粘度在外力作用下油液流动时,由于液体分子间内聚力的作用而产生的阻碍其分子相对运动的内摩擦力,称为液体的粘性。

油液在静止时不显示粘性,运动时才显现粘性。

粘性只能阻碍、延缓液体内的相对运动而不能消除这种运动。

粘性的大小用粘度来表示,粘度是选择液压油的主要指标。

液压油对温度的变化十分敏感。

油温升高,液压油的粘度下降,油液变稀。

当系统压力发生变化时,液压油粘度也发生变化。

压力增加时,分子间距离缩小,分子间作用力加强,粘度增大。

但系统压力在20MPa 以下时,可忽略不计。

在液压计算中常用到运动粘度。

在国际单位制(SI )中,运动粘度以m 2/s 为单位。

1厘斯(1cST)=1mm 2/s 。

我国生产的润滑油和液压油采用其在40℃时运动粘度的厘斯数平均值作为其标号(例如20号机油在40℃时的平均运动粘度为20厘斯)V V p ∆∆β⋅-=1β1=K液压油是液压传动系统中作能量传递的工作介质,同时也具有润滑零部件和冷却传动系统的作用。

正确选择和合理使用液压油,可以减少液压元件的磨损,提高液压系统的可靠性,延长机械的使用寿命,还可避免液压油的污染变质,节省液压油费用。

目前大多数户外使用工程机械液压系统的特征是低速、大扭矩、高压和大流量,系统工作温度一般比环境温度高50~60℃。

因此对液压油的性能要求是:适当的粘度和较高的粘度指数;良好的润滑性能和抗磨性;良好的抗氧化安定性。

工程机械理论与设计教案

工程机械理论与设计教案

工程机械理论与设计教案第一章:工程机械概述1.1 工程机械的定义与发展历程1.2 工程机械的分类与性能参数1.3 工程机械行业在我国的发展现状与趋势1.4 工程机械的关键技术及其创新方向第二章:工程机械动力系统设计2.1 内燃机原理与性能2.2 工程机械发动机选型与匹配2.3 工程机械传动系统设计2.4 工程机械行驶系统设计第三章:工程机械液压系统设计3.1 液压系统的基本原理与组成3.2 液压元件的选择与应用3.3 液压系统的设计与计算3.4 液压系统的故障诊断与维护第四章:工程机械结构设计4.1 工程机械结构设计的基本原则4.2 工程机械主要部件的结构设计4.3 工程机械强度计算与校核4.4 工程机械的耐久性设计第五章:工程机械控制系统设计5.1 工程机械控制系统的概述5.2 工程机械控制系统的建模与仿真5.3 工程机械控制器的设计与实现5.4 工程机械控制系统性能评价与优化第六章:工程机械的振动与噪声控制6.1 工程机械振动的来源与危害6.2 工程机械振动分析与控制方法6.3 工程机械噪声的产生与传播6.4 工程机械噪声的控制技术第七章:工程机械的节能与环保7.1 工程机械能源消耗与节能潜力分析7.2 工程机械节能技术及其应用7.3 工程机械排放污染物的与控制7.4 工程机械环保设计与评价第八章:工程机械的可靠性与维修性8.1 工程机械可靠性的基本概念8.2 工程机械可靠性的统计分析方法8.3 工程机械维修性的设计与分析8.4 工程机械的故障诊断与维修策略第九章:工程机械的智能化与自动化9.1 工程机械智能化的意义与趋势9.2 工程机械智能化技术及其应用9.3 工程机械自动化生产线的设计与实现9.4 工程机械智能化发展的挑战与展望第十章:工程机械案例分析与实践10.1 工程机械案例分析的方法与步骤10.2 典型工程机械案例分析10.3 工程机械实践项目的设计与实施10.4 工程机械实践中的问题与解决策略重点和难点解析1. 第一章:工程机械概述难点解析:理解并掌握工程机械行业的发展趋势、关键技术及其创新方向。

工程机械底盘复习题

工程机械底盘复习题

⼯程机械底盘复习题⼯程机械底盘复习题1、简述⾃⾏式⼯程机械的组成?答:⾃⾏式机械由发动机、底盘、⼯作装置三⼤部分组成。

2、简述轮式⼯程机械底盘的主要组成及作⽤?答:1动⼒装置----⼯程机械的动⼒源。

2地盘----机架和⾏驶传动系,⾏⾛系,转向系,⾏驶制动系的总称,是整机的⽀承,并能使整机以所需的速度和牵引⼒沿规定⽅向⾏驶。

3⼯作装置----机械上直接去完成预期⼯作的的部件,不同的⼯程机械,由于其⼯作对象,⼯作⽬的,⼯作原理的不同⽽不同。

第⼀章⼯程机械的⾏驶理论基础1、简述机械的⾏驶原理。

答:装载机、推⼟机、汽车起重机、翻⽃车等这类作业机械,都是利⽤发动机的动⼒,经传动系传到车轮或履带上以后,借助于对地⾯作⽤所产⽣的牵引⼒P K⾏驶的。

3、⾏⾛机构车轮的滚动情况有哪⼏种?答:纯滚动、滑移、滑转。

v T-vV T3、已知车辆的理论速度V和实际速度V,则滑转率为_ : ______ ,滑转效率为V_____ 04、何为机械的附着性能?影响轮式车辆滚动阻⼒和附着性能的主要因素有哪些?答:反映机械⾏⾛装置与地⾯之间的抗滑转能⼒。

①⼟壤性质②轮胎的充⽓压⼒③附着重量④轮胎尺⼨5、车轮滚动的阻⼒是由轮胎变形和⼟壤变形所产⽣的。

(轮胎变形、⼟壤变形)6、何为机械的附着重量?答:对于整台机械,采⽤全轮驱动能利⽤机械的全部重量作为附着重量。

7、机械的动⼒性能包括⾏驶速度、爬坡能⼒、加速性能_______ 。

8、简述车辆的牵引特性定义。

答:牵引性能反映的是作业机械在⼀定的⼟质条件下,在⽔平地段上以各档稳定速度⼯作时的牵引性能与经济性能。

9、⼀般来说,施⼯机械的⼯作过程有着两种典型⼯况:牵引⼯况和运输⼯况。

第⼆章传动系设计概述1、传动系应具有哪些功能?答:传动系需要有接通、断开动⼒的功能;有改变⾏驶速度和牵引⼒⼤⼩的能⼒;可以改变传动⽅向;有⼀定的过载保护能⼒。

许多机器的传动系还有动⼒输出功能。

2、传动系有⼏种类型?各有什么特点?答:机械传动:优点:成本低廉,传动效率⾼,传动准确,可利⽤惯性。

机械设计手册机械传动

机械设计手册机械传动

机械设计手册机械传动引言机械传动是机械设计领域中至关重要的一个方面,它涉及到各种机械零部件之间的动力传递和运动传输。

在工程设计中,了解和掌握机械传动原理和设计方法,对于提高机械系统的效率、可靠性和稳定性具有重要意义。

本手册将对机械传动的基本原理、设计参数、选择方法以及常见问题进行详细介绍,希望能为机械设计工程师提供一些参考和指导。

一、机械传动的基本原理机械传动是通过各种传动装置将动力从一个部件传递到另一个部件的过程。

传动装置可以是齿轮传动、链条传动、皮带传动、联轴器传动等。

在机械传动过程中,需要考虑的几个基本原理包括:1. 动力传递:机械传动的基本目的是将动力从动力源传递到工作部件,确保能够完成所需的工作。

在设计机械传动时需要合理选择传动装置,保证其能够有效地传递动力。

2. 运动传输:除了传递动力外,机械传动还需要确保运动能够按照设计要求进行传输。

在齿轮传动中,需要保证输入轴和输出轴的转速、转向和传动比符合设计要求。

3. 载荷承受:机械传动在传递动力和运动的还需要承受各种载荷,包括转矩载荷、轴向载荷、径向载荷等。

在设计机械传动时需要考虑各种载荷对传动装置的影响,保证其能够安全可靠地工作。

二、机械传动的设计参数在进行机械传动设计时,需要考虑一些重要的设计参数,这些参数将直接影响传动装置的性能和可靠性。

其中包括:1. 传动比:传动比是指输入轴和输出轴的转速之比,通常表示为i。

在设计传动时,需要根据工作需求确定传动比,以保证输出部件能够以合适的速度进行运动。

2. 功率传递:传动装置需要能够有效地传递所需的功率。

需要根据传动装置的类型、材料和工作条件来计算其承载功率,保证不发生过载现象。

3. 接触应力:接触应力是指传动装置在工作时各部件之间的接触表面所承受的应力。

在设计传动时需要合理选择传动装置的材料和制造工艺,以保证接触应力处于安全范围内。

4. 寿命与可靠性:传动装置的设计需要考虑其使用寿命和可靠性。

机械工程中的传动系统设计规范要求

机械工程中的传动系统设计规范要求

机械工程中的传动系统设计规范要求传动系统是机械工程中的重要组成部分,它直接影响到机械设备的性能和效率。

为了确保传动系统的设计能够满足工程需求并具有可靠性,机械工程师需要遵循一系列的设计规范要求。

一、选取合适的传动系统类型在传动系统的设计中,机械工程师首先需要根据具体的工程需求来选择合适的传动系统类型。

常见的传动系统类型包括齿轮传动、带传动、链传动等。

不同的传动系统类型适用于不同的工作环境和传动需求,因此选择合适的传动系统类型对于整体的设计效果至关重要。

二、确定传动比传动比是指输入轴(驱动轴)与输出轴(被驱动轴)的转速比值。

在传动系统设计中,机械工程师需要通过计算和分析来确定合适的传动比,以实现所需的转速变换。

同时,还需要考虑传动系统的效率和稳定性,确保在设计过程中传动比的选择能够满足工程需求。

三、齿轮传动设计要求对于齿轮传动系统的设计,机械工程师需要遵循一系列的设计规范要求。

首先,齿轮传动系统的齿轮应具有合适的模数和齿数,以确保传动效率和噪声控制。

其次,齿轮的齿形要满足一定的要求,可采用标准齿形或特殊齿形设计。

另外,齿轮传动系统还需要考虑齿轮的强度和刚度等方面,确保其在工作过程中能够承受所受力矩和负载。

四、带传动设计要求在带传动系统的设计中,机械工程师需要确定合适的带速比和带长,并选用合适的带材料和带结构形式。

带传动系统的设计还需要考虑带轮的选择和安装方式,以及带轮与带之间的适量预紧力。

此外,还需要进行带传动系统的动态分析,以确保带传动在工作过程中能够具有稳定的性能和工作寿命。

五、链传动设计要求链传动是一种常见的传动系统类型,其设计也需要满足一系列的规范要求。

在链传动设计中,机械工程师需要选取合适的链条类型和尺寸,确保链条的强度和刚度。

与齿轮传动类似,链条的齿形也需要满足一定的要求,以提高传动效率和噪声控制。

此外,链传动系统还需要考虑链条的润滑和张紧,以及链条与链轮之间的配合方式。

六、安全性考虑在传动系统的设计中,安全性是一项非常重要的考虑因素。

机电系统检测与控制-第二章机械系统数学模型建立

机电系统检测与控制-第二章机械系统数学模型建立

n
k化
k
j
i
2 j
j 1
式中 k化——转化弹性系数;
kj——各构件的弹性系数;
ij——各构件到被研究元件间的传动比。
此式是对旋转传动系统而言的,如果是移动 系统则需要变换。
2.1 机械系统建模中基本物理量的描述
移动系统弹性系数的转化: 串联弹簧的等效数学表达式为:
1 1 1 1
T t T0
T (t) T ( ) T (t) f
2.1 机械系统建模中基本物理量的描述
(三)阻力系统转化为当量粘滞阻尼系数
上边讲的系统中存在的阻力性质是不相同的, 但系统在运行过程中都要消耗能量是共同的。在数 学模型的建立中,只有与构件运动速度成正比的阻 力才是可行的。所以,利用摩擦阻力与粘滞阻力所 消耗的功相等这一基本原则来求取转化粘滞阻尼系 数。
v6
2

m6
v6

12
2
5

12
2
4

12
2
2
z3 z4

12
2
1
z3 z4
z1 z2
m化

0.27[ J1
z2z4 z1z3
2

J2

J3

z4 z3
2

J4

J5
]
m6
2.1 机械系统建模中基本物理量的描述
二、弹性系数的转化 轴向弹性系数k
k化 k1 k2
kn
并联弹簧的等效其数学表达式为:
k化 k1 k2 kn
2.1 机械系统建模中基本物理量的描述
三、阻尼系数的转化 机械系统在工作过程中,相互运动的元件间存

《机械设计基础》第2章平面机构的运动简

《机械设计基础》第2章平面机构的运动简

动状态。
从动件运动规律分析
02
根据凸轮轮廓曲线和从动件的运动学关系,分析从动件的运动
规律。
机构受力分析
03
分析凸轮机构在工作过程中的受力情况,为机构的强度和刚度
设计提供依据。
凸轮机构动力学性能研究
动力学模型建立
建立凸轮机构的动力学模型,包括构件的质量、转动惯量等参数。
运动微分方程求解
根据动力学模型建立运动微分方程,并求解得到各构件的动态响 应。
绘制方法
绘制机构运动简图时,应首先确定机构的原动件和从动件,然后根据构件之间的 相对运动关系选择合适的符号来代表构件和运动副,最后按比例尺定出各运动副 的相对位置。在绘制过程中,还应注意保持图形的清晰和整洁。
02 平面连杆机构分析
连杆机构组成及工作原理
组成
连杆机构由连杆、曲柄、摇杆和机架等基本构件组成,通过构件间的相对运动 实现机构的运动传递和变换。
集中质量法
将齿轮传动系统等效为多 个集中质量的振动系统, 建立动力学方程进行分析。
分布质量法
考虑齿轮的连续分布质量, 建立更精确的动力学模型 进行分析。
有限元法
利用有限元软件对齿轮传 动系统进行建模和分析, 可得到更详细的动力学特 性。
齿轮传动效率提升途径
01
选择合适的齿轮材料和 热处理工艺,提高齿轮 的强度和耐磨性。
组成要素
平面机构由构件和运动副组成, 其中构件是机构中的运动单元体 ,而运动副则是构件之间的可动 连接部分。
平面机构类型与特点
类型
平面机构类型包括平面连杆机构、凸 轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等 。
特点
各类平面机构具有不同的运动特点和 适用范围,例如平面连杆机构运动平 稳、凸轮机构可实现复杂运动规律、 齿轮机构传动比准确等。

纯电动工程机械方案(3篇)

纯电动工程机械方案(3篇)

第1篇一、引言随着全球能源危机和环境问题的日益严重,节能减排已成为全球共识。

我国政府也提出了“碳达峰、碳中和”的目标,旨在推动绿色低碳发展。

在工程机械领域,纯电动工程机械作为新能源工程机械的代表,具有显著的环保和节能优势。

本文将探讨纯电动工程机械的方案设计、关键技术以及应用前景。

二、纯电动工程机械方案设计1. 电池系统电池系统是纯电动工程机械的核心部分,其性能直接影响到工程机械的续航里程、工作效率和安全性。

以下为电池系统设计方案:(1)电池类型:选用高性能、高能量密度的锂离子电池,具有长寿命、高安全性、易于回收等特点。

(2)电池组设计:采用模块化设计,方便维护和更换。

电池组可拆卸,便于运输和安装。

(3)电池管理系统(BMS):实现电池的实时监控、保护、均衡和故障诊断等功能,确保电池系统安全稳定运行。

2. 电机系统电机系统是纯电动工程机械的动力来源,其性能直接影响到工程机械的加速性能、扭矩输出和能量转换效率。

以下为电机系统设计方案:(1)电机类型:选用高效、高功率密度的永磁同步电机,具有优良的启动性能和调速性能。

(2)电机控制器:采用高性能的电机控制器,实现电机的精确控制,提高系统效率。

(3)传动系统:采用直驱或减速器传动方式,降低能量损耗,提高传动效率。

3. 充电系统充电系统是纯电动工程机械能源补给的关键,以下为充电系统设计方案:(1)充电方式:采用快速充电和慢速充电相结合的方式,满足不同工况下的充电需求。

(2)充电接口:采用标准化的充电接口,方便充电设备与工程机械的连接。

(3)充电站建设:在主要施工区域和交通枢纽建设充电站,提高充电便利性。

4. 驾驶控制系统驾驶控制系统是纯电动工程机械操作人员的人机交互界面,以下为驾驶控制系统设计方案:(1)人机交互界面:采用触摸屏和按键相结合的方式,实现操作便捷、直观。

(2)导航系统:集成GPS、地图等模块,实现工程机械的实时定位和导航。

(3)故障诊断系统:实时监测工程机械运行状态,及时发现并处理故障。

机械工程概论02机械工程基础

机械工程概论02机械工程基础

•(8)间歇运动机构 的基本型——指当 主动件作连续运动 时,从动件则随之 出现周期性停歇状 态的机构 •(9)气、液传动机构的基本型——由气压(b)、 液压(a)传动系统控制气缸、液压缸输出动力的机 构 •(10)电磁传动机构的基本型——由电气传动系 统控制电磁开关等动作的机构(c)
•机构的组合——把一些基本机构通过适当的 方式连接起来,组成一个机构系统,各基本 机构均保持原来的结构和运动特性,都有自 己的独立性。 •组合机构——指若干基本机构通过特殊的组 合而形成的一种具有新属性的机构。组合机 构中的各基本机构已不能保持各自的独立性, 所以不能用原基本机构的分析和设计方法进 行组合机构的设计。
1机械图样作用、内容 2机械图样的种类
根据图样的功能、作用和 表达内容范围的不同, 机械图可分为:
机械图样是机械产品在设计、制造、检验、安 装、调试过程中使用的、用以反映产品的形状、结 构、尺寸、技术要求等内容的机械工程图样。 主要反映整台机器的工作原理、部件间的装配、 主要表达部件的特定功能、工作原理、零件 安装关系、机器外形、安装、使用机器所需要的技 之间的装配关系和部件的外形和安装关系,以及 术要求,以及机器的主要性能指标参数和用以指导 装配、检验、安装中所需要的尺寸和技术要求等 机器的总装、调试、检验、使用、维护等有关信息 信息的图样。用以指导装配、调试、安装、检验 的图样。 和拆画零件图。 功用
过规划、构思、设想、分析和决策,建立能满足预定目标的 技术系统的活动。 机械系统的优劣最终体现在整体功能上。因此,设计时
应考虑整个系统的布局和运行,确定各子系统的性能和它们
之间的联系,使整个系统获得理想的功能效果。
2.1.2
机器的功能与性能
1. 机器的功能

吉林大学机械系统设计实例--第2章载荷与动力装置选择

吉林大学机械系统设计实例--第2章载荷与动力装置选择

二、电动机容量的选择计算
电动机功率的确定主要应考虑电动机的 发热、允许的过载能力和起动能力三个因 素,其中发热问题最为重要。
选择电动机容量的步骤 :
1)预选电动机容量:按照工作机械的负 载特性绘制工作负载图,即转矩负载图或 功率负载图,据此可初步估算电动机功率, 并预选电动机。
2)绘制电动机的负载图:根据工作机械 的负载图和预选的电动机特性绘制电动 机的负载图,其中包括转矩负载图、电 流负载图或功率负载图 。
对于静载荷需要采用静强度判据,对 于动载荷就需应用疲劳强度的计算方法。 也可用名义载荷乘以动载系数近似动载荷 计算。P44表2-3动载系数推荐值,通过实 验得到。
二、工作载荷的确定方法
工作载荷可归纳为以下几种形式:
1)摩擦力为主要工作载荷的机械,如带式运输 机、汽车(牵引力)、装载机等;
2)提升重物机械的工作载荷,如起重类机械; 3)切削阻力,如各种切削机床、推土机; 4)物质破碎产生的工作阻力,如各种破碎机、 球磨机等;
包括工作机械的载荷特性、工作制度、结 构布局和工作环境等。
2)分析动力机本身的机械特性,包括 动力机的功率、转矩、转速等特性,以及 动力机所能适应的工作环境。使动力机的 机械特性与工作机械的负载特性相匹配。
3)进行经济性比较,当同时可 用多种类型的动力机进行驱动时,经 济性的分析是必不可少的,包括能量 的供应和消耗,动力机的制造、运行 和维修成本的对比等。
对于有调速要求的设备如电梯及某些机床等, 可选用笼型多速感应电动机。
绕线转子感应电动机可以限制起动电流,提 高起动转矩,多用于起重机和矿井提升机等, 它在转子中串接电阻后,可以进行小范围调速。
如果电动机的容量大于 100kw,又无调速要 求时,可采用交流同步电动机,它能提高功率 因数。

2.1传动总论及机械传动方案的设计

2.1传动总论及机械传动方案的设计
4
机械工程系 设计工程研究所
例2:如图所示的带式运输机。
已知: (1)传动带工作时的功率为12.5kW; (2)卷筒的转速为57r/min。 试设计该运输机的驱动装置。
5
机械工程系 设计工程研究所
1.传动类型的选择 (1) 类型选择的主要指标 满足工作要求,包括:传动比范围、最大功率范
围、效率、速度或转速等性能、成本等。 外形尺寸、质量要求 (2)举例(从传递动力角度) 传递功率大、效率高→齿轮传动 传动平稳性要求高→斜齿轮传动或蜗杆传动
2
按 照 工 作 原 理 分 类
3
机械工程系 设计工程研究所
电力传动
机械能 电能
液压传动
本课程不讨论
机械传动
气力传动 摩擦传动
啮合传动
带传动
摩擦轮传动 链传动 螺旋传动 齿轮与齿条传动 齿轮传动 蜗杆传动
机械工程系 设计工程研究所
2.1.2 传动设计要解决的主要问题 例1:要求设计一台小型拖拉机的驱动装置 已知: (1)拖拉机要求的驱动功率为12马力; (2)行驶的速度为290-295r/min; (3)传动的总效率不低于95%。
机械工程系 设计工程研究所
第2章 机械系统传动零部件的设计
➢ 传动总论及机械传动方案的设计 ➢ V带传动设计 ➢ 链传动设计 ➢ 齿轮传动设计 ➢ 蜗杆传动 ➢ 螺旋传动
1
机械工程系 设计工程研究所
第2章 机械系统传动零部件的设计
2.1 传动总论及机械传动方案的设计
教学目标:
通过对传动系统中通用零部件的工作能力设计 举例,了解零件设计中的失效分析、模型建立与简 化等一般机械设计问题的处理方法。 2.1.1 传动分类
3.传动系统设计
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2.非经常接合式主离合器的结构
(1)主动部分 主动部分由飞轮6、主动盘4和压盘5组成。 (2)从动部分 从动部分由从动盘3、从动轮毂2和离合器轴1组成。 (3)压紧分离机构 如图2-15所示,离合器壳2用螺钉固定在飞轮上,内部有螺纹与调 整盘11在A处相配,重锤杠杆12、滚轮13、连杆14成组地均布在调整盘11与分离滑套1 5上,形成肘节式杆件压紧机构。
二、传动系统的类型
1.机械传动系统 2.液力机械传动系统 3.液压传动系统 4.电传动系统
1.机械传动系统
图2-1 轮式装载机机械传动系统简图 1—发动机 2—离合器 3—变速箱 4—液压泵 5—驱动桥
6—传动轴 7—脱桥装置 8—停车制动器
1.机械传动系统
图2-2 履带式推土机机械传动系统布置简图 1—柴油机 2—分动箱 3—主离合器 4—制动器 5—联轴器 6—变速箱 7—中央传动装置 8—转向离合器 9—转向制动器
8—分离杠杆 9—分离套筒 10—分பைடு நூலகம்轴承 11—隔热垫 12—压紧弹簧 13—离合器盖 14—传动销 15—磁性开口销 16—分离弹簧 17—限位螺钉
2.经常接合式离合器的典型结构
图2-10 膜片式弹簧离合器 a)膜片弹簧离合器的构造 b)膜片弹簧 1—飞轮 2—从动盘 3—扭转减振器 4—压盘 5—压盘传动片 6—传动片固定螺
3.液压传动系统
图2-5 液压传动系统示意图 1—内燃机 2—变量液压泵 3—液压管路 4—低速液压马达
5—驱动车轮
3.液压传动系统
图2-6 电传动系统示意图 1—内燃机 2—发电机 3—操纵装置 4—电动轮
4.电传动系统
1)动力装置(内燃机—发电机)和车轮之间没有刚性联系,便于总体布置及维护。 2)变速操纵方便,可以实现无级变速,因而在整个变速范围内都可以充分利用发动机 功率。 3)电动轮通用性强,可简单地实现任意多桥的驱动方式,以满足不同机械对牵引性能 和通过性能的要求。 4)可以采用电力制动,在长坡上行驶时可大大减轻车轮制动器的负荷,延长制动器的 使用寿命。 5)容易实现自动化。
第二章 工程机械传动系统
第一节 第二节 第三节
传动系统概述 主离合器 液力耦合器与液力变矩器
第四节 第五节 第六节
变速箱 万向传动装置 驱动桥
第一节 传动系统概述
一、传动系统的功用 二、传动系统的类型
一、传动系统的功用
1)降低转速,增大转矩。 2)实现变速。 3)由于内燃机不能反转,可以通过传动系统中的变速箱实现机械 的倒退行驶。 4)必要时切断动力传递。 5)实现左右驱动车轮的不同转速。
2.经常接合式离合器的典型结构
(1)单片式离合器 最常用的周布弹簧式离合器的典型构造如图2-8所示。 (2)双片式离合器 双片式离合器的构造和工作原理与单片式离合器基本相同。 (3)膜片式弹簧离合器 膜片式弹簧离合器所用的压紧弹簧是一个用薄弹簧钢板制成 的带有锥度的膜片弹簧。
2.经常接合式离合器的典型结构
10—最终传动装置 11—驱动轮 A—工作装置液压泵 B—主离合器液压泵 C—转向液压泵
2.液力机械传动系统
1)由于变矩器有自动变速能力,使作业机械能在规定范围内根据外界阻力的变化自动 进行无级变速,不仅提高了内燃机的功率利用率,还大大减少了换挡次数,降低驾驶 员的劳动强度。 2)在同样的变速范围内可以减少挡位数,简化变速箱的结构。 3)由于变矩器利用液体作为传递动力的介质,输出轴和输入轴之间没有刚性的机械连 接,可以减少传动系统及发动机零件的冲击载荷,提高设备的使用寿命。 4)由于变矩器涡轮有零转速制动功能,使车辆起步平稳,可得到任意小的行驶速度。
钉 7—分离弹簧钩 8—膜片弹簧 9—铆钉 10—分离叉 11—分离叉臂 12—操纵索组件 13—分离轴
承 14—离合器盖 15—钢丝支承圈 16—分离叉回位弹簧
2.经常接合式离合器的典型结构
图2-11 膜片式弹簧离合器的工作原理 4—压盘 7—分离弹簧钩 8—膜片弹簧
13—分离轴承 15—钢丝支承圈
三、非经常接合式离合器
1.非经常接合式主离合器的工作原理 2.非经常接合式主离合器的结构
1.非经常接合式主离合器的工作原理
图2-12 非经常接合式主离合器的工作原理 a)基本结构(接合位置) b)不稳定位置;c)分离位置 1—飞轮 2—前从动盘 3—主动盘 4—后从动盘 5—十字架 6—分离套 7—离合器轴 8—弹性推杆 9—加压杠杆 10—杠杆销
2.液力机械传动系统
图2-3 推土机液力机械传动系统布置简图 1—发动机 2—分动箱 3—液力变矩器 4—联轴器 5—行星式动力换挡变速箱
6—中央传动装置 7—转向离合器与制动器 8—最终传动装置 9—驱动轮
2.液力机械传动系统
图2-4 装载机液力机械传动系统示意图
3.液压传动系统
1)能实现无级变速。 2)操纵简便,用一根操纵杆便能改变行驶方向和速度。 3)利用液压传动系统的制动功能可以实现机械的制动。 4)取消了机械和液力机械传动系统中的传动轴和差速器,使传动系统大大简化。
图2-8 单片式离合器的构造 1—飞轮 2—外壳 3—从动片 4—压盘 5—分离杠杆 6—油杯 7、14—调整螺钉 8—分离套筒 9—从动轴 10—分离拨叉 11—离合器盖
12—压紧弹簧 13—拉杆 15、17—回位弹簧 16—踏板
2.经常接合式离合器的典型结构
图2-9 双片式离合器的构造 1、2—从动片 3—压盘 4—中间盘 5—飞轮 6—联接螺栓 7—调整螺钉
二、经常接合式离合器
1.经常接合式离合器的工作原理 2.经常接合式离合器的典型结构
1.经常接合式离合器的工作原理
图2-7 摩擦式离合器的构造原理图 1—飞轮 2—从动片 3—摩擦片 4—压盘 5—离合器盖 6—紧弹簧
7—分离轴承 8—分离套筒 9—从动轴 10—分离拨叉 11—分离杠杆 12—踏板 13—离合器壳
第二节 主 离 合 器
一、主离合器的功用和分类 二、经常接合式离合器 三、非经常接合式离合器
一、主离合器的功用和分类
1)车辆起步时将发动机与传动系统柔和地接合起来,使车辆平稳 起步。 2)换挡时能将发动机与传动系统迅速、彻底地分离,以减小换挡 时齿轮产生的冲击,换挡后,再平顺地接合起来。 3)当传动系统受到过大的载荷时,主离合器又能打滑,以保护传 动系统免遭损坏。
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