齒輪傳動效率實驗裝置

A. 傳動裝置的總效率計算

總效率抄η＝運輸機傳送帶效率η襲1×運輸機軸承效率η2×運輸機與減速器間聯軸器效率η3×減速器內3對滾動軸承效率η4×2對圓柱齒輪嚙合傳動效率η5×電動機與減速器間聯軸器效率η6；

傳動系統的組成和布置形式是隨發動機的類型、安裝位置，以及汽車用途的不同而變化的。例如，越野車多採用四輪驅動，則在它的傳動系中就增加了分動器等總成。而對於前置前驅的車輛，它的傳動系中就沒有傳動軸等裝置。

(1)齒輪傳動效率實驗裝置擴展閱讀

汽車傳動系的基本功能就是將發動機發出的動力傳給驅動車輪。它的首要任務就是與汽車發動機協同工作，以保證汽車能在不同使用條件下正常行駛，並具有良好的動力性和燃油經濟性，為此，汽車傳動系都具備以下的功能：

減速和變速

我們知道，只有當作用在驅動輪上的牽引力足以克服外界對汽車的阻力時，汽車才能起步和正常行駛。由實驗得知，即使汽車在平直得瀝青路面上以低速勻速行駛，也需要克服數值約相當於1.5%汽車總重力得滾動阻力。

減速作用

為解決這些矛盾，必須使傳動系具有減速增距作用（簡稱減速作用），亦即使驅動輪的轉速降低為發動機轉速的若干分之一，相應地驅動輪所得到的扭距則增大到發動機扭距的若干倍。

B. 閉式帶傳動實驗如何載入

齒輪傳動分為三種，即開式，半開式和閉式。汽車、機床、航空發動機等所用的齒輪傳動，都是裝在經過精確加工而且封閉嚴密的箱體（機匣）內，這稱為閉式齒輪傳動（齒輪箱）。它與開式或半開式的相比，潤滑及防護等條件最好，多用於重要的場合。

開式齒輪傳動

如在農業機械、建築機械以及簡易的機械設備中，有一些齒輪傳動沒有防塵罩或機殼，齒輪完全暴露在外面，這叫開式齒輪傳動。

半開式齒輪傳動

當齒輪傳動裝有簡單的防護罩，有時還把大齒輪部分浸入油池中，則稱為半開式齒輪傳動。

閉式齒輪傳動

像汽車、機床、航空發動機等所用的齒輪傳動，都是裝在經過精確加工而且封閉嚴密的箱體（機匣）內，這稱為閉式齒輪傳動（齒輪箱）

帶傳動

帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。根據傳動原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動。

優缺點
一、帶傳動：
優點：

帶傳動具有結構簡單、傳動平穩、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易

缺點：

傳動比不準確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動裝置外部尺寸大、效率低。因此，帶傳動常適用於大中心距、中小功率、帶速v =5～25m/s，i≤7的情況。

二、齒輪傳動：
優點：

1、傳動比范圍大，可用於減速或增速。

2、傳動效率高。一對高精度的漸開線圓柱齒輪，效率可達99%以上。

3、速度（指節圓圓周速度）和傳遞功率的范圍大，可用於高速（v>40m/s），中速和低速（v<25m/s）的傳動；功率從小於1W到105KW。

缺點：

1、無過載保護作用

2、精度不高的齒輪，傳動時的雜訊，振動和沖擊大，污染環境。

3、製造成本較高。某些具有特殊齒形或精度很高的齒輪，因需要專用的或高精度的機床，刀具和量儀等，故製造工藝復雜，成本高。

C. 封閉功率流式齒輪效率試驗台 原理及優點

鑒於開放功率流式試驗台功率消耗大，試驗費用高，能源浪費嚴重等缺點，近年來又發展了封閉功率流式試驗台。所謂封閉功率流就是指能量傳輸的路線在整個試驗台上形成一個閉合迴路。封閉功率流式試驗台構成原理如圖2-2所示。它是用載入裝置,即換能器將所消耗能量的一部分轉換為其它形式的能量在回輸給系統,從而達到即載入又節能的目的。因此，在現代被測裝置的性能試驗中，愈來愈廣泛地採用該類試驗台。
根據能量轉化的方式不同，封閉功率流失試驗台又分為機械功率封閉式試驗台和電功率封閉式試驗台兩種類型。機械功率封閉式試驗台種類較多，在此不作介紹，必要時可參閱有關資料。
電功率封閉式試驗台由於其組合方便，互用性好，結構簡單，載入精度高，節能效果好，操作控制方便等優點，越來越多地應用於齒輪傳動裝置的檢測試驗中。電功率封閉式試驗台又可分為交流電封閉和直流電封閉兩種。目前，作為產品的交流電封閉試驗台是採用電動機----發電機組驅動，驅動效率低，能量傳輸環節多，環路損失大，且其控制系統復雜，佔地面積大，投資高昂，但因其維護、使用方便，故對於大功率傳動試驗尚多採用此類試驗台。
直流電封閉試驗台的驅動採用直流電動機，經被測減速器和陪試箱裝置，由直流發電機轉換為直流電能又回輸給直流電動機。系統的功率損耗由整流裝置補充，其能量傳輸環節少，環路效率高，且直流電動機易實現自動控制，故直流電封閉功率試驗台應用廣泛。

D. 傳動裝置總效率怎麼算

總效率η =輸送帶效率η1x輸送機軸承效率η2x輸送機與減速機之間的耦合效率η3x內三對滾動軸承η4x2對圓柱齒輪嚙合傳動效率η5x電機與減速機之間的耦合效率η6

傳動系統 的組成和布置因發動機類型、安裝位置和汽車用途而異。例如，越野車大多採用四輪驅動，因此在其傳動系統中增加了分動箱等總成。對於前驅動車輛，其傳動系統中沒有傳動軸和其他裝置。

汽車傳動系統的基本功能是將動力從發動機傳遞到驅動輪。它的首要任務是配合汽車發動機，保證汽車在不同的使用條件下都能正常行駛，具有良好的動力性和燃油經濟性。因此，汽車傳動系統具有以下功能:

減速和變速

我們知道，只有作用在驅動輪上的牽引力足以克服外界對汽車的阻力，汽車才能正常啟動和行駛。從實驗可知，即使汽車在平坦的瀝青路面上低速勻速行駛，也需要克服其值約為汽車總重量1.5%的滾動阻力。

減速作用

為了解決這些矛盾，需要使傳動系統具有減速增距的功能(簡稱減速)，即即使驅動輪的轉速降低到發動機轉速的幾分之一，驅動輪獲得的扭矩也會相應增加到發動機扭矩的幾倍。

E. 齒輪測量的測量儀器

為了正確測量和評定產品質量，齒輪測量儀器通常應按照我國國家標准GB/T10095-2001(等同於ISO1328：1997)的漸開線圓柱齒輪精度標准所規定的精度項目、精度評定方法以及規定的公差，對產品齒輪進行快速、高效、可靠的測量。由於市場(如汽車行業)對齒輪測量不斷提出新的更高要求，因此齒輪測量精度項目也應不斷有所發展，齒輪測量儀器也應有所創新，使測量功能不斷增強，以滿足新的需求。
齒輪測量儀器通常由儀器主機、坐標或位移感測器、測頭裝置、測量拖板數控驅動系統、測量系統電氣裝置與介面，以及計算機等主要部分組成。隨著關鍵精密零部件生產專業化、標准化、模塊化，尤其是信息技術、計算機技術、精密機械製造技術以及精密測量技術的發展，推動了齒輪測量儀器的研製與開發。新的控制軟體和測量軟體的開發顯得更為重要。 從上世紀80年代開始，齒輪測量中心的開發受到眾多齒輪測量儀器製造商的重視；90年代逐步形成了系列化產品推向市場。CNC齒輪測量中心是信息技術、計算機技術和數控技術在齒輪測量儀器上集成應用的結晶，是坐標式齒輪測量儀器發展中的一個里程碑。該儀器實質上是含有一個回轉角坐標的四坐標測量機——圓柱坐標測量機，主要用於齒輪單項幾何精度的檢測，也可用於(靜態)齒輪整體誤差的測量。
德國KLINGELNBERG的P系列齒輪測量中心，其特點是採用了專利的三維數字式高精度光柵測量頭(使用了HEINDENHAIN的超高精度光柵)；性能穩定的優質鑄鐵床身，高性能直線電機驅動系統；高精度滾珠軸系和密珠滾動導軌。儀器精度達到德國標准1級。據報道該廠生產並經精化的一台P65齒輪測量中心，被英國國家齒輪計量實驗室選定，作為英國齒輪精度傳遞及標定的基準儀器。美國M&amp;M的齒輪測量中心，其三維高精度電感測量頭；花崗石基座；精密氣浮軸系以及精密直線滾動體結構導軌，成為該儀器的特色(也採用了直線電機驅動)，儀器測量不確定度為2μm。德國MAHR的GMX275採用的模擬量測量頭，可選擇掃描或單點采樣方式，可以按0.1°間距轉動，使測頭的測尖能處於被測齒面的法面上，儀器測量不確定度在測量空間內為(2.3μm+L/200)。齒輪測量中心除了能測量圓柱漸開線齒輪，還能測量齒輪滾刀，插齒刀，剃齒刀等齒輪刀具，以及蝸桿、蝸輪、凸輪軸等復雜型面的回轉體零件。國外齒輪測量中心廠商，大多還開發了適用於不同制式錐齒輪的測量軟體和錐齒輪加工機床的參數修正軟體，這有益於加快錐齒輪的首件試切。通過介面或網路的信息集成，將測量機、錐齒輪設計及錐齒輪加工機床連接一起，構建成錐齒輪閉環製造系統——將試切錐齒輪幾何形狀的測量信息，轉換成相應機床參數的調整信息後反饋到機床，實現錐齒輪加工的CAD/CAM/CAT，使錐齒輪的「零廢品」製造成為可能(可惜還未見國內應用的相關報道)；選用相關軟體，還能用於反求工程對工件參數進行測定。高精度和一機多能的特點，使齒輪測量中心更適合於工廠計量站使用。
日本的齒輪測量儀器製造商，在我國市場經過十年的沉寂後近亮相頻繁。大阪精機在GC-HP系列齒輪測量儀器的基礎上，開發出CNC電子創成式的CLP系列齒輪測量儀器。特別值得一提的是在國內參展亮相的東京技術儀器公司(Tokyo Technical Instruments Inc.)。在2003年底上海中國國際齒輪傳動、製造技術及裝備展覽會上該廠首次展出TTI-300E型CNC齒輪檢測儀，據稱其質量較小的測頭部件能單獨在徑向運動，便於快速測量齒輪齒距偏差。密珠軸系的主軸回轉精度可達0.03μm，儀器測量重復性達到0.5μm。除了能對漸開線齒輪高精度測量外，該儀器還能對齒輪刀具(如滾刀、剃齒刀、插齒刀)以及蝸輪蝸桿進行測量。該公司產品在中國已售出30餘台(主要集中在台資企業)。
國產CNC齒輪測量中心有了長足的發展，哈爾濱量具刃具廠、哈爾濱精達公司都先後成功開發出了系列產品。哈量的3903A齒輪測量中心，經過幾年努力，儀器精度和測量速度據稱已達到或接近KLINGELNBERG公司產品的先進水平。精達公司作為後起之秀，發展引人矚目，其JD、JDS系列齒輪測量中心，目前在國內產品中銷量最多。國產齒輪測量中心的質量和性能不斷提高，已經具有和國外產品競爭的能力。不過在儀器精度、穩定性，尤其在測量軟體(如弧錐齒輪的測量軟體)、儀器故障診斷功能等方面，和國外還有一定差距。令人欣慰的是國內齒輪量儀製造商已有共識，已聯合高校院所協同攻關努力縮小差距；隨著性價比的迅速提高，參與市場競爭能力的增強，國產齒輪測量中心的發展前景看好，在國內市場所佔比重將會越來越大。 齒輪單面嚙合滾動點掃描測量儀
1、這類儀器在我國曾得到大力開發與生產，特別適合摩托車汽車齒輪批量生產現場的質量檢測和生產工藝監控。成都工具研究所研製的CNC蝸桿式齒輪整體誤差測量儀是一個典型實例，至今已在國內市場銷售200餘台，少量銷往國外。它的特點是採用跳牙磨薄測量蝸桿與被測齒輪嚙合，對齒輪齒面進行滾動點掃描測量。測量信息豐富，測量效率高。德國FRENCO公司推向市場的URM齒輪誤差滾動掃描測量儀的測量原理完全類同於我國齒輪整體誤差測量技術。該儀器可稱為平行軸齒輪式齒輪整體誤差測量儀，它採用高精度圓光柵作為角度感測器，特殊測量齒輪為測量元件，測量基本單元是測量齒輪上特製的測量棱線，分別為齒廓測量棱線和齒向(螺旋線)測量棱線。測量儀器的不確定度為3.5～4.5μm，測量重復性為2～3μm。測量時間1～2分鍾，測量齒輪使用壽命約20萬次。該產品已在德國福特汽車廠、大眾汽車廠得到應用。成都工具研究所生產的CSZ500A、B型錐齒輪整體誤差測量儀，是滾動點掃描測量技術在錐齒輪測量上的應用範例。測量錐齒輪的齒廓、齒向測量棱線的製作採用了自行開發的專利技術，儀器測量重復性可高達1～2μm，可測量錐齒輪的齒形、齒向、齒距偏差，齒面形貌偏差，切向綜合偏差以及接觸區。測量時間取決於大小錐齒輪齒數，通常為5～10分鍾。
2、齒輪雙面嚙合檢查儀
由於計算機、精密光柵感測器以及數控技術的應用，傳統的齒輪雙面嚙合檢查儀經過技術改造提升，整體水平有了質的改變，分析功能增強。哈爾濱量具刃具廠的智能雙面嚙合齒輪測量儀配備了筆記本電腦、長、圓光柵感測器、直流伺服電機和單片機數據採集，能對齒輪的徑向綜合偏差、一齒徑向綜合偏差、徑向跳動等進行測量外，還能對毛刺、劃傷、磕碰等缺陷進行判定。隨著信息產業的發展，信息、辦公機器以及照相機、玩具行業等用小模數齒輪(尤其是塑料齒輪)產量大增，質量要求也越來越高，小型齒輪雙面嚙合檢查儀市場需求相應增加。2003年上海展覽會上就展出了日本東京技術儀器和大阪精機的齒輪雙面嚙合檢查儀。據東京技術儀器公司介紹，他們的TF-40NC是世界上第一台CNC齒輪雙面嚙合檢查儀，其特點除了自動校零點、顯示最大、最小和中心距平均值外，還能對基準(測量)齒輪的徑向振擺進行自動補償。除了MARPOSS的M62系列、大阪精機的GTR-PC、北井產業的KGT等產品外，我國的哈爾濱精達測量儀器有限公司也生產用於工位檢測、具有計算機數據處理功能的齒輪雙面嚙合檢查儀。
3、齒輪單面嚙合檢查儀
齒輪單面嚙合檢查儀又稱為齒輪副傳動精度檢查儀或齒輪滾動檢驗機。典型實例是美國GLEASON公司的鳳凰HCT500、德國KLINGELNBERG公司的GKC60 CNC錐齒輪滾動檢驗機。它裝有高精度圓光柵，可以測量錐齒輪、圓柱齒輪副的傳動精度——切向綜合偏差，以及載入加速時的三維結構噪音分析、齒面接觸斑點，用以評定傳動副配對質量。我國原內江機床廠與重慶大學合作，成功研製出國產CNC錐齒輪滾動檢驗機，為趕超國外先進水平做出了貢獻。小模數齒輪刀具製造商日本小笠原開發的MEATA-3型齒輪副傳動精度檢測儀，可以測量蝸桿蝸輪副、內外直/斜圓柱齒輪副、錐齒輪副、端面齒輪副等的傳動誤差，儀器解析度為1角秒。 日本松下電器產業開發了採用原子力測頭的超精密三坐標測量機，精度為0.01μm。用它測量齒輪時，由於測頭只能沿垂直方向運動，所測齒輪受到一定限制。但是在測量限定齒數的實物樣板時，測量精度可達到納米級。測量樣板所用測針的頂端曲率半徑為2μm，因而可以測量齒面粗糙度。隨著我國齒輪製造業的快速發展，隨著漸開線圓柱齒輪精度國家標准GB/T10095-2001(等同於國際標准ISO1328：1997)的公布、宣傳和貫徹，我國齒輪測量技術和齒輪測量儀器的發展方向更明，步伐更快。齒輪測量技術已成為先進齒輪製造技術中不可或缺的一個重要組成部分。隨著齒輪質量要求的不斷提高，新的齒輪精度評定指標的出現將推動齒輪精度標準的不斷發展，齒輪測量技術和齒輪測量儀器也將不斷發展。中國齒輪專業協會在組織、引導我國齒輪製造業、提高行業整體齒輪製造技術和質量方面，做出了卓有成效的努力；中國儀器儀表學會機械量測試儀器分會對於齒輪測量儀器的發展，給予了關注和支持。因此，我們有理由相信我國齒輪測量儀器製造業必將實現新的振興。

F. 09浙江高考理科重點本科考信息技術還是通用技術

高中通用技術綜合實驗室方案

高中/初中/小學《通用技術》課程是以學生的親手操作、親歷情境、親身體驗為基礎，注重「做中學」和「學中做」，強調通過設計、製作和試驗等活動獲得技術實踐體驗，立足於實踐的一門課程。隨著新課程的推進和《通用技術》課程的開設，各校都紛紛准備籌劃技術試驗室的建設和裝備。為積極推動《通用技術》課程的建設和發展，促進技術實驗室標准化、規范化和科學化的裝備進程，根據《國家技術課程標准》和廣東省教研室關於高中通用技術實驗室建設的相關意見，特製定《高中通用技術實驗室》的建設方案。
本實驗室是完成《通用技術》課程的教學目標、進行技術設計、製作和試驗等活動的主要場所，學生在功能完備的技術試驗室里，親歷技術設計過程，增強對技術的興趣，激發創造慾望，強化手腦並用，了解技術的思想和方法，增進對技術文化的理解，發展實踐能力，改善學習方式，從而為學生的終身發展打下基礎。實驗室還應當成為學生進一步進行探究技術和設計創新的課外實踐活動場所。通用技術課程的教學儀器、工具和設備的設計開發要以課程標准為依據，擺脫以技術工種分類、以基本技能訓練為主的傳統模式，創建通用性和專業性相結合、基本工具和現代技術相結合、教學裝備與教學方式相結合的裝備理念為指導。要有利於學生技術知識和能力的建構，要有利於學生設計多方案的實現，要有利於技術試驗的開放性。試驗室的建設，應科學、合理，注重環境保護，保證安全衛生，建設綠色試驗室，有利於師生身心健康；應營造濃郁的技術學習氣氛，形成良好的育人環境。
通用技術實驗室的建設包含：實驗環境建設、教學演示儀器、分組教學教具學具、模型製作設備以及金工、木工、電工電子工具等五大部分組成。通用技術實驗室可根據學校的實際情況建設綜合實驗室，也可根據課程的需要分別建設《技術與設計室》、《電子控制技術室》和《簡易機器人製作室》等。

廣州威英智能科技有限公司
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QQ:171800557 油箱:[email protected]
地址：廣州市龍口西路577號天龍商務大廈4樓3A07
聯系人:陳先生

序號 設備名稱 產品樣圖 規格型號與說明
一、實驗環境建設
1 教師台 2400*700*820mm
2 教師座椅 氣動、高度可調
3 學生台 2400*1100*800mm（帶電源插座）
4 學生凳 升降可調
5 水池櫃 國產優質不銹鋼
6 陳列櫃 1000*500*2050
7 工具車 推送工具、作品用
8 網路介面
9 電位安裝
10 水嘴水槽
11 排風扇 50W含開關及布線
12 牆面漆 立邦漆
13 消防設備 乾粉滅火器、沙箱（2KG）
14 鋪地板 包含布線
15 頂部裝修 包括燈光照明
16 吊扇 （或空調）
二、教學實驗儀器
1 感測器實驗箱 感測器實驗箱包含了感測器課程標准中熱敏電阻、光敏電阻、干簧管（磁敏感測器）、聲控感測器，霍爾電路（磁敏電路）等感測器的實驗電路，學生可通過對各種感測器的實驗實踐來了解各種感測器的特性，了解感測器把物理信號變為電信號的原理和過程。可完成的實驗項目：
1：萬用表測多種感測器，
2：感測器功能演示電路實驗，
3：溫控燈，4：聲控燈
2 數字電路實驗箱 數字電路實驗箱包含了各種數字電路的實驗電路，學生可通過實驗了解數字電路的原理，並可根據已掌握的知識進行電路探究實驗，提高自主開發能力。可完成的實驗項目：
1：高低電平檢測器，2：三極體開關電路， 3：三極體放大電路實驗，4：簡易密碼鎖電路，5：與門和或門電路，6：三人表決器，7：單穩延時電路，8：定時電路，9：單鍵雙穩開關，10：旋轉彩燈，11：密碼電路，12：可變調電子門鈴
電磁繼電器實驗箱 電磁繼電器實驗箱可進行電磁控制方面的實驗，讓學生切身體會到電磁控制技術的要點，了解電磁控制技術的科學性和便利性，加深電磁控制方面的知識。可完成的實驗項目：
1：電磁繼電器功能演示，2：電磁繼電器控制電路，3：晶閘管控制電路，4：調光台燈
電子控制系統實驗箱 電子控制實驗箱是電子控制方面的綜合應用，讓學生的技術知識得到全面的校驗和提高。電子控制實驗箱具有更高的實踐性及挑戰性，讓學生的科學知識向更深、更廣發展。可完成的實驗項目：
1：單片機控制的數碼顯示電路，2：水位報警器，3：水位控制， 4：變溫報警電路， 5：紅外線遙控裝置，6：多路無線遙控電路，7：無線遙控裝置，8：數碼顯示電路，9：變眼的貓叫電路，10：語音錄放集成電路，11：聲控音樂彩燈電路。
三、學生分組實驗教具
（一）《技術與設計II》分組實驗教具
本套實驗系統是基於《普通高中技術課程標准》的核心理念，專為《技術與設計2》模塊設計，強調學生動手與動腦相結合，所選內容貼近實際生活。通過學生在課堂上親自動手搭建該套教具中的造型時，能夠清晰直觀地理解結構、流程、系統和控制的基本概念，快速深刻地掌握其設計的基本思想和方法，最終提高學生的設計、製作、試驗、探究以及解決實際問題的能力。本套教具共包含21個實驗活動項目和配套的實驗活動手冊，其中結構設計套裝包含8個實驗活動，流程設計包含3個活動項目，系統設計包含4個活動項目，控制設計包含個6活動項目，共包含1100多個零件，分10個包裝箱包裝。
配置要求：按2人一組配置，教師1套，共配置29套。
1 結構與設計分組實驗包
簡易小屋 學習目標：從力學角度理解什麼是結構，了解結構的一般類型，了解基本結構類型的受力特點。
試驗目的：觀察簡易小屋的架構；分析簡易小屋的架構的作用，判斷簡易小屋的每個構件分別是什麼結構類型；分析每個部件的受力特點。
桌子 學習目標：理解什麼是結構的穩定性。
試驗目的：分析哪張桌子的結構最好。
人字梯 學習目標：理解結構的重心對結構穩定性的影響。
試驗目的：探究人字梯的重心與穩定性的關系。
四桿框架 學習目標：理解結構的形狀對結構穩定性的影響。
試驗目的：探究四桿框架的形狀與穩定性的關系。
橋 學習目標：理解結構的形狀對結構強度的影響。
試驗目的：比較不同形狀的橋的強度大小。
牆 學習目標：理解不同的連接方式對結構強度的影響。
試驗目的：探究磚與磚之間的連接方式對牆的強度的影響。
相片架 學習目標：明確結構設計的目標；掌握結構設計要考慮的主要因素；熟悉結構設計的一般步驟。
試驗目的：明確設計相片架時必須考慮的因素；進行相片架的結構設計，並製作其模型。
農家屋架 學習目標：明確結構設計的目標；掌握結構設計要考慮的主要因素；熟悉結構設計的一般步驟。
試驗目的：明確設計農家屋架時必須考慮的因素；進行農家屋架的結構設計，並製作其模型。
2 流程與設計分組實驗包
火中逃生 學習目標：了解流程的含義以及流程對生活、生產的意義。
試驗目的：通過角色扮演，親身體會什麼是流程以及流程對生活的意義。
蓋房子 學習目標：了解流程的含義以及流程對生活、生產的意義。
試驗目的：通過角色扮演，親身體會什麼是流程以及流程對生活的意義。
積木分檢流程設計 學習目標：學會分析流程設計中應考慮的基本因素；熟悉流程設計的一般步驟；能畫出流程設計的框圖。
試驗目的：設計一個積木分檢的流程；分析該流程設計中應考慮的基本因素。
3 系統與設計分組實驗包
自行車 學習目標：理解什麼是系統。
試驗目的：分析自行車的基本組成及工作原理。
轉向小車 學習目標：理解系統的涵義；理解系統的基本特性。
試驗目的：理解轉向小車是一個系統，了解轉向小車的工作原理。
旋轉木馬 學習目標：熟悉系統分析的一般步驟；初步掌握系統分析的基本方法；理解什麼是系統優化。
試驗目的：分析如何使旋轉木馬工作得更好；比較改進前後旋轉木馬的工作情況；定義什麼是系統優化。
簡易步行機 學習目標：初步學會簡單系統設計的基本方法。
試驗目的：明確設計步行機時應考慮的主要問題；掌握設計步行機的一般步驟。
4 控制與設計分組實驗包
簡易控制裝置 學習目標：理解控制的含義及控制在生活和生產中的應用。
試驗目的：通過圓形齒輪、條形齒輪（齒條）組合起來產生的控製作用，理解控制的含義。
風扇 學習目標：理解控制的含義；了解手動控制和自動控制。
試驗目的：結合風扇，了解什麼是手動控制，什麼是自動控制。
霓虹燈 學習目標：理解什麼是開環控制系統；結合實例，分析開環控制系統的基本組成與工作過程，理解控制器和執行器的作用；畫出簡單開環控制系統的方框圖。
活動目的：搭建一個旋轉彩燈；分析旋轉彩燈的工作過程；畫出反映其工作過程的方框圖。
磁控燈 學習目標:熟悉開環控制系統的工作過程;結合實例找出影響控制系統運行的主要干擾因素;
活動目的:找尋一個磁控燈模型,分析影響磁控燈工作過程的主要因素;
全自動配貨裝置 學習目標：熟悉閉環控制系統的工作過程；結合實例，分析閉環控制系統中反饋環節的作用。
試驗目的：搭建一個自動配貨裝置的模型；分析其工作過程，找出其中的反饋裝置，理解它所起的作用。
定時升旗簡易控制裝置 學習目標：根據開環控制系統的設計方法，製作一個控制裝置；熟悉控制系統設計的一般思路；經歷開環控制系統設計的一般過程。
試驗目的：設計和製作一個定時升旗簡易控制裝置的模型。
5 實驗配套活動手冊 本手冊共分四部分：「結構與設計」、「流程與設計」、「系統與設計」以及「控制與設計」。每個主題所設計的試驗項目貼近現實生活，簡單明了，說服力強。一部分內容的組織遵循「認識→理解→設計」的思路，具體包括三到四個專題。每一專題內容的設計包括四個部分，即知識背景、試驗項目、拓展訓練和信息鏈接。手冊的內容主要包括：知識背景、活動指導、拓展訓練、參考資料。通過體驗本手冊中的活動，學生將：理解結構、流程、系統和控制的涵義；初步掌握結構、流程、系統和控制的基本思想和方法；並能夠進行簡單結構、流程、系統和控制的設計。
配置要求：按2人一組配置，教師1套，共配置29套。
（二）《電子控制技術》分組實驗教具
本套教具是基於《普通高中技術課程標准》的核心理念，專為《電子控制技術》模塊設計。共15個實驗活動項目，所選實驗密切貼合學生的日常生活，易於讓學生迅速理解並動手解決周圍環境中所常見的電子技術問題。它的主要特點是將電子元器件封裝在模塊化的部件中，學生可以利用這些部件搭接實際的電路圖並實現其功能，解決了在課堂上無法使用PCB板、麵包板來焊接電路的難題。它以其安全性、可靠性、靈活性、便利性及可重復使用性，為學校在電子教學方面提高質量和效率以及降低教學成本方面提供了保證。
配置要求：按2人一組配置，教師1套，共配置29套。
1 電子控制系統信息的獲取與轉換
感測器的功能演示電路
認識常用的感測器
磁控燈 了解磁敏感測器的作用及其應用
三級管開關電路 學習晶體三極體的開關特性及其在數字電路中的應用
三級管放大電路 了解晶體三極體的放大作用
2 電子控制系統的信號處理
與門和或門電路 與門、或門和非門等三種基本邏輯門和與非門、或非門這兩種組合邏輯門的電路符號及各自的邏輯關系、真值表、波形圖
電子門鈴 能夠對數字電路進行簡單的組合設計製作，並進行實驗
智力競賽搶答器 了解觸發器的工作原理，能夠對數字電路進行簡單的組合設計製作
三人表決器 學習與非門的電路符號及其邏輯關系、真值表、波形圖
單穩延時電路 了解常見的數字集成電路的類型，簡單數字集成電路使用裝置的安裝
3 電子控制系統的執行部件
電磁繼電器控制電路 學習直流繼電器的構造、規格和工作原理，直流電磁繼電器的使用
晶閘管控制的電路 學習晶閘管的簡單的工作原理
4 電子控制系統的設計及其應用
聲光控制樓道燈 能夠分析開環電子控制系統，能夠設計和安裝簡單的開環電子控制系統
水的恆溫控制 能夠分析閉環電子控制系統，能夠設計和安裝簡單的閉環電子控制系統
紅外遙控小車 了解遙控電子控制系統的組成、能夠設計和安裝簡單的紅外線遙控系統
霓虹燈 學習數字電路簡單的組合設計、安裝
5 教學掛圖 4張
6 實驗活動手冊 配置要求：按2人一組配置，教師1套，共配置29套。
（三）《簡易機器人製作》分組實驗教具
本教具是基於《普通高中技術課程標准》的核心理念，專為《簡易機器人製作》模塊設計。共12個活動項目，共包含700多個零件，分4個包裝箱包裝。每個活動項目包括活動目標、問題思考、活動步驟、活動總結、活動拓展等，學生在課堂上使用本教具，可以自己設計並搭建機器人造型、設計並製作控制電路、自己動手製作控制器、設計編寫並下載控製程序、從而清晰直觀地學習有關機器人的全部知識。實現了真正意義上的——「做機器人」。
配置要求：按2人一組配置，教師1套，共配置29套。
1 傳動機械分組實驗包
齒輪裝置 教學目標：理解齒輪傳動有改變速度和改變方向效果等知識點；分析圓柱齒輪傳動的傳動類型，掌握其傳動特點；會計算簡單的齒輪傳動比。
試驗目的：搖動手柄後，五個齒輪都能相互嚙合轉動，轉動速度和方向各有不同。
雨刮器 教學目標：掌握平面連桿裝置的結構和特點；了解平面連桿機構在實際生活中的運用。
試驗目的：搖動模型手柄，通過曲柄連桿傳動的作用，雨刮器能左右往復的連續搖擺。
雙軸旋轉裝置 教學目標：理解變速運動、多級傳動、轉動方向等知識點；掌握帶傳動和齒輪傳動的實際傳動方式和作用。
試驗目的：搖動雙軸旋轉裝置手柄後，兩個轉軸的轉向和轉速各不相同，從而分析帶傳動和齒輪傳動的傳動方式和作用。
獨輪車 教學目標：理解變速運動在實際生活中的運用；掌握鏈傳動的實際傳動方式和作用。
試驗目的：搖動獨輪車的塌腳，車輪能高速旋轉，從而可分析鏈傳動的效果和特徵。
機械毛毛蟲 教學目標：了解齒輪傳動和連桿傳動的綜合運用。 試驗目的：在馬達通電旋轉後，能通過平面連桿運動，帶動模型實現前進的動作。以動手試驗的方式理解圓柱齒輪傳動和連桿傳動帶來的效果。
2 單片機及其控製程序分組實驗包

交通燈 教學目標：了解AT89C2051單片機匯編語言；掌握匯編語言的一些常用指令。
試驗目的：能模擬一般路面交通燈的運行狀況，綠燈、黃燈、紅燈依次亮和滅。
電風扇 學習目標:熟悉基本程序結構，掌握條件選擇結構；熟悉單片機程序開發流程；學會編寫比較復雜的匯編語言程序；
3 單片機與控制電路分組實驗包
報警器 教學目標：知道常見感測器的種類；掌握常見感測器的作用。
試驗目的：製作一個噪音報警器，當有不同的聲音信號時可實現報警功能。
自動門 教學目標：掌握感測器、2051單片機的綜合運用；了解單片機和控制電路的關系。
試驗目的：自己動手製作一個自動門裝置，當光敏感測器檢測到有光信號時，自動門會自動的完成開啟和關閉的功能。
4 機器人分組實驗包
步行機器人 設計目標：設計並搭建一個能夠直立行走的步行機器人；它能夠站立並保持平衡；它能夠在馬達的驅動下，平穩的前進和後退。
碰碰車機器人 學習目標：設計並找尋一個碰碰車機器人模型；設計並編寫一個程序，讓碰碰車機器人能往前行走，當觸動感測器碰到物體時，小車後退2秒後右轉彎並繼續前進，觸動感測器再次碰到物體時，小車後退2秒後再右轉彎並繼續前進，一直循環下去；
軌跡機器人 學習目標：設計並找尋一個尋跡機器人模型；設計一個程序，讓尋跡機器人往前行走，當兩個光電感測器中的任意一個檢測到黑色軌跡，小車停止；
5 實驗輔件 控制器、感測器、電機等共26件
6 實驗活動手冊 本活動手冊對教具按不同主題進行劃分，主要是為了方便教師在教學實踐中有針對性地加以應用，但在知識劃分上並不具有明顯的界限，教師可依據自身實際的教學需求來合理安排和使用教具，以達到最佳教學效果。手冊中對每一組實驗都盡可能地提供了詳細的實驗器材和使用方法，同時考慮到教具的開放性，建議教師在教學實踐中，可以根據自身條件，在手冊基礎上更加自由地開展教學活動，或鼓勵學生開展課外製作。手冊中還穿插了信息鏈接和實驗拓展等內容，作為實驗教學的補充知識，教師可以根據課時情況自主安排。配置要求：按2人一組配置，教師1套，共配置29套。
7 教學掛圖 教學掛圖4張
四、模型製作實驗設備
教學機床是針對青少年科技創新教育和通用技術課程教學中的科技和製作模型的需要而開發設計的微型機床，包括：車床、鋸床、鑼床、銑床、鑽床、磨床、分度鑽床、手持磨床等不同功能的小機床，使用12V的低壓直流電。本機床教學機床集益智教育和實踐操作能力培養為一體。設備用於對木材、塑料和軟金屬及其它材料的切割、加工等。設備的為金屬型材和工程塑料及金屬零件製成的可組合的套件，所有機床以鋁合金和工程塑料為材料生產，體積小、安全穩定、輕便易攜。本套設備滿足《技術與設計I》的教學需求。
1 微型鋸床 線鋸經特殊設計，就算鋸齒碰到皮膚，也只會引起輕微的振動， 絕對安全。可以加工任意形狀的物件，不管是圓形還是任意彎曲的曲線都能順暢地線鋸，切割各類木材(7mm)和鋁塑板、鋁簿片(1mm)等材料。重1.9KG，體積205mm×170mm×195mm。
配置要求：15套。
2 微型鑼床 也稱木工車床，可以使用三爪夾盤或夾頭（1~6mm）夾持工件。鑼床的中心高25mm，中心距135mm，若使用中間塊和特長機座等配件。可擴充功能，組裝成大型鑼床和仿形鑼床等特殊機床。可利用各類木材加工各類酒杯、花瓶、羅馬柱等工件。重2.5KG，體積230mm×200mm×315mm。
配置要求：12套。
3 微型車床 中心高25mm，中心距135mm，一般車削金屬時車床轉速降到2000轉/分鍾，車刀是高速鋼材質，通過機件擴充後加工直徑為50mm， 可利用軟、有色、貴金屬進行車削，加工各類酒杯、花瓶、羅馬柱等工件。重2.7KG，體積230mm×200mm×315mm。
配置要求：6套。
4 微型銑床 銑床是以銑刀高速旋轉於工作表面進行斷續切削的加工設備,適於加工平面、階檯面、溝槽、成形表面、以及切斷等。分為卧銑和立銑，圖中的這台為卧式銑床。可根據實際使用演變成水平銑床、立銑床、手持銑床。
配置要求：6套。
5 微型鑽床 立式鑽床傾斜滑塊，可以調整鑽孔的角度。如配合不同的部件還可以演變成不同的機床，如搖臂鑽、手鑽等；配合分度盤使用，可以鑽等分的孔。重2.9KG，體積230mm×200mm×315mm。
配置要求：6套。
6 微型磨床 中心高25mm，砂紙粒度一般為100，可根據不同的工件及加工表明要求選擇砂紙。加工時可將物件固定使用在虎鉗或鑽台，也可以手持進行各種角度研磨。重2.1KG，體積230mm×200mm×315mm。
配置要求：6套。
7 手持磨床 手持工具配備七種打磨工具，打磨范圍非常廣泛，打磨空間自由度大，若配上鑽頭則變成手鑽，配上砂輪則變成手磨，配上銑刀則變成手銑，變化多樣，操作靈活，使用簡單。重2.8KG，體積230mm×200mm×315mm。
配置要求：6套。
8 分度鑽床 可以根據不同加工要求，配合分度盤的使用，在圓木上鑽出不同角度的孔位。
重3.1KG，體積230mm×200mm×315mm。
配置要求：6套。
9 精密多功能車鑽銑機床
緊急拍停開關、速度無級可調、四點式轉動刀架、全套變速齒輪、高精確度。基於高精密的產品技術，使用眾多的附件可進行多方面的工作。
●加工精度 0.02mm ●最大鑽孔/銑削直徑10mm
●車削最大工件長度250mm
●鑽孔/銑削 主軸行程 30mm
●螺紋加工范圍：0.5-1.25mm（5種螺紋齒距）
●凈重/毛重40/45kg ●包裝尺寸 700x500x400mm
配置要求：1套。
10 機械制圖模型 材料:ABS材質、中空注塑一次成型, 下列模型的各單元可以自由拆裝組合,需定位的單元帶有定位鍵。
1、軸承三視圖 105*55*85mm，內容：相切、相交、疊加稽核原理，組成：凸台、肋板、底板、支承板、空心圓柱五單元
2、二視圖 100*30*70mm，內容：帶圓孔的四稜台
3、（裝配圖） 千斤頂 h-150mm，結構組成：頂桿、螺母、尖端螺釘、支座共計四單元組成。
4、正投影：長方體 100*70*40mm
11 科技製作
材料 包含絲印三合板200mm×150mm×3m共300張、100mm×150mm×3mm共100張。木棒φ6×200、φ9.5×100、φ19.5×100、φ31.75×100各100條。
鋁棒φ10×100、φ20×100各10條。鋸條150條。砂紙100張。螺釘若干、鋸條固定圈10個等各類科技製作實驗用材料和耗材。
12 科技模型製作教程 與科技模型製作實驗配套實驗指導用書。包括五大實驗教學內容:(一)模型製作基礎,(二)初級模型製作,(三)中級模型製作,(四)高級模型製作,(五)模型絲印圖及作品欣賞。
13 機床教學
掛圖 教學掛圖4張
五、輔助工具與其它設備
1 金工木工工具包 羊角錘1把,鋼鋸架1把,螺絲刀4把,美工刀1把,老虎鉗1把,尖嘴鉗1把,白鐵剪1把,鋼直尺1把,鋼角尺1把,捲尺1把,刨子1把,鑿子1把,什錦銼1套,活絡扳手1把,劃歸1把,鋸條1盒,工具箱1個.
2 電工電子工具包 電烙鐵1把,萬用表1個,電筆1支,錫絲1卷,錫膏1盒,烙鐵架1個,吸錫器1把,熱熔槍1把,膠條10根,工具箱.
3 手板鋸
4 台虎鉗
5 手電筒鑽 8mm，220V電源,包鑽頭1套
6 游標卡尺 0-150mm
7 微型台秤 稱量0-500g，感量0.1g
8 微型砂輪機 250MM

G. 皮帶傳動中帶輪受到的摩擦力的演算法

齒輪是重要的基礎機械元件。齒輪傳動量大面 廣，在機械傳動中佔有主導地位。由於齒輪摩擦學機 制異常復雜，目前仍是機械學科研究的熱點之一，其 中摩擦因數是今後長期研究的難點與重點 。 Jost 指出，摩擦學研究具有巨大經濟效益，尤 其適用於機械傳動。齒輪傳動齒面摩擦力的主要影響 有：降低傳動效率，加劇輪齒失效 （磨損、點蝕、 膠合、折斷等），引起系統振動與雜訊等。隨著齒輪 傳動向高速、重載、精密、高效、低雜訊與長壽命方 基金項目：國家自然科學基金資助項目 （50475139）． 收稿日期：2o05—12—20 作者簡介：周長江 （1975一），博士研究生，主要從事復雜機械 系統建模、分析與模擬，同時從事汽車安全技術研究． 向的發展，齒面摩擦特性研究對於減少摩擦損失、增 大輪齒承載能力、改善系統傳動性能等具有顯著的意 義。摩擦損耗是齒輪傳動功率損失最主要的因素，尤 其在高速、重載、大功率傳動系統中 j。一定工況 下，齒面摩擦力對齒根彎曲與齒面接觸疲勞強度的影 響不能忽略 ；研究者在齒輪有限元分析中開始重 視齒面摩擦力的影響 。研究表明 「 ，齒面摩 擦力在點蝕形成、齒根裂紋萌生與擴展及輪齒斷裂過 程中起到加速作用。同時，齒面摩擦力影響到齒輪系 統的動態特性，是重要的振動與雜訊激勵源 。 上述研究表明，准確求解出嚙合齒面上各點的摩 擦力和摩擦因數，對於齒輪疲勞強度設計、破壞機制 分析、系統動力學和減振降噪等研究具有積極的意 義。本文作者將重點對復雜潤滑狀態下齒面摩擦因數 的計算方法進行系統研究。按研究手段不同，齒面摩 維普資Page 2
186 潤滑與密封 總第182期 擦因數計算方法主要分為2大類：一類以彈流潤滑理 論為基礎，另一類則是以齒面摩擦特性試驗為基礎。 結合作者的研究成果，補充了線外嚙合沖擊摩擦模型 及其摩擦因數的計算方法。 1 基於彈流潤滑理論的齒面摩擦因數計算方法研究 1965年Bodensieck首次提出 「油膜比厚系數」A： A： （1） 式中：h…為最小油膜厚； ＝￣／ ＋ ；， 。、 分 別為齒面 1、2的粗糙度均方根值。 Akin 16〕在總結前人的成果並結合自己的研究， 把齒輪潤滑摩擦狀態大致分為3類：A＞3，完全彈 流潤滑狀態；1 A 3，混合彈流潤滑狀態；A＜1， 邊界潤滑狀態。下面分別對上述3種潤滑狀態下齒面 摩擦因數的計算方法進行研究。 1．1 完全彈流潤滑 當前比較成熟的彈流潤滑理論和摩擦因數計算公 式是在穩態彈流下建立的，典型的計算方法為道森理 論的線／點接觸等溫全膜彈流數值解法。 Dowson和 Higginson 根據彈流潤滑理論，得出 線接觸等溫全膜彈流數值解的摩擦因數計算公式： ＝ 7／dx （2、 在齒輪傳動計算中，瞬時嚙合處的最小油膜厚度 是一個非常重要的評價指標，其經驗計算式為： h… ＝2．65 G0 。 」 （3） Dowson公式後來被眾多的試驗所證實，作為理 想彈流階段的重要成果被普遍承認，在高副傳動計算 中被廣泛使用。該公式在下面情況時誤差較大：①材 料參數G小於1 000，即低彈性模量材料採用低粘度 系數的潤滑劑時；②載荷系數 小於 l0 的輕載荷情 況；③供油不足或高速條件下剪切熱引起粘度下降等 情況時。值得注意的是，由於滾動摩擦力幾乎完全位 於平行油膜的入口處，而推導式 （3）時只考慮使油 膜具有平行區段的載荷，即h ＝h。，如圖1所示。 圖1 線接觸彈流潤滑模型 對於更為一般的高副接觸情況，1977年，Harm． rock和Dowson 對等溫橢圓接觸的彈流問題進行了 大量的數值計算，提出了各種情況下點接觸彈流的壓 力分布、油膜形狀以及最小油膜厚度的計算公式。 1979年，他們又提出了等溫橢圓接觸的潤滑狀態圖， 為理想型點接觸彈流油膜厚度的計算奠定了基礎 。 下面直接給出Harmrock和Dowson對等溫點接觸全膜 彈流提出的油膜厚度公式： Hmm＝3．63 G0鉀 町 （1一e ） （4） 實驗證明 ：式 （4）的計算結果與實際測量值 較為一致，推薦用於等溫點接觸的彈流潤滑計算。 1．2 混合彈流潤滑 混合彈流潤滑的概念正式提出可以追溯到Chris． tensen 的研究。齒輪傳動中，齒面摩擦因數隨著轉 速、載荷分布與齒廓表面形狀等因素的改變而發生顯 著變化。Martin 發現，由於上述因素的影響，輪齒 潤滑狀態在液體摩擦與邊界摩擦之間不斷擺動。事實 上，混合彈流潤滑是實際齒輪傳動中廣泛存在的接觸 狀態，是液體潤滑、邊界潤滑、薄膜潤滑等的共同組 合。 wu 採用簡化的齒輪副摩擦模型研究了輪齒在 動壓油膜和邊界接觸共同作用下的齒面摩擦特性。 Jiang 基於 「Macro Micro」 方法對混合潤滑狀態下 的齒面摩擦磨損現象進行了探索。基於混合彈流潤滑 理論，並結合實驗研究，Kelley和 Lemanski〔2 （式 （5））、Martin （式 （6））等人先後提出了不同的 摩擦因數計算公式；Gohar＿2 （式 （7））對Evans— Johnson公式進行了修正，增加了考慮非線性粘性與 粘彈的影響因子。 一 o．o 1 lgl 九 1 71 r … IXT ～P L （o J 7 ￣o＋1．74＠lnP〔 （ 〕 l 丁n凡n l＋ ．O c ． （7） I，．fcL， 32 、l／ 【 面 但由於齒面粗糙度的隨機性及輪齒對滾動和相對 滑動過程中表面接觸狀態的時變性，致使混合潤滑狀 態下輪齒的摩擦特性非常復雜，至今尚未建立完善的 物理模型及相關理論。Vaishya和 Houser ，對上述 研究成果進行了深入的數值分析和實驗比較，結果表 明Kelley和 Lemanski考慮了表面光潔度的閃溫因素 在內的公式與實驗吻合得較好，較為接近齒輪嚙合的 實際工況。Vaishya和Houser還對低粘度潤滑劑情況 下的Kelley—Lemanski公式進行了修Page 3
2006年第10期 周長江等：齒輪傳動齒面摩擦因數計算方法的研究 187 計算混合潤滑狀態下齒面摩擦因數的另一種方法 認為：綜合摩擦因數＿廠由邊界潤滑狀態下的摩擦因數 與部分液體摩擦因數 。組成： ／＝f．q ＋ 。q 。 （9） 式中：q 、qEHD分別為峰頂接觸的承載系數和彈流潤 滑油膜的承載系數，均由相應的實驗測出，二者滿足 q ＋q咖 ＝1。 由表面微凸體的接觸性質決定，可用 實驗進行測定； 。不是常數，而是嚙合輪齒滑滾比 的函數。 1．3 邊界潤滑 邊界潤滑由Hardy於 1919年首次提出，用以描 述一種介於液體潤滑與干摩擦之間的潤滑狀態。後來 經 F P Browdon，D Tabor，以及B．B．皿e pYlrHH等人 的貢獻，使得邊界潤滑理論的發展日趨完善，並被稱 為提高齒輪傳動潤滑性能的重要理論基礎。 齒輪傳動中，邊界潤滑在一定的情況下客觀存 在。如在嚙入點附近區域，被動齒輪輪齒的齒頂沿著 主動齒輪齒廓刮行，動力油膜基本被破壞，主要以邊 界潤滑的形式存在。邊界潤滑機制復雜，測試分析困 難，因此，至今仍沒有統一的計算公式，應用也還處 於經驗階段。邊界潤滑對齒面摩擦磨損中出現的粘著 效應、犁溝效應等影響顯著。 Tallian 通過對粗糙表面彈流接觸的壓力和湍流 研究，指出工作表面經過跑合，穩定狀態下產生的塑 性焊合的可能性很小。對於磨齒、滾齒並經跑合的齒 面來說，可以認為上述嚙合階段齒面處於彈性峰接 觸，其邊界油膜不會破裂。通常認為峰點接觸處於邊 界潤滑狀態，其摩擦因數基本保持為常量，實驗所測 得邊界潤滑的摩擦因數一般為： ＝0．1～0．2。邊界 潤滑 （A＜1）下齒面摩擦 因數 的計算 多選用 Buckingham 半經驗式： 「 ＝0．05e加 ＋0． ooz／v； （10） 2 基於齒面摩擦特性試驗的齒面摩擦因數計算方法 研究 嚙合齒面間的摩擦因數呈時變、強非線性分 布」 ；其值取決於齒面材料、表面光潔度、齒形、 載荷、工作溫度、潤滑狀態、非穩態油膜的流變特性 及潤滑油種類等諸多因素 。因此，根據純彈流 潤滑理論建立齒輪摩擦特性分析模型很困難，求解也 非常復雜；而過多的條件簡化往往會影響到分析結論 的可靠性。於是，許多齒面摩擦特性試驗研究應運而 生。 2．1 基於嚙合點曲率半徑等效原理的模擬試件的齒 面摩擦因數試驗研究 嚙合點曲率半徑等效原理 （圖2）為：齒廓上到 節點P距離為s的K點的瞬時嚙合接觸，可用曲率半 徑分別為Rl＝rl sins ＋s與R2＝／』2sint￣ 一s，轉速等於 齒輪轉速的2個模擬試件—— 當量圓柱體或圓盤的摩 擦接觸來模擬。 圖2 漸開線齒輪等效曲率半徑 齒面摩擦力模擬試驗研究，主要是藉助齒輪摩擦特 性試驗台直接測出模擬試件的摩擦力矩，再計算摩擦力 與摩擦因數。計算式通常比較簡單，如式 （11） 與式 （12） ： u＝4．255T／F 2Mf ／ （11） （12） 常見的試驗機有雙圓盤、四圓盤、盤球試驗機 等 ，這些模擬試驗機為研究油膜的潤滑機制、 摩擦特性及齒面摩擦力與摩擦因數的分析起到了很大 的作用。 但其主要不足有：① 圓柱或圓盤之間的油膜性 狀不能完全反映實際輪齒之間的油膜復雜的流變、剪 變等變化規律；② 不能真實反映熱、流體與結構的 多物理場耦合效應對潤滑油膜的影響；③ 每對圓柱 或圓盤只能模擬齒廓上的一個嚙合點的情況，且不能 反映部分齒形參數對油膜性狀的作用；④ 不能反映 實際輪齒嚙合周期內多潤滑狀態的交變對油膜摩擦特 性的影響。 2．2 基於功率損失與摩擦功耗等效原理的齒輪試件 的齒面摩擦因數試驗研究 Rao 根據一個嚙合周期內摩擦功等於輸入與輸 出功率損失的原理，得出了平均摩擦因數的計算式： 維普資訊 Page 4
188 潤滑與密封 總第 182期 （1一叼T）（￡ ＋f ） rh1（1「）〔（ ） ＋ln 麗 〕 （13） 式 （13）只考慮了滑動速度而不計滾動摩擦損 失，且不能求解瞬時摩擦因數。Hori 採用重力擺錘 法使嚙合輪齒間產生可控的滑動與滾動來模擬齒面接 觸，進而求解出齒面摩擦因數。擺錘法的基本原理是 給擺錘一個很小的自由衰減振盪，擺錘勢能的減少量 等於嚙合輪齒表面摩擦力所做的功。單雙齒嚙合區的 齒面摩擦因數計算式分別為： h（cos0 一cos0 ＋2 ） 2（1±衛）e ∑ r ， h（cos0 一cos0m ） r ． i＋2N 一1 （1±： ）（el＋e2） ∑ ， （14） （15） 式中的 「±」 分別表示外嚙與內嚙合方式，該方法 僅適用於准靜態測試。 1．變頻電機 Z聯軸器 輸入轉速轉 矩感測器 4潤滑系統 s載入器 矗冷卻系統 試驗齒輪 ＆輸出轉速轉 矩感測器 圖3 封閉功率流齒輪傳動效率測試原理 以齒輪試件為研究對象計算齒面摩擦因數，更多 的是基於功率流齒輪傳動效率測試方法，其中以閉式 功率流試驗測量居多。其測試原理 （見圖3）為：用 轉速轉矩感測器測出輸入端和輸出端的轉速與轉矩， 求出試驗齒輪裝置的總功率損失，進而算出傳動效 率；近似地認為齒面摩擦功耗等於總功率損失，再求 出齒面的 「有效 」 或 「當量 」 摩擦因數 （見式 （16））；或將軸承中的摩擦損耗從總功率損失中分離 出來，再計算齒面摩擦因數 加 （見式 （17））。 廠： ・ ．詈 （16） 2 ＋I，b＋ F （17） 實際上，功率流齒輪試驗台系統的總功率損失中 包含了齒輪、軸承、聯軸器等零部件的空載損耗、攪 油損耗，各封閉圈與軸表面問的摩擦損耗，試驗台各 運動副表面的空氣阻力損耗，齒面摩擦損耗，軸承摩 擦損耗及聯軸器的工作損耗等。基於功率流齒輪傳動 效率的測試方法，一方面從總功率損失中分離出摩擦 損耗的操作比較復雜，但若不去掉系統誤差，則測量 結果的可信度將大大下降。另外， 「有效 」 或 「當 量」摩擦因數並不能反映輪齒實際嚙合周期內不同 接觸點真實的摩擦狀況。 3 齒面摩擦因數動測實驗研究 Benedict 嘗試用應變計測量2個孤齒試驗齒輪 嚙合的瞬時動態摩擦因數，但因系統慣性和低階系統 共振頻率的干擾而致使測試結果失真，最終只得採用 圓盤模擬試驗機測量模擬試件的摩擦力。Oswald 在NASA齒輪雜訊試驗台上進行了動測試驗，試驗中 採用的試件一類為齒廓修形齒，另一類為未修形齒。 Oswald根據渦流測扭儀的測試結果計算出齒面摩擦 力；該項工作為後來齒面摩擦力動測試驗奠定了堅實 的基礎。 圖 4 齒面摩擦力動測試驗 台 Rebbrchi 設計出齒面摩擦力動測試驗台 （圖 4），並將其測試結果與相關的研究結論進行了驗證。 該試驗台的基本測試原理為：通過貼在2個連續齒的 齒根過渡曲線區域的應變計，分別測出嚙合輪齒的在 接觸點的法向力與摩擦力： ISc allFn＋at2Ff （18） 【St＝a21F ＋a22F 再根據庫侖定律計算出摩擦因數。由於其中一個試驗 齒輪只有一個輪齒，因此當重合度大於1時，測試結 果就不能真實反映多齒嚙合區的法向力與摩擦力。另 外，由於該試驗測試原理是分時測得法向力與摩擦 力，因此與實際嚙合點法向載荷與摩擦力同時作用且 隨嚙合點不同齒面呈現不同的摩擦過渡與交變的情況 存在一定的差距。 維普資訊 Page 5
2006年第10期 周長江等：齒輪傳動齒面摩擦因數計算方法的研究 189 由於動態測試系統能夠在較高轉速下直接測試輪 齒敏感區的應力應變，與前面提到的模擬試驗機與功 率流試驗系統相比較，動態測試結果更能真實地反映 嚙合點的受力情況。齒面摩擦因數動測試驗需要注意 的主要問題有：盡量減小被測系統的動態特性 （如 慣性、共振、系統變形等因素）對測試敏感元件及 其數據採集的干擾；降低測試系統自身的誤差等。 4 線外嚙合沖擊模型及其摩擦因數計算方法的研究 考慮齒輪加工與裝配誤差、輪齒磨損與彈性變形 以及系統變形等因素時，客觀上存在線外嚙合沖擊接 觸。受載輪齒與非理想齒輪傳動中，這是不可避免的 現象 j。在線外嚙合沖擊階段，齒面的摩擦特性不 同於以彈流潤滑理論為基礎的邊界潤滑、混合潤滑或 完全彈流狀態下的輪齒摩擦機制；同時也不便用上面 介紹模擬試驗機測量；也不宜用傳統的摩擦功耗與傳 動功率損失等效的原理進行分析。在此，作者根據多 年的研究成果建議按沖擊摩擦進行建模，並給出了齒 面沖擊摩擦因數計算式。 基於精確的齒輪有限 元模型得出的載荷歷程數 值分析結論 （圖 5）， 准確地推導出考慮雙齒區 應力疊加效應且含系統誤 差與輪齒綜合變形時線外 竺 ．沖 寶 喜圖 輪齒綜合變形載荷歷程 速度和沖擊力 （圖… — ………… 6）。進而推導出由實際嚙入沖擊點到理論嚙合線嚙 入點全程中任意點的位置、沖擊速度和沖擊力的算 法，從而准確地計算出線外嚙合階段各點的沖擊摩擦 力與摩擦因數 ，其中嚙入沖擊力計算式為： （19） I F cos（arcsin 』b2）dt ＝ ————— （20） I F sin（arcsin 』b2）dt O a2 含系統誤差與綜合變形齒輪副線外嚙合沖擊摩擦 分析模型的提出，並准確地計算出線外嚙合階段各點 的沖擊摩擦力與摩擦因數，其意義主要體現在：對實 際齒輪傳動系統輪齒嚙合周期內出現的沖擊摩擦接 觸、邊界潤滑、混合潤滑與完全彈流潤滑等狀況分階 段進行系統研究，從而較完整地揭示出復雜潤滑狀態 下齒輪副的摩擦力與摩擦因數的變化規律。 圖6 齒輪線外沖擊嚙合 5 結論 （1）以彈流潤滑理論為基礎，對 3種典型潤滑 狀態下齒面摩擦因數的計算方法及其適用條件等進行 了較深入的分析。 （2）以齒面摩擦特性試驗為基礎，分別對基於 嚙合點曲率半徑等效原理的模擬試件與基於功率損失 同摩擦功耗等效原理的試驗齒輪的齒面摩擦因數計算 方法的特點、實驗條件及結論等進行了比較研究。 （3）比較指出了齒面摩擦因數動測實驗結果具 有更高的可信度。 （4）在分別從理論與實驗兩個方面對齒面摩擦 因數的計算方法進行了綜合分析與比較研究後，補充 提出了含系統誤差與綜合變形齒輪副線外嚙合沖擊摩 擦模型，給出了相應的沖擊摩擦力與摩擦因數計算 式，從而較完整地構建了含系統誤差與綜合變形的復 雜潤滑狀態下齒輪傳動齒面摩擦因數的計算方法體 系。該體系對探索齒輪摩擦機制、完善其強度設計准 則；對提高齒輪設計製造水平和促進減摩耐磨技術的 開發，均具有較重要的意義。
參考文獻 【1】周仲榮，

H. 諧波減速器

諧波齒輪減速器沒有得到廣泛應用的根本原因是柔輪不好做。

那是一個需要反內復變形的零件，目前的許多材料容在抗疲勞方面達不到要求，從而大大降低里諧波齒輪減速器的使用壽命。

如果你能解決這些問題，那它的市場將是巨大的，你能狠狠地發一筆橫財——畢竟諧波齒輪減速器的性能是太強大了。但問題，也就是你應注意的，就是怎麼才能做好柔輪。

I. 二級直齒展開式圓柱齒輪減速器課程設計的課程設計及實驗報告書

械設計課程設計任務書

班 級 姓 名

設計題目：帶式運輸機傳動裝置設計

布置形式：設計用於帶式運輸機的一級直齒圓柱齒輪減速器（Ⅰ）

傳動簡圖

原始數據：

數據編號 1 2 3 4 5 6

運輸帶工作拉力F/N 800 850 900 950 1100 1150

運輸帶工作速度v/(m/s) 1.5 1.6 1.7 1.5 1.55 1.6

捲筒直徑D/mm 250 260 270 240 250 260

工作條件：一班制，連續單向運轉。載荷平穩,室內工作,有粉塵。

使用期限：10 年

生產批量：10 套

動力來源：三相交流電（220V/380V ）

運輸帶速度允許誤差：±5% 。
提問者： 浪人5 - 試用期 一級 其他回答 共 1 條
這個是我好不容易才找到的，一個東東啊，你可以自己看看啊，就差不多能自己理解了。。。給我你的郵箱發給你啊！我的是[email protected]

目 錄
設計任務書…………………………………………………2
第一部分 傳動裝置總體設計……………………………4
第二部分 V帶設計………………………………………6
第三部分 各齒輪的設計計算……………………………9
第四部分 軸的設計………………………………………13
第五部分 校核……………………………………………19
第六部分 主要尺寸及數據………………………………21

設 計 任 務 書

一、 課程設計題目：
設計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）

原始數據：
數據編號 3 5 7 10
運輸機工作轉矩T/(N.m) 690 630 760 620
運輸機帶速V/(m/s) 0.8 0.9 0.75 0.9
捲筒直徑D/mm 320 380 320 360

工作條件：
連續單向運轉，工作時有輕微振動，使用期限為10年，小批量生產，單班制工作（8小時/天）。運輸速度允許誤差為 。
二、 課程設計內容
1）傳動裝置的總體設計。
2）傳動件及支承的設計計算。
3）減速器裝配圖及零件工作圖。
4）設計計算說明書編寫。

每個學生應完成：
1） 部件裝配圖一張（A1）。
2） 零件工作圖兩張（A3）
3） 設計說明書一份（6000~8000字）。

本組設計數據：
第三組數據：運輸機工作軸轉矩T/(N.m) 690 。
運輸機帶速V/(m/s) 0.8 。
捲筒直徑D/mm 320 。

已給方案：外傳動機構為V帶傳動。
減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。

第一部分 傳動裝置總體設計

一、 傳動方案（已給定）
1） 外傳動為V帶傳動。
2） 減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。
3） 方案簡圖如下：
二、該方案的優缺點：
該工作機有輕微振動，由於V帶有緩沖吸振能力，採用V帶傳動能減小振動帶來的影響，並且該工作機屬於小功率、載荷變化不大，可以採用V帶這種簡單的結構，並且價格便宜，標准化程度高，大幅降低了成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速，這是兩級減速器中應用最廣泛的一種。齒輪相對於軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現象。原動機部分為Y系列三相交流 非同步電動機。
總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應工作條件、工作可靠，此外還結構簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。
計 算 與 說 明 結果
三、原動機選擇（Y系列三相交流非同步電動機）
工作機所需功率： =0.96 (見課設P9)

傳動裝置總效率： （見課設式2-4）

（見課設表12-8）

電動機的輸出功率： （見課設式2-1）
取
選擇電動機為Y132M1-6 m型 （見課設表19-1）
技術數據：額定功率（ ） 4 滿載轉矩（ ） 960
額定轉矩（ ） 2.0 最大轉矩（ ） 2.0
Y132M1-6電動機的外型尺寸（mm）： （見課設表19-3）
A：216 B：178 C：89 D：38 E：80 F：10 G：33 H：132 K：12 AB：280 AC：270 AD：210 HD：315 BB：238 L：235
四、傳動裝置總體傳動比的確定及各級傳動比的分配
1、 總傳動比： （見課設式2-6）

2、 各級傳動比分配： （見課設式2-7）

初定

第二部分 V帶設計

外傳動帶選為 普通V帶傳動
1、 確定計算功率：
1）、由表5-9查得工作情況系數
2）、由式5-23（機設）
2、選擇V帶型號
查圖5-12a(機設)選A型V帶。
3.確定帶輪直徑
（1）、參考圖5-12a（機設）及表5-3（機設）選取小帶輪直徑
（電機中心高符合要求）
（2）、驗算帶速 由式5-7（機設）

（3）、從動帶輪直徑

查表5-4（機設） 取
（4）、傳動比 i

（5）、從動輪轉速

4.確定中心距 和帶長
（1）、按式（5-23機設）初選中心距

取
（2）、按式(5-24機設)求帶的計算基礎准長度L0

查圖.5-7(機設)取帶的基準長度Ld=2000mm
(3)、按式(5-25機設)計算中心距:a

(4)、按式（5-26機設）確定中心距調整范圍

5.驗算小帶輪包角α1
由式(5-11機設)

6.確定V帶根數Z
(1)、由表（5-7機設）查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min時，單根V帶的額定功率分呷為1.00Kw和1.18Kw，用線性插值法求n1=980r/min時的額定功率P0值。

(2)、由表（5-10機設）查得△P0=0.11Kw
(3)、由表查得（5-12機設）查得包角系數
(4)、由表(5-13機設)查得長度系數KL=1.03
(5)、計算V帶根數Z，由式（5-28機設）

取Z=5根
7．計算單根V帶初拉力F0，由式（5-29）機設。

q由表5-5機設查得
8．計算對軸的壓力FQ，由式（5-30機設）得

9．確定帶輪的結構尺寸，給制帶輪工作圖
小帶輪基準直徑dd1=112mm採用實心式結構。大帶輪基準直徑dd2=280mm，採用孔板式結構，基準圖見零件工作圖。

第三部分 各齒輪的設計計算

一、高速級減速齒輪設計（直齒圓柱齒輪）
1.齒輪的材料，精度和齒數選擇，因傳遞功率不大，轉速不高，材料按表7-1選取，都採用45號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調質，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩性，齒數宜取多些，取Z1=34 則Z2=Z1i=34×2.62=89
2.設計計算。
（1）設計准則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。
（2）按齒面接觸疲勞強度設計，由式（7-9）

T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794 N?mm
由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應力為
бHILim=580 бHILin=560
由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極限應力
бHILim=230 бHILin=210
應力循環次數N由式（7-3）計算
N1=60n, at=60×(8×360×10)=6.64×109
N2= N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109
由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數；ZN1=1.1 ZN2=1.04
由圖7-9查得彎曲 ；YN1=1 YN2=1
由圖7-2查得接觸疲勞安全系數：SFmin=1.4 又YST=2.0 試選Kt=1.3
由式(7-1)(7-2)求許用接觸應力和許用彎曲應力

將有關值代入式(7-9)得

則V1=(πd1tn1/60×1000)=1.3m/s
( Z1 V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s
查圖7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.則KH=KAKVKβKα=1.42 ,修正
M=d1/Z1=1.96mm
由表7-6取標准模數：m=2mm
(3) 計算幾何尺寸
d1=mz1=2×34=68mm
d2=mz2=2×89=178mm
a=m(z1＋z2)/2=123mm
b=φddt=1×68=68mm
取b2=65mm b1=b2+10=75
3.校核齒根彎曲疲勞強度
由圖7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0 取Yε=0.7
由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強度.

二、低速級減速齒輪設計（直齒圓柱齒輪）
1.齒輪的材料，精度和齒數選擇，因傳遞功率不大，轉速不高，材料按表7-1選取，都採用45號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調質，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為點蝕，考慮傳動平穩性，齒數宜取多些，取Z1=34
則Z2=Z1i=34×3.7=104
2.設計計算。
（1） 設計准則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。
（2）按齒面接觸疲勞強度設計，由式（7-9）

T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540 N?mm
由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應力為
бHILim=580 бHILin=560
由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極陰應力
бHILim=230 бHILin=210
應力循環次數N由式（7-3）計算
N1=60n at=60×148×(8×360×10)=2.55×109
N2= N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108
由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數；ZN1=1.1 ZN2=1.04
由圖7-9查得彎曲 ；YN1=1 YN2=1
由圖7-2查得接觸疲勞安全系數：SFmin=1.4 又YST=2.0 試選Kt=1.3
由式(7-1)(7-2)求許用接觸應力和許用彎曲應力

將有關值代入式(7-9)得

則V1=(πd1tn1/60×1000)=0.55m/s
( Z1 V1/100)=0.55×(34/100)m/s=0.19m/s
查圖7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.則KH=KAKVKβKα=1.377 ,修正
M=d1/Z1=2.11mm
由表7-6取標准模數：m=2.5mm
(3) 計算幾何尺寸
d1=mz1=2.5×34=85mm
d2=mz2=2.5×104=260mm
a=m(z1＋z2)/2=172.5mm
b=φddt=1×85=85mm
取b2=85mm b1=b2+10=95
3.校核齒根彎曲疲勞強度
由圖7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0 取Yε=0.7
由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強度.

總結：高速級 z1=34 z2=89 m=2
低速級 z1=34 z2=104 m=2.5

第四部分 軸的設計
高速軸的設計
1.選擇軸的材料及熱處理
由於減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調質處理.
2.初估軸徑
按扭矩初估軸的直徑,查表10-2,得c=106至117,考慮到安裝聯軸器的軸段僅受扭矩作用.取c=110則:
D1min=
D2min=
D3min=
3.初選軸承
1軸選軸承為6008
2軸選軸承為6009
3軸選軸承為6012
根據軸承確定各軸安裝軸承的直徑為:
D1=40mm
D2=45mm
D3=60mm
4.結構設計(現只對高速軸作設計,其它兩軸設計略,結構詳見圖)為了拆裝方便,減速器殼體用剖分式,軸的結構形狀如圖所示.
(1).各軸直徑的確定
初估軸徑後,即可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定直徑.該軸軸段1安裝軸承6008,故該段直徑為40mm。2段裝齒輪，為了便於安裝，取2段為44mm。齒輪右端用軸肩固定，計算得軸肩的高度為4.5mm，取3段為53mm。5段裝軸承，直徑和1段一樣為40mm。4段不裝任何零件，但考慮到軸承的軸向定位，及軸承的安裝，取4段為42mm。6段應與密封毛氈的尺寸同時確定，查機械設計手冊，選用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛氈圈，故取6段36mm。7段裝大帶輪，取為32mm>dmin 。
（2）各軸段長度的確定
軸段1的長度為軸承6008的寬度和軸承到箱體內壁的距離加上箱體內壁到齒輪端面的距離加上2mm，l1=32mm。2段應比齒輪寬略小2mm，為l2=73mm。3段的長度按軸肩寬度公式計算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和軸承6008同寬取l5=15mm。l6=55mm，7段同大帶輪同寬，取l7=90mm。其中l4，l6是在確定其它段長度和箱體內壁寬後確定的。
於是，可得軸的支點上受力點間的跨距L1=52.5mm，L2=159mm，L3=107.5mm。
（3）.軸上零件的周向固定
為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合H7/r6。與軸承內圈配合軸勁選用k6，齒輪與大帶輪均採用A型普通平鍵聯接，分別為16*63 GB1096-1979及鍵10*80 GB1096-1979。
（4）.軸上倒角與圓角
為保證6008軸承內圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據標准GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為1*45。。
5.軸的受力分析
（1） 畫軸的受力簡圖。
（2） 計算支座反力。
Ft=2T1/d1=
Fr=Fttg20。=3784
FQ=1588N
在水平面上
FR1H=
FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N
在垂直面上
FR1V=
Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N
（3） 畫彎矩圖
在水平面上，a-a剖面左側
MAh=FR1Hl3=966 52.5=50.715N?m
a-a剖面右側
M』Ah=FR2Hl2=411 153=62.88 N?m
在垂直面上
MAv=M』AV=FR1Vl2=352×153=53.856 N?m
合成彎矩，a-a剖面左側

a-a剖面右側

畫轉矩圖
轉矩 3784×（68/2）=128.7N?m
6.判斷危險截面
顯然，如圖所示，a-a剖面左側合成彎矩最大、扭矩為T，該截面左側可能是危險截面；b-b截面處合成灣矩雖不是最大，但該截面左側也可能是危險截面。若從疲勞強度考慮，a-a，b-b截面右側均有應力集中，且b-b截面處應力集中更嚴重，故a-a截面左側和b-b截面左、右側又均有可能是疲勞破壞危險截面。
7.軸的彎扭合成強度校核
由表10-1查得

(1)a-a剖面左側
3=0.1×443=8.5184m3
=14.57
（2）b-b截面左側
3=0.1×423=7.41m3
b-b截面處合成彎矩Mb:
=174 N?m
=27
8.軸的安全系數校核:由表10-1查得 (1)在a-a截面左側
WT=0.2d3=0.2×443=17036.8mm3
由附表10-1查得 由附表10-4查得絕對尺寸系數 ;軸經磨削加工, 由附表10-5查得質量系數 .則
彎曲應力
應力幅
平均應力
切應力

安全系數

查表10-6得許用安全系數 =1.3～1.5,顯然S> ,故a-a剖面安全.
(2)b-b截面右側
抗彎截面系數 3=0.1×533=14.887m3
抗扭截面系數WT=0.2d3=0.2×533=29.775 m3
又Mb=174 N?m,故彎曲應力

切應力

由附表10-1查得過盈配合引起的有效應力集中系數 。 則

顯然S> ,故b-b截面右側安全。
（3）b-b截面左側
WT=0.2d3=0.2×423=14.82 m3
b-b截面左右側的彎矩、扭矩相同。
彎曲應力

切應力

（D-d）/r=1 r/d=0.05，由附表10-2查得圓角引起的有效應力集中系數 。由附表10-4查得絕對尺寸系數 。又 。則

顯然S> ,故b-b截面左側安全。

第五部分 校 核
高速軸軸承

FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N

Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N
軸承的型號為6008，Cr=16.2 kN
1） FA/COr=0
2） 計算當量動載荷

查表得fP=1.2徑向載荷系數X和軸向載荷系數Y為X=1，Y=0
=1.2×（1×352）=422.4 N
3） 驗算6008的壽命

驗算右邊軸承

鍵的校核
鍵1 10×8 L=80 GB1096-79
則強度條件為

查表許用擠壓應力
所以鍵的強度足夠
鍵2 12×8 L=63 GB1096-79
則強度條件為

查表許用擠壓應力
所以鍵的強度足夠

聯軸器的選擇
聯軸器選擇為TL8型彈性聯軸器 GB4323-84
減速器的潤滑
1.齒輪的潤滑
因齒輪的圓周速度<12 m/s，所以才用浸油潤滑的潤滑方式。
高速齒輪浸入油里約0.7個齒高，但不小於10mm，低速級齒輪浸入油高度約為1個齒高（不小於10mm），1/6齒輪。
2．滾動軸承的潤滑
因潤滑油中的傳動零件（齒輪）的圓周速度V≥1.5～2m/s所以採用飛濺潤滑，

第六部分 主要尺寸及數據
箱體尺寸:
箱體壁厚
箱蓋壁厚
箱座凸緣厚度b=15mm
箱蓋凸緣厚度b1=15mm
箱座底凸緣厚度b2=25mm
地腳螺栓直徑df=M16
地腳螺栓數目n=4
軸承旁聯接螺栓直徑d1=M12
聯接螺栓d2的間距l=150mm
軸承端蓋螺釘直徑d3=M8
定位銷直徑d=6mm
df 、d1 、d2至外箱壁的距離C1=18mm、18 mm、13 mm
df、d2至凸緣邊緣的距離C2=16mm、11 mm
軸承旁凸台半徑R1=11mm
凸台高度根據低速軸承座外半徑確定
外箱壁至軸承座端面距離L1=40mm
大齒輪頂圓與內箱壁距離△1=10mm
齒輪端面與內箱壁距離△2=10mm
箱蓋，箱座肋厚m1=m=7mm
軸承端蓋外徑D2 ：凸緣式端蓋：D+（5～5.5）d3
以上尺寸參考機械設計課程設計P17～P21
傳動比
原始分配傳動比為：i1=2.62 i2=3.07 i3=2.5
修正後 ：i1=2.5 i2=2.62 i3=3.07
各軸新的轉速為 ：n1=960/2.5=3.84
n2=384/2.61=147
n3=147/3.07=48
各軸的輸入功率
P1=pdη8η7 =5.5×0.95×0.99=5.42
P2=p1η6η5=5.42×0.97×0.99=5.20
P3=p2η4η3=5.20×0.97×0.99=5.00
P4=p3η2η1=5.00×0.99×0.99=4.90
各軸的輸入轉矩
T1=9550Pdi1η8η7/nm=9550×5.5×2.5×0.95×0.99=128.65
T2= T1 i2η6η5=128.65×2.62×0.97×0.99=323.68
T3= T2 i3η4η3=323.68×3.07×0.97×0.99=954.25
T4= T3 η2η1=954.23×0.99×0.99=935.26
軸號 功率p 轉矩T 轉速n 傳動比i 效率η
電機軸 5.5 2.0 960 1 1
1 5.42 128.65 384 2.5 0.94
2 5.20 323.68 148 2.62 0.96
3 5.00 954.25 48 3.07 0.96
工作機軸 4.90 935.26 48 1 0.98

齒輪的結構尺寸
兩小齒輪採用實心結構
兩大齒輪採用復板式結構
齒輪z1尺寸
z=34 d1=68 m=2 d=44 b=75
d1=68
ha=ha*m=1×2=2mm
hf=( ha*+c*)m=(1+0.25)×2=2.5mm
h=ha+hf=2+2.5=4.5mm
da=d1＋2ha=68+2×2=72mm
df=d1－2hf=68－2×2.5=63
p=πm=6.28mm
s=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
e=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
c=c*m=0.25×2=0.5mm
齒輪z2的尺寸
由軸可 得d2=178 z2=89 m=2 b=65 d4=49
ha=ha*m=1×2=2mm
h=ha+hf=2+2.5=4.5mm
hf=(1＋0.5)×2=2.5mm
da=d2＋2ha=178＋2×2=182
df=d1－2hf=178－2×2.5=173
p=πm=6.28mm
s=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
e=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
c=c*m=0.25×2=0.5mm
DT≈
D3≈1.6D4=1.6×49=78.4
D0≈da-10mn=182-10×2=162
D2≈0.25(D0-D3)=0.25(162-78.4)=20
R=5 c=0.2b=0.2×65=13

齒輪3尺寸
由軸可得, d=49 d3=85 z3=34 m=2.5 b=95
ha =ha*m=1×2.5=2.5
h=ha+hf=2.5+3.125=5.625
hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×2.5=3.125
da=d3+2ha=85+2×2.5=90
df=d1-2hf=85-2×3.125=78.75
p=πm=3.14×2.5=7.85
s=πm/2=3.14×2.5/2=3.925
e=s c=c*m=0.25×2.5=0.625
齒輪4寸
由軸可得 d=64 d4=260 z4=104 m=2.5 b=85
ha =ha*m=1×2.5=2.5
h=ha+hf=2.5+3.25=5.625
hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×0.25=3.125
da=d4+2ha=260+2×2.5=265
df=d1-2hf=260-2×3.125=253.75
p=πm=3.14×2.5=7.85
s=e=πm/2=3.14×2.5/2=3.925
c=c*m=0.25×2.5=0.625
D0≈da-10m=260-10×2.5=235
D3≈1.6×64=102.4

D2=0.25(D0-D3)=0.25×(235-102.4)=33.15
r=5 c=0.2b=0.2×85=17

參考文獻：
《機械設計》徐錦康 主編 機械工業出版社
《機械設計課程設計》陸玉 何在洲 佟延偉 主編
第3版 機械工業出版社
《機械設計手冊》
設計心得
機械設計課程設計是機械課程當中一個重要環節通過了3周的課程設計使我從各個方面都受到了機械設計的訓練，對機械的有關各個零部件有機的結合在一起得到了深刻的認識。
由於在設計方面我們沒有經驗，理論知識學的不牢固，在設計中難免會出現這樣那樣的問題，如：在選擇計算標准件是可能會出現誤差，如果是聯系緊密或者循序漸進的計算誤差會更大，在查表和計算上精度不夠准
在設計的過程中，培養了我綜合應用機械設計課程及其他課程的理論知識和應用生產實際知識解決工程實際問題的能力，在設計的過程中還培養出了我們的團隊精神，大家共同解決了許多個人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認識到了自己在知識的理解和接受應用方面的不足，在今後的學習過程中我們會更加努力和團結。
由於本次設計是分組的，自己獨立設計的東西不多，但在通過這次設計之後，我想會對以後自己獨立設計打下一個良好的基礎。
參考資料：機械設計基礎