齿轮传动效率实验装置

A. 传动装置的总效率计算

总效率抄η＝运输机传送带效率η袭1×运输机轴承效率η2×运输机与减速器间联轴器效率η3×减速器内3对滚动轴承效率η4×2对圆柱齿轮啮合传动效率η5×电动机与减速器间联轴器效率η6；

传动系统的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就增加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等装置。

(1)齿轮传动效率实验装置扩展阅读

汽车传动系的基本功能就是将发动机发出的动力传给驱动车轮。它的首要任务就是与汽车发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性，为此，汽车传动系都具备以下的功能：

减速和变速

我们知道，只有当作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界对汽车的阻力时，汽车才能起步和正常行驶。由实验得知，即使汽车在平直得沥青路面上以低速匀速行驶，也需要克服数值约相当于1.5%汽车总重力得滚动阻力。

减速作用

为解决这些矛盾，必须使传动系具有减速增距作用（简称减速作用），亦即使驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一，相应地驱动轮所得到的扭距则增大到发动机扭距的若干倍。

B. 闭式带传动实验如何加载

齿轮传动分为三种，即开式，半开式和闭式。汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体（机匣）内，这称为闭式齿轮传动（齿轮箱）。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合。

开式齿轮传动

如在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中，有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外面，这叫开式齿轮传动。

半开式齿轮传动

当齿轮传动装有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分浸入油池中，则称为半开式齿轮传动。

闭式齿轮传动

像汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体（机匣）内，这称为闭式齿轮传动（齿轮箱）

带传动

带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。

优缺点
一、带传动：
优点：

带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易

缺点：

传动比不准确、带寿命低、轴上载荷较大、传动装置外部尺寸大、效率低。因此，带传动常适用于大中心距、中小功率、带速v =5～25m/s，i≤7的情况。

二、齿轮传动：
优点：

1、传动比范围大，可用于减速或增速。

2、传动效率高。一对高精度的渐开线圆柱齿轮，效率可达99%以上。

3、速度（指节圆圆周速度）和传递功率的范围大，可用于高速（v>40m/s），中速和低速（v<25m/s）的传动；功率从小于1W到105KW。

缺点：

1、无过载保护作用

2、精度不高的齿轮，传动时的噪声，振动和冲击大，污染环境。

3、制造成本较高。某些具有特殊齿形或精度很高的齿轮，因需要专用的或高精度的机床，刀具和量仪等，故制造工艺复杂，成本高。

C. 封闭功率流式齿轮效率试验台 原理及优点

鉴于开放功率流式试验台功率消耗大，试验费用高，能源浪费严重等缺点，近年来又发展了封闭功率流式试验台。所谓封闭功率流就是指能量传输的路线在整个试验台上形成一个闭合回路。封闭功率流式试验台构成原理如图2-2所示。它是用加载装置,即换能器将所消耗能量的一部分转换为其它形式的能量在回输给系统,从而达到即加载又节能的目的。因此，在现代被测装置的性能试验中，愈来愈广泛地采用该类试验台。
根据能量转化的方式不同，封闭功率流失试验台又分为机械功率封闭式试验台和电功率封闭式试验台两种类型。机械功率封闭式试验台种类较多，在此不作介绍，必要时可参阅有关资料。
电功率封闭式试验台由于其组合方便，互用性好，结构简单，加载精度高，节能效果好，操作控制方便等优点，越来越多地应用于齿轮传动装置的检测试验中。电功率封闭式试验台又可分为交流电封闭和直流电封闭两种。目前，作为产品的交流电封闭试验台是采用电动机----发电机组驱动，驱动效率低，能量传输环节多，环路损失大，且其控制系统复杂，占地面积大，投资高昂，但因其维护、使用方便，故对于大功率传动试验尚多采用此类试验台。
直流电封闭试验台的驱动采用直流电动机，经被测减速器和陪试箱装置，由直流发电机转换为直流电能又回输给直流电动机。系统的功率损耗由整流装置补充，其能量传输环节少，环路效率高，且直流电动机易实现自动控制，故直流电封闭功率试验台应用广泛。

D. 传动装置总效率怎么算

总效率η =输送带效率η1x输送机轴承效率η2x输送机与减速机之间的耦合效率η3x内三对滚动轴承η4x2对圆柱齿轮啮合传动效率η5x电机与减速机之间的耦合效率η6

传动系统 的组成和布置因发动机类型、安装位置和汽车用途而异。例如，越野车大多采用四轮驱动，因此在其传动系统中增加了分动箱等总成。对于前驱动车辆，其传动系统中没有传动轴和其他装置。

汽车传动系统的基本功能是将动力从发动机传递到驱动轮。它的首要任务是配合汽车发动机，保证汽车在不同的使用条件下都能正常行驶，具有良好的动力性和燃油经济性。因此，汽车传动系统具有以下功能:

减速和变速

我们知道，只有作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界对汽车的阻力，汽车才能正常启动和行驶。从实验可知，即使汽车在平坦的沥青路面上低速匀速行驶，也需要克服其值约为汽车总重量1.5%的滚动阻力。

减速作用

为了解决这些矛盾，需要使传动系统具有减速增距的功能(简称减速)，即即使驱动轮的转速降低到发动机转速的几分之一，驱动轮获得的扭矩也会相应增加到发动机扭矩的几倍。

E. 齿轮测量的测量仪器

为了正确测量和评定产品质量，齿轮测量仪器通常应按照我国国家标准GB/T10095-2001(等同于ISO1328：1997)的渐开线圆柱齿轮精度标准所规定的精度项目、精度评定方法以及规定的公差，对产品齿轮进行快速、高效、可靠的测量。由于市场(如汽车行业)对齿轮测量不断提出新的更高要求，因此齿轮测量精度项目也应不断有所发展，齿轮测量仪器也应有所创新，使测量功能不断增强，以满足新的需求。
齿轮测量仪器通常由仪器主机、坐标或位移传感器、测头装置、测量拖板数控驱动系统、测量系统电气装置与接口，以及计算机等主要部分组成。随着关键精密零部件生产专业化、标准化、模块化，尤其是信息技术、计算机技术、精密机械制造技术以及精密测量技术的发展，推动了齿轮测量仪器的研制与开发。新的控制软件和测量软件的开发显得更为重要。 从上世纪80年代开始，齿轮测量中心的开发受到众多齿轮测量仪器制造商的重视；90年代逐步形成了系列化产品推向市场。CNC齿轮测量中心是信息技术、计算机技术和数控技术在齿轮测量仪器上集成应用的结晶，是坐标式齿轮测量仪器发展中的一个里程碑。该仪器实质上是含有一个回转角坐标的四坐标测量机——圆柱坐标测量机，主要用于齿轮单项几何精度的检测，也可用于(静态)齿轮整体误差的测量。
德国KLINGELNBERG的P系列齿轮测量中心，其特点是采用了专利的三维数字式高精度光栅测量头(使用了HEINDENHAIN的超高精度光栅)；性能稳定的优质铸铁床身，高性能直线电机驱动系统；高精度滚珠轴系和密珠滚动导轨。仪器精度达到德国标准1级。据报道该厂生产并经精化的一台P65齿轮测量中心，被英国国家齿轮计量实验室选定，作为英国齿轮精度传递及标定的基准仪器。美国M&amp;M的齿轮测量中心，其三维高精度电感测量头；花岗石基座；精密气浮轴系以及精密直线滚动体结构导轨，成为该仪器的特色(也采用了直线电机驱动)，仪器测量不确定度为2μm。德国MAHR的GMX275采用的模拟量测量头，可选择扫描或单点采样方式，可以按0.1°间距转动，使测头的测尖能处于被测齿面的法面上，仪器测量不确定度在测量空间内为(2.3μm+L/200)。齿轮测量中心除了能测量圆柱渐开线齿轮，还能测量齿轮滚刀，插齿刀，剃齿刀等齿轮刀具，以及蜗杆、蜗轮、凸轮轴等复杂型面的回转体零件。国外齿轮测量中心厂商，大多还开发了适用于不同制式锥齿轮的测量软件和锥齿轮加工机床的参数修正软件，这有益于加快锥齿轮的首件试切。通过接口或网络的信息集成，将测量机、锥齿轮设计及锥齿轮加工机床连接一起，构建成锥齿轮闭环制造系统——将试切锥齿轮几何形状的测量信息，转换成相应机床参数的调整信息后反馈到机床，实现锥齿轮加工的CAD/CAM/CAT，使锥齿轮的“零废品”制造成为可能(可惜还未见国内应用的相关报道)；选用相关软件，还能用于反求工程对工件参数进行测定。高精度和一机多能的特点，使齿轮测量中心更适合于工厂计量站使用。
日本的齿轮测量仪器制造商，在我国市场经过十年的沉寂后近亮相频繁。大阪精机在GC-HP系列齿轮测量仪器的基础上，开发出CNC电子创成式的CLP系列齿轮测量仪器。特别值得一提的是在国内参展亮相的东京技术仪器公司(Tokyo Technical Instruments Inc.)。在2003年底上海中国国际齿轮传动、制造技术及装备展览会上该厂首次展出TTI-300E型CNC齿轮检测仪，据称其质量较小的测头部件能单独在径向运动，便于快速测量齿轮齿距偏差。密珠轴系的主轴回转精度可达0.03μm，仪器测量重复性达到0.5μm。除了能对渐开线齿轮高精度测量外，该仪器还能对齿轮刀具(如滚刀、剃齿刀、插齿刀)以及蜗轮蜗杆进行测量。该公司产品在中国已售出30余台(主要集中在台资企业)。
国产CNC齿轮测量中心有了长足的发展，哈尔滨量具刃具厂、哈尔滨精达公司都先后成功开发出了系列产品。哈量的3903A齿轮测量中心，经过几年努力，仪器精度和测量速度据称已达到或接近KLINGELNBERG公司产品的先进水平。精达公司作为后起之秀，发展引人瞩目，其JD、JDS系列齿轮测量中心，目前在国内产品中销量最多。国产齿轮测量中心的质量和性能不断提高，已经具有和国外产品竞争的能力。不过在仪器精度、稳定性，尤其在测量软件(如弧锥齿轮的测量软件)、仪器故障诊断功能等方面，和国外还有一定差距。令人欣慰的是国内齿轮量仪制造商已有共识，已联合高校院所协同攻关努力缩小差距；随着性价比的迅速提高，参与市场竞争能力的增强，国产齿轮测量中心的发展前景看好，在国内市场所占比重将会越来越大。 齿轮单面啮合滚动点扫描测量仪
1、这类仪器在我国曾得到大力开发与生产，特别适合摩托车汽车齿轮批量生产现场的质量检测和生产工艺监控。成都工具研究所研制的CNC蜗杆式齿轮整体误差测量仪是一个典型实例，至今已在国内市场销售200余台，少量销往国外。它的特点是采用跳牙磨薄测量蜗杆与被测齿轮啮合，对齿轮齿面进行滚动点扫描测量。测量信息丰富，测量效率高。德国FRENCO公司推向市场的URM齿轮误差滚动扫描测量仪的测量原理完全类同于我国齿轮整体误差测量技术。该仪器可称为平行轴齿轮式齿轮整体误差测量仪，它采用高精度圆光栅作为角度传感器，特殊测量齿轮为测量元件，测量基本单元是测量齿轮上特制的测量棱线，分别为齿廓测量棱线和齿向(螺旋线)测量棱线。测量仪器的不确定度为3.5～4.5μm，测量重复性为2～3μm。测量时间1～2分钟，测量齿轮使用寿命约20万次。该产品已在德国福特汽车厂、大众汽车厂得到应用。成都工具研究所生产的CSZ500A、B型锥齿轮整体误差测量仪，是滚动点扫描测量技术在锥齿轮测量上的应用范例。测量锥齿轮的齿廓、齿向测量棱线的制作采用了自行开发的专利技术，仪器测量重复性可高达1～2μm，可测量锥齿轮的齿形、齿向、齿距偏差，齿面形貌偏差，切向综合偏差以及接触区。测量时间取决于大小锥齿轮齿数，通常为5～10分钟。
2、齿轮双面啮合检查仪
由于计算机、精密光栅传感器以及数控技术的应用，传统的齿轮双面啮合检查仪经过技术改造提升，整体水平有了质的改变，分析功能增强。哈尔滨量具刃具厂的智能双面啮合齿轮测量仪配备了笔记本电脑、长、圆光栅传感器、直流伺服电机和单片机数据采集，能对齿轮的径向综合偏差、一齿径向综合偏差、径向跳动等进行测量外，还能对毛刺、划伤、磕碰等缺陷进行判定。随着信息产业的发展，信息、办公机器以及照相机、玩具行业等用小模数齿轮(尤其是塑料齿轮)产量大增，质量要求也越来越高，小型齿轮双面啮合检查仪市场需求相应增加。2003年上海展览会上就展出了日本东京技术仪器和大阪精机的齿轮双面啮合检查仪。据东京技术仪器公司介绍，他们的TF-40NC是世界上第一台CNC齿轮双面啮合检查仪，其特点除了自动校零点、显示最大、最小和中心距平均值外，还能对基准(测量)齿轮的径向振摆进行自动补偿。除了MARPOSS的M62系列、大阪精机的GTR-PC、北井产业的KGT等产品外，我国的哈尔滨精达测量仪器有限公司也生产用于工位检测、具有计算机数据处理功能的齿轮双面啮合检查仪。
3、齿轮单面啮合检查仪
齿轮单面啮合检查仪又称为齿轮副传动精度检查仪或齿轮滚动检验机。典型实例是美国GLEASON公司的凤凰HCT500、德国KLINGELNBERG公司的GKC60 CNC锥齿轮滚动检验机。它装有高精度圆光栅，可以测量锥齿轮、圆柱齿轮副的传动精度——切向综合偏差，以及加载加速时的三维结构噪音分析、齿面接触斑点，用以评定传动副配对质量。我国原内江机床厂与重庆大学合作，成功研制出国产CNC锥齿轮滚动检验机，为赶超国外先进水平做出了贡献。小模数齿轮刀具制造商日本小笠原开发的MEATA-3型齿轮副传动精度检测仪，可以测量蜗杆蜗轮副、内外直/斜圆柱齿轮副、锥齿轮副、端面齿轮副等的传动误差，仪器分辨率为1角秒。 日本松下电器产业开发了采用原子力测头的超精密三坐标测量机，精度为0.01μm。用它测量齿轮时，由于测头只能沿垂直方向运动，所测齿轮受到一定限制。但是在测量限定齿数的实物样板时，测量精度可达到纳米级。测量样板所用测针的顶端曲率半径为2μm，因而可以测量齿面粗糙度。随着我国齿轮制造业的快速发展，随着渐开线圆柱齿轮精度国家标准GB/T10095-2001(等同于国际标准ISO1328：1997)的公布、宣传和贯彻，我国齿轮测量技术和齿轮测量仪器的发展方向更明，步伐更快。齿轮测量技术已成为先进齿轮制造技术中不可或缺的一个重要组成部分。随着齿轮质量要求的不断提高，新的齿轮精度评定指标的出现将推动齿轮精度标准的不断发展，齿轮测量技术和齿轮测量仪器也将不断发展。中国齿轮专业协会在组织、引导我国齿轮制造业、提高行业整体齿轮制造技术和质量方面，做出了卓有成效的努力；中国仪器仪表学会机械量测试仪器分会对于齿轮测量仪器的发展，给予了关注和支持。因此，我们有理由相信我国齿轮测量仪器制造业必将实现新的振兴。

F. 09浙江高考理科重点本科考信息技术还是通用技术

高中通用技术综合实验室方案

高中/初中/小学《通用技术》课程是以学生的亲手操作、亲历情境、亲身体验为基础，注重“做中学”和“学中做”，强调通过设计、制作和试验等活动获得技术实践体验，立足于实践的一门课程。随着新课程的推进和《通用技术》课程的开设，各校都纷纷准备筹划技术试验室的建设和装备。为积极推动《通用技术》课程的建设和发展，促进技术实验室标准化、规范化和科学化的装备进程，根据《国家技术课程标准》和广东省教研室关于高中通用技术实验室建设的相关意见，特制定《高中通用技术实验室》的建设方案。
本实验室是完成《通用技术》课程的教学目标、进行技术设计、制作和试验等活动的主要场所，学生在功能完备的技术试验室里，亲历技术设计过程，增强对技术的兴趣，激发创造欲望，强化手脑并用，了解技术的思想和方法，增进对技术文化的理解，发展实践能力，改善学习方式，从而为学生的终身发展打下基础。实验室还应当成为学生进一步进行探究技术和设计创新的课外实践活动场所。通用技术课程的教学仪器、工具和设备的设计开发要以课程标准为依据，摆脱以技术工种分类、以基本技能训练为主的传统模式，创建通用性和专业性相结合、基本工具和现代技术相结合、教学装备与教学方式相结合的装备理念为指导。要有利于学生技术知识和能力的建构，要有利于学生设计多方案的实现，要有利于技术试验的开放性。试验室的建设，应科学、合理，注重环境保护，保证安全卫生，建设绿色试验室，有利于师生身心健康；应营造浓郁的技术学习气氛，形成良好的育人环境。
通用技术实验室的建设包含：实验环境建设、教学演示仪器、分组教学教具学具、模型制作设备以及金工、木工、电工电子工具等五大部分组成。通用技术实验室可根据学校的实际情况建设综合实验室，也可根据课程的需要分别建设《技术与设计室》、《电子控制技术室》和《简易机器人制作室》等。

广州威英智能科技有限公司
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联系人:陈先生

序号 设备名称 产品样图 规格型号与说明
一、实验环境建设
1 教师台 2400*700*820mm
2 教师座椅 气动、高度可调
3 学生台 2400*1100*800mm（带电源插座）
4 学生凳 升降可调
5 水池柜 国产优质不锈钢
6 陈列柜 1000*500*2050
7 工具车 推送工具、作品用
8 网络接口
9 电位安装
10 水嘴水槽
11 排风扇 50W含开关及布线
12 墙面漆 立邦漆
13 消防设备 干粉灭火器、沙箱（2KG）
14 铺地板 包含布线
15 顶部装修 包括灯光照明
16 吊扇 （或空调）
二、教学实验仪器
1 传感器实验箱 传感器实验箱包含了传感器课程标准中热敏电阻、光敏电阻、干簧管（磁敏传感器）、声控传感器，霍尔电路（磁敏电路）等传感器的实验电路，学生可通过对各种传感器的实验实践来了解各种传感器的特性，了解传感器把物理信号变为电信号的原理和过程。可完成的实验项目：
1：万用表测多种传感器，
2：传感器功能演示电路实验，
3：温控灯，4：声控灯
2 数字电路实验箱 数字电路实验箱包含了各种数字电路的实验电路，学生可通过实验了解数字电路的原理，并可根据已掌握的知识进行电路探究实验，提高自主开发能力。可完成的实验项目：
1：高低电平检测器，2：三极管开关电路， 3：三极管放大电路实验，4：简易密码锁电路，5：与门和或门电路，6：三人表决器，7：单稳延时电路，8：定时电路，9：单键双稳开关，10：旋转彩灯，11：密码电路，12：可变调电子门铃
电磁继电器实验箱 电磁继电器实验箱可进行电磁控制方面的实验，让学生切身体会到电磁控制技术的要点，了解电磁控制技术的科学性和便利性，加深电磁控制方面的知识。可完成的实验项目：
1：电磁继电器功能演示，2：电磁继电器控制电路，3：晶闸管控制电路，4：调光台灯
电子控制系统实验箱 电子控制实验箱是电子控制方面的综合应用，让学生的技术知识得到全面的校验和提高。电子控制实验箱具有更高的实践性及挑战性，让学生的科学知识向更深、更广发展。可完成的实验项目：
1：单片机控制的数码显示电路，2：水位报警器，3：水位控制， 4：变温报警电路， 5：红外线遥控装置，6：多路无线遥控电路，7：无线遥控装置，8：数码显示电路，9：变眼的猫叫电路，10：语音录放集成电路，11：声控音乐彩灯电路。
三、学生分组实验教具
（一）《技术与设计II》分组实验教具
本套实验系统是基于《普通高中技术课程标准》的核心理念，专为《技术与设计2》模块设计，强调学生动手与动脑相结合，所选内容贴近实际生活。通过学生在课堂上亲自动手搭建该套教具中的造型时，能够清晰直观地理解结构、流程、系统和控制的基本概念，快速深刻地掌握其设计的基本思想和方法，最终提高学生的设计、制作、试验、探究以及解决实际问题的能力。本套教具共包含21个实验活动项目和配套的实验活动手册，其中结构设计套装包含8个实验活动，流程设计包含3个活动项目，系统设计包含4个活动项目，控制设计包含个6活动项目，共包含1100多个零件，分10个包装箱包装。
配置要求：按2人一组配置，教师1套，共配置29套。
1 结构与设计分组实验包
简易小屋 学习目标：从力学角度理解什么是结构，了解结构的一般类型，了解基本结构类型的受力特点。
试验目的：观察简易小屋的架构；分析简易小屋的架构的作用，判断简易小屋的每个构件分别是什么结构类型；分析每个部件的受力特点。
桌子 学习目标：理解什么是结构的稳定性。
试验目的：分析哪张桌子的结构最好。
人字梯 学习目标：理解结构的重心对结构稳定性的影响。
试验目的：探究人字梯的重心与稳定性的关系。
四杆框架 学习目标：理解结构的形状对结构稳定性的影响。
试验目的：探究四杆框架的形状与稳定性的关系。
桥 学习目标：理解结构的形状对结构强度的影响。
试验目的：比较不同形状的桥的强度大小。
墙 学习目标：理解不同的连接方式对结构强度的影响。
试验目的：探究砖与砖之间的连接方式对墙的强度的影响。
相片架 学习目标：明确结构设计的目标；掌握结构设计要考虑的主要因素；熟悉结构设计的一般步骤。
试验目的：明确设计相片架时必须考虑的因素；进行相片架的结构设计，并制作其模型。
农家屋架 学习目标：明确结构设计的目标；掌握结构设计要考虑的主要因素；熟悉结构设计的一般步骤。
试验目的：明确设计农家屋架时必须考虑的因素；进行农家屋架的结构设计，并制作其模型。
2 流程与设计分组实验包
火中逃生 学习目标：了解流程的含义以及流程对生活、生产的意义。
试验目的：通过角色扮演，亲身体会什么是流程以及流程对生活的意义。
盖房子 学习目标：了解流程的含义以及流程对生活、生产的意义。
试验目的：通过角色扮演，亲身体会什么是流程以及流程对生活的意义。
积木分检流程设计 学习目标：学会分析流程设计中应考虑的基本因素；熟悉流程设计的一般步骤；能画出流程设计的框图。
试验目的：设计一个积木分检的流程；分析该流程设计中应考虑的基本因素。
3 系统与设计分组实验包
自行车 学习目标：理解什么是系统。
试验目的：分析自行车的基本组成及工作原理。
转向小车 学习目标：理解系统的涵义；理解系统的基本特性。
试验目的：理解转向小车是一个系统，了解转向小车的工作原理。
旋转木马 学习目标：熟悉系统分析的一般步骤；初步掌握系统分析的基本方法；理解什么是系统优化。
试验目的：分析如何使旋转木马工作得更好；比较改进前后旋转木马的工作情况；定义什么是系统优化。
简易步行机 学习目标：初步学会简单系统设计的基本方法。
试验目的：明确设计步行机时应考虑的主要问题；掌握设计步行机的一般步骤。
4 控制与设计分组实验包
简易控制装置 学习目标：理解控制的含义及控制在生活和生产中的应用。
试验目的：通过圆形齿轮、条形齿轮（齿条）组合起来产生的控制作用，理解控制的含义。
风扇 学习目标：理解控制的含义；了解手动控制和自动控制。
试验目的：结合风扇，了解什么是手动控制，什么是自动控制。
霓虹灯 学习目标：理解什么是开环控制系统；结合实例，分析开环控制系统的基本组成与工作过程，理解控制器和执行器的作用；画出简单开环控制系统的方框图。
活动目的：搭建一个旋转彩灯；分析旋转彩灯的工作过程；画出反映其工作过程的方框图。
磁控灯 学习目标:熟悉开环控制系统的工作过程;结合实例找出影响控制系统运行的主要干扰因素;
活动目的:找寻一个磁控灯模型,分析影响磁控灯工作过程的主要因素;
全自动配货装置 学习目标：熟悉闭环控制系统的工作过程；结合实例，分析闭环控制系统中反馈环节的作用。
试验目的：搭建一个自动配货装置的模型；分析其工作过程，找出其中的反馈装置，理解它所起的作用。
定时升旗简易控制装置 学习目标：根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置；熟悉控制系统设计的一般思路；经历开环控制系统设计的一般过程。
试验目的：设计和制作一个定时升旗简易控制装置的模型。
5 实验配套活动手册 本手册共分四部分：“结构与设计”、“流程与设计”、“系统与设计”以及“控制与设计”。每个主题所设计的试验项目贴近现实生活，简单明了，说服力强。一部分内容的组织遵循“认识→理解→设计”的思路，具体包括三到四个专题。每一专题内容的设计包括四个部分，即知识背景、试验项目、拓展训练和信息链接。手册的内容主要包括：知识背景、活动指导、拓展训练、参考资料。通过体验本手册中的活动，学生将：理解结构、流程、系统和控制的涵义；初步掌握结构、流程、系统和控制的基本思想和方法；并能够进行简单结构、流程、系统和控制的设计。
配置要求：按2人一组配置，教师1套，共配置29套。
（二）《电子控制技术》分组实验教具
本套教具是基于《普通高中技术课程标准》的核心理念，专为《电子控制技术》模块设计。共15个实验活动项目，所选实验密切贴合学生的日常生活，易于让学生迅速理解并动手解决周围环境中所常见的电子技术问题。它的主要特点是将电子元器件封装在模块化的部件中，学生可以利用这些部件搭接实际的电路图并实现其功能，解决了在课堂上无法使用PCB板、面包板来焊接电路的难题。它以其安全性、可靠性、灵活性、便利性及可重复使用性，为学校在电子教学方面提高质量和效率以及降低教学成本方面提供了保证。
配置要求：按2人一组配置，教师1套，共配置29套。
1 电子控制系统信息的获取与转换
传感器的功能演示电路
认识常用的传感器
磁控灯 了解磁敏传感器的作用及其应用
三级管开关电路 学习晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的应用
三级管放大电路 了解晶体三极管的放大作用
2 电子控制系统的信号处理
与门和或门电路 与门、或门和非门等三种基本逻辑门和与非门、或非门这两种组合逻辑门的电路符号及各自的逻辑关系、真值表、波形图
电子门铃 能够对数字电路进行简单的组合设计制作，并进行实验
智力竞赛抢答器 了解触发器的工作原理，能够对数字电路进行简单的组合设计制作
三人表决器 学习与非门的电路符号及其逻辑关系、真值表、波形图
单稳延时电路 了解常见的数字集成电路的类型，简单数字集成电路使用装置的安装
3 电子控制系统的执行部件
电磁继电器控制电路 学习直流继电器的构造、规格和工作原理，直流电磁继电器的使用
晶闸管控制的电路 学习晶闸管的简单的工作原理
4 电子控制系统的设计及其应用
声光控制楼道灯 能够分析开环电子控制系统，能够设计和安装简单的开环电子控制系统
水的恒温控制 能够分析闭环电子控制系统，能够设计和安装简单的闭环电子控制系统
红外遥控小车 了解遥控电子控制系统的组成、能够设计和安装简单的红外线遥控系统
霓虹灯 学习数字电路简单的组合设计、安装
5 教学挂图 4张
6 实验活动手册 配置要求：按2人一组配置，教师1套，共配置29套。
（三）《简易机器人制作》分组实验教具
本教具是基于《普通高中技术课程标准》的核心理念，专为《简易机器人制作》模块设计。共12个活动项目，共包含700多个零件，分4个包装箱包装。每个活动项目包括活动目标、问题思考、活动步骤、活动总结、活动拓展等，学生在课堂上使用本教具，可以自己设计并搭建机器人造型、设计并制作控制电路、自己动手制作控制器、设计编写并下载控制程序、从而清晰直观地学习有关机器人的全部知识。实现了真正意义上的——“做机器人”。
配置要求：按2人一组配置，教师1套，共配置29套。
1 传动机械分组实验包
齿轮装置 教学目标：理解齿轮传动有改变速度和改变方向效果等知识点；分析圆柱齿轮传动的传动类型，掌握其传动特点；会计算简单的齿轮传动比。
试验目的：摇动手柄后，五个齿轮都能相互啮合转动，转动速度和方向各有不同。
雨刮器 教学目标：掌握平面连杆装置的结构和特点；了解平面连杆机构在实际生活中的运用。
试验目的：摇动模型手柄，通过曲柄连杆传动的作用，雨刮器能左右往复的连续摇摆。
双轴旋转装置 教学目标：理解变速运动、多级传动、转动方向等知识点；掌握带传动和齿轮传动的实际传动方式和作用。
试验目的：摇动双轴旋转装置手柄后，两个转轴的转向和转速各不相同，从而分析带传动和齿轮传动的传动方式和作用。
独轮车 教学目标：理解变速运动在实际生活中的运用；掌握链传动的实际传动方式和作用。
试验目的：摇动独轮车的塌脚，车轮能高速旋转，从而可分析链传动的效果和特征。
机械毛毛虫 教学目标：了解齿轮传动和连杆传动的综合运用。 试验目的：在马达通电旋转后，能通过平面连杆运动，带动模型实现前进的动作。以动手试验的方式理解圆柱齿轮传动和连杆传动带来的效果。
2 单片机及其控制程序分组实验包

交通灯 教学目标：了解AT89C2051单片机汇编语言；掌握汇编语言的一些常用指令。
试验目的：能模拟一般路面交通灯的运行状况，绿灯、黄灯、红灯依次亮和灭。
电风扇 学习目标:熟悉基本程序结构，掌握条件选择结构；熟悉单片机程序开发流程；学会编写比较复杂的汇编语言程序；
3 单片机与控制电路分组实验包
报警器 教学目标：知道常见传感器的种类；掌握常见传感器的作用。
试验目的：制作一个噪音报警器，当有不同的声音信号时可实现报警功能。
自动门 教学目标：掌握传感器、2051单片机的综合运用；了解单片机和控制电路的关系。
试验目的：自己动手制作一个自动门装置，当光敏传感器检测到有光信号时，自动门会自动的完成开启和关闭的功能。
4 机器人分组实验包
步行机器人 设计目标：设计并搭建一个能够直立行走的步行机器人；它能够站立并保持平衡；它能够在马达的驱动下，平稳的前进和后退。
碰碰车机器人 学习目标：设计并找寻一个碰碰车机器人模型；设计并编写一个程序，让碰碰车机器人能往前行走，当触动传感器碰到物体时，小车后退2秒后右转弯并继续前进，触动传感器再次碰到物体时，小车后退2秒后再右转弯并继续前进，一直循环下去；
轨迹机器人 学习目标：设计并找寻一个寻迹机器人模型；设计一个程序，让寻迹机器人往前行走，当两个光电传感器中的任意一个检测到黑色轨迹，小车停止；
5 实验辅件 控制器、传感器、电机等共26件
6 实验活动手册 本活动手册对教具按不同主题进行划分，主要是为了方便教师在教学实践中有针对性地加以应用，但在知识划分上并不具有明显的界限，教师可依据自身实际的教学需求来合理安排和使用教具，以达到最佳教学效果。手册中对每一组实验都尽可能地提供了详细的实验器材和使用方法，同时考虑到教具的开放性，建议教师在教学实践中，可以根据自身条件，在手册基础上更加自由地开展教学活动，或鼓励学生开展课外制作。手册中还穿插了信息链接和实验拓展等内容，作为实验教学的补充知识，教师可以根据课时情况自主安排。配置要求：按2人一组配置，教师1套，共配置29套。
7 教学挂图 教学挂图4张
四、模型制作实验设备
教学机床是针对青少年科技创新教育和通用技术课程教学中的科技和制作模型的需要而开发设计的微型机床，包括：车床、锯床、锣床、铣床、钻床、磨床、分度钻床、手持磨床等不同功能的小机床，使用12V的低压直流电。本机床教学机床集益智教育和实践操作能力培养为一体。设备用于对木材、塑料和软金属及其它材料的切割、加工等。设备的为金属型材和工程塑料及金属零件制成的可组合的套件，所有机床以铝合金和工程塑料为材料生产，体积小、安全稳定、轻便易携。本套设备满足《技术与设计I》的教学需求。
1 微型锯床 线锯经特殊设计，就算锯齿碰到皮肤，也只会引起轻微的振动， 绝对安全。可以加工任意形状的物件，不管是圆形还是任意弯曲的曲线都能顺畅地线锯，切割各类木材(7mm)和铝塑板、铝簿片(1mm)等材料。重1.9KG，体积205mm×170mm×195mm。
配置要求：15套。
2 微型锣床 也称木工车床，可以使用三爪夹盘或夹头（1~6mm）夹持工件。锣床的中心高25mm，中心距135mm，若使用中间块和特长机座等配件。可扩充功能，组装成大型锣床和仿形锣床等特殊机床。可利用各类木材加工各类酒杯、花瓶、罗马柱等工件。重2.5KG，体积230mm×200mm×315mm。
配置要求：12套。
3 微型车床 中心高25mm，中心距135mm，一般车削金属时车床转速降到2000转/分钟，车刀是高速钢材质，通过机件扩充后加工直径为50mm， 可利用软、有色、贵金属进行车削，加工各类酒杯、花瓶、罗马柱等工件。重2.7KG，体积230mm×200mm×315mm。
配置要求：6套。
4 微型铣床 铣床是以铣刀高速旋转于工作表面进行断续切削的加工设备,适于加工平面、阶台面、沟槽、成形表面、以及切断等。分为卧铣和立铣，图中的这台为卧式铣床。可根据实际使用演变成水平铣床、立铣床、手持铣床。
配置要求：6套。
5 微型钻床 立式钻床倾斜滑块，可以调整钻孔的角度。如配合不同的部件还可以演变成不同的机床，如摇臂钻、手钻等；配合分度盘使用，可以钻等分的孔。重2.9KG，体积230mm×200mm×315mm。
配置要求：6套。
6 微型磨床 中心高25mm，砂纸粒度一般为100，可根据不同的工件及加工表明要求选择砂纸。加工时可将物件固定使用在虎钳或钻台，也可以手持进行各种角度研磨。重2.1KG，体积230mm×200mm×315mm。
配置要求：6套。
7 手持磨床 手持工具配备七种打磨工具，打磨范围非常广泛，打磨空间自由度大，若配上钻头则变成手钻，配上砂轮则变成手磨，配上铣刀则变成手铣，变化多样，操作灵活，使用简单。重2.8KG，体积230mm×200mm×315mm。
配置要求：6套。
8 分度钻床 可以根据不同加工要求，配合分度盘的使用，在圆木上钻出不同角度的孔位。
重3.1KG，体积230mm×200mm×315mm。
配置要求：6套。
9 精密多功能车钻铣机床
紧急拍停开关、速度无级可调、四点式转动刀架、全套变速齿轮、高精确度。基于高精密的产品技术，使用众多的附件可进行多方面的工作。
●加工精度 0.02mm ●最大钻孔/铣削直径10mm
●车削最大工件长度250mm
●钻孔/铣削 主轴行程 30mm
●螺纹加工范围：0.5-1.25mm（5种螺纹齿距）
●净重/毛重40/45kg ●包装尺寸 700x500x400mm
配置要求：1套。
10 机械制图模型 材料:ABS材质、中空注塑一次成型, 下列模型的各单元可以自由拆装组合,需定位的单元带有定位键。
1、轴承三视图 105*55*85mm，内容：相切、相交、叠加稽核原理，组成：凸台、肋板、底板、支承板、空心圆柱五单元
2、二视图 100*30*70mm，内容：带圆孔的四棱台
3、（装配图） 千斤顶 h-150mm，结构组成：顶杆、螺母、尖端螺钉、支座共计四单元组成。
4、正投影：长方体 100*70*40mm
11 科技制作
材料 包含丝印三合板200mm×150mm×3m共300张、100mm×150mm×3mm共100张。木棒φ6×200、φ9.5×100、φ19.5×100、φ31.75×100各100条。
铝棒φ10×100、φ20×100各10条。锯条150条。砂纸100张。螺钉若干、锯条固定圈10个等各类科技制作实验用材料和耗材。
12 科技模型制作教程 与科技模型制作实验配套实验指导用书。包括五大实验教学内容:(一)模型制作基础,(二)初级模型制作,(三)中级模型制作,(四)高级模型制作,(五)模型丝印图及作品欣赏。
13 机床教学
挂图 教学挂图4张
五、辅助工具与其它设备
1 金工木工工具包 羊角锤1把,钢锯架1把,螺丝刀4把,美工刀1把,老虎钳1把,尖嘴钳1把,白铁剪1把,钢直尺1把,钢角尺1把,卷尺1把,刨子1把,凿子1把,什锦锉1套,活络扳手1把,划归1把,锯条1盒,工具箱1个.
2 电工电子工具包 电烙铁1把,万用表1个,电笔1支,锡丝1卷,锡膏1盒,烙铁架1个,吸锡器1把,热熔枪1把,胶条10根,工具箱.
3 手板锯
4 台虎钳
5 手电钻 8mm，220V电源,包钻头1套
6 游标卡尺 0-150mm
7 微型台秤 称量0-500g，感量0.1g
8 微型砂轮机 250MM

G. 皮带传动中带轮受到的摩擦力的算法

齿轮是重要的基础机械元件。齿轮传动量大面 广，在机械传动中占有主导地位。由于齿轮摩擦学机 制异常复杂，目前仍是机械学科研究的热点之一，其 中摩擦因数是今后长期研究的难点与重点 。 Jost 指出，摩擦学研究具有巨大经济效益，尤 其适用于机械传动。齿轮传动齿面摩擦力的主要影响 有：降低传动效率，加剧轮齿失效 （磨损、点蚀、 胶合、折断等），引起系统振动与噪声等。随着齿轮 传动向高速、重载、精密、高效、低噪声与长寿命方 基金项目：国家自然科学基金资助项目 （50475139）． 收稿日期：2o05—12—20 作者简介：周长江 （1975一），博士研究生，主要从事复杂机械 系统建模、分析与仿真，同时从事汽车安全技术研究． 向的发展，齿面摩擦特性研究对于减少摩擦损失、增 大轮齿承载能力、改善系统传动性能等具有显著的意 义。摩擦损耗是齿轮传动功率损失最主要的因素，尤 其在高速、重载、大功率传动系统中 j。一定工况 下，齿面摩擦力对齿根弯曲与齿面接触疲劳强度的影 响不能忽略 ；研究者在齿轮有限元分析中开始重 视齿面摩擦力的影响 。研究表明 “ ，齿面摩 擦力在点蚀形成、齿根裂纹萌生与扩展及轮齿断裂过 程中起到加速作用。同时，齿面摩擦力影响到齿轮系 统的动态特性，是重要的振动与噪声激励源 。 上述研究表明，准确求解出啮合齿面上各点的摩 擦力和摩擦因数，对于齿轮疲劳强度设计、破坏机制 分析、系统动力学和减振降噪等研究具有积极的意 义。本文作者将重点对复杂润滑状态下齿面摩擦因数 的计算方法进行系统研究。按研究手段不同，齿面摩 维普资Page 2
186 润滑与密封 总第182期 擦因数计算方法主要分为2大类：一类以弹流润滑理 论为基础，另一类则是以齿面摩擦特性试验为基础。 结合作者的研究成果，补充了线外啮合冲击摩擦模型 及其摩擦因数的计算方法。 1 基于弹流润滑理论的齿面摩擦因数计算方法研究 1965年Bodensieck首次提出 “油膜比厚系数”A： A： （1） 式中：h…为最小油膜厚； ＝￣／ ＋ ；， 。、 分 别为齿面 1、2的粗糙度均方根值。 Akin 16〕在总结前人的成果并结合自己的研究， 把齿轮润滑摩擦状态大致分为3类：A＞3，完全弹 流润滑状态；1 A 3，混合弹流润滑状态；A＜1， 边界润滑状态。下面分别对上述3种润滑状态下齿面 摩擦因数的计算方法进行研究。 1．1 完全弹流润滑 当前比较成熟的弹流润滑理论和摩擦因数计算公 式是在稳态弹流下建立的，典型的计算方法为道森理 论的线／点接触等温全膜弹流数值解法。 Dowson和 Higginson 根据弹流润滑理论，得出 线接触等温全膜弹流数值解的摩擦因数计算公式： ＝ 7／dx （2、 在齿轮传动计算中，瞬时啮合处的最小油膜厚度 是一个非常重要的评价指标，其经验计算式为： h… ＝2．65 G0 。 ” （3） Dowson公式后来被众多的试验所证实，作为理 想弹流阶段的重要成果被普遍承认，在高副传动计算 中被广泛使用。该公式在下面情况时误差较大：①材 料参数G小于1 000，即低弹性模量材料采用低粘度 系数的润滑剂时；②载荷系数 小于 l0 的轻载荷情 况；③供油不足或高速条件下剪切热引起粘度下降等 情况时。值得注意的是，由于滚动摩擦力几乎完全位 于平行油膜的入口处，而推导式 （3）时只考虑使油 膜具有平行区段的载荷，即h ＝h。，如图1所示。 图1 线接触弹流润滑模型 对于更为一般的高副接触情况，1977年，Harm． rock和Dowson 对等温椭圆接触的弹流问题进行了 大量的数值计算，提出了各种情况下点接触弹流的压 力分布、油膜形状以及最小油膜厚度的计算公式。 1979年，他们又提出了等温椭圆接触的润滑状态图， 为理想型点接触弹流油膜厚度的计算奠定了基础 。 下面直接给出Harmrock和Dowson对等温点接触全膜 弹流提出的油膜厚度公式： Hmm＝3．63 G0钾 町 （1一e ） （4） 实验证明 ：式 （4）的计算结果与实际测量值 较为一致，推荐用于等温点接触的弹流润滑计算。 1．2 混合弹流润滑 混合弹流润滑的概念正式提出可以追溯到Chris． tensen 的研究。齿轮传动中，齿面摩擦因数随着转 速、载荷分布与齿廓表面形状等因素的改变而发生显 著变化。Martin 发现，由于上述因素的影响，轮齿 润滑状态在液体摩擦与边界摩擦之间不断摆动。事实 上，混合弹流润滑是实际齿轮传动中广泛存在的接触 状态，是液体润滑、边界润滑、薄膜润滑等的共同组 合。 wu 采用简化的齿轮副摩擦模型研究了轮齿在 动压油膜和边界接触共同作用下的齿面摩擦特性。 Jiang 基于 “Macro Micro” 方法对混合润滑状态下 的齿面摩擦磨损现象进行了探索。基于混合弹流润滑 理论，并结合实验研究，Kelley和 Lemanski〔2 （式 （5））、Martin （式 （6））等人先后提出了不同的 摩擦因数计算公式；Gohar＿2 （式 （7））对Evans— Johnson公式进行了修正，增加了考虑非线性粘性与 粘弹的影响因子。 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 但由于齿面粗糙度的随机性及轮齿对滚动和相对 滑动过程中表面接触状态的时变性，致使混合润滑状 态下轮齿的摩擦特性非常复杂，至今尚未建立完善的 物理模型及相关理论。Vaishya和 Houser ，对上述 研究成果进行了深入的数值分析和实验比较，结果表 明Kelley和 Lemanski考虑了表面光洁度的闪温因素 在内的公式与实验吻合得较好，较为接近齿轮啮合的 实际工况。Vaishya和Houser还对低粘度润滑剂情况 下的Kelley—Lemanski公式进行了修Page 3
2006年第10期 周长江等：齿轮传动齿面摩擦因数计算方法的研究 187 计算混合润滑状态下齿面摩擦因数的另一种方法 认为：综合摩擦因数＿厂由边界润滑状态下的摩擦因数 与部分液体摩擦因数 。组成： ／＝f．q ＋ 。q 。 （9） 式中：q 、qEHD分别为峰顶接触的承载系数和弹流润 滑油膜的承载系数，均由相应的实验测出，二者满足 q ＋q咖 ＝1。 由表面微凸体的接触性质决定，可用 实验进行测定； 。不是常数，而是啮合轮齿滑滚比 的函数。 1．3 边界润滑 边界润滑由Hardy于 1919年首次提出，用以描 述一种介于液体润滑与干摩擦之间的润滑状态。后来 经 F P Browdon，D Tabor，以及B．B．皿e pYlrHH等人 的贡献，使得边界润滑理论的发展日趋完善，并被称 为提高齿轮传动润滑性能的重要理论基础。 齿轮传动中，边界润滑在一定的情况下客观存 在。如在啮入点附近区域，被动齿轮轮齿的齿顶沿着 主动齿轮齿廓刮行，动力油膜基本被破坏，主要以边 界润滑的形式存在。边界润滑机制复杂，测试分析困 难，因此，至今仍没有统一的计算公式，应用也还处 于经验阶段。边界润滑对齿面摩擦磨损中出现的粘着 效应、犁沟效应等影响显著。 Tallian 通过对粗糙表面弹流接触的压力和湍流 研究，指出工作表面经过跑合，稳定状态下产生的塑 性焊合的可能性很小。对于磨齿、滚齿并经跑合的齿 面来说，可以认为上述啮合阶段齿面处于弹性峰接 触，其边界油膜不会破裂。通常认为峰点接触处于边 界润滑状态，其摩擦因数基本保持为常量，实验所测 得边界润滑的摩擦因数一般为： ＝0．1～0．2。边界 润滑 （A＜1）下齿面摩擦 因数 的计算 多选用 Buckingham 半经验式： “ ＝0．05e加 ＋0． ooz／v； （10） 2 基于齿面摩擦特性试验的齿面摩擦因数计算方法 研究 啮合齿面间的摩擦因数呈时变、强非线性分 布” ；其值取决于齿面材料、表面光洁度、齿形、 载荷、工作温度、润滑状态、非稳态油膜的流变特性 及润滑油种类等诸多因素 。因此，根据纯弹流 润滑理论建立齿轮摩擦特性分析模型很困难，求解也 非常复杂；而过多的条件简化往往会影响到分析结论 的可靠性。于是，许多齿面摩擦特性试验研究应运而 生。 2．1 基于啮合点曲率半径等效原理的模拟试件的齿 面摩擦因数试验研究 啮合点曲率半径等效原理 （图2）为：齿廓上到 节点P距离为s的K点的瞬时啮合接触，可用曲率半 径分别为Rl＝rl sins ＋s与R2＝／’2sint￣ 一s，转速等于 齿轮转速的2个模拟试件—— 当量圆柱体或圆盘的摩 擦接触来模拟。 图2 渐开线齿轮等效曲率半径 齿面摩擦力模拟试验研究，主要是借助齿轮摩擦特 性试验台直接测出模拟试件的摩擦力矩，再计算摩擦力 与摩擦因数。计算式通常比较简单，如式 （11） 与式 （12） ： u＝4．255T／F 2Mf ／ （11） （12） 常见的试验机有双圆盘、四圆盘、盘球试验机 等 ，这些模拟试验机为研究油膜的润滑机制、 摩擦特性及齿面摩擦力与摩擦因数的分析起到了很大 的作用。 但其主要不足有：① 圆柱或圆盘之间的油膜性 状不能完全反映实际轮齿之间的油膜复杂的流变、剪 变等变化规律；② 不能真实反映热、流体与结构的 多物理场耦合效应对润滑油膜的影响；③ 每对圆柱 或圆盘只能模拟齿廓上的一个啮合点的情况，且不能 反映部分齿形参数对油膜性状的作用；④ 不能反映 实际轮齿啮合周期内多润滑状态的交变对油膜摩擦特 性的影响。 2．2 基于功率损失与摩擦功耗等效原理的齿轮试件 的齿面摩擦因数试验研究 Rao 根据一个啮合周期内摩擦功等于输入与输 出功率损失的原理，得出了平均摩擦因数的计算式： 维普资讯 Page 4
188 润滑与密封 总第 182期 （1一叼T）（￡ ＋f ） rh1（1“）〔（ ） ＋ln 丽 〕 （13） 式 （13）只考虑了滑动速度而不计滚动摩擦损 失，且不能求解瞬时摩擦因数。Hori 采用重力摆锤 法使啮合轮齿间产生可控的滑动与滚动来模拟齿面接 触，进而求解出齿面摩擦因数。摆锤法的基本原理是 给摆锤一个很小的自由衰减振荡，摆锤势能的减少量 等于啮合轮齿表面摩擦力所做的功。单双齿啮合区的 齿面摩擦因数计算式分别为： h（cos0 一cos0 ＋2 ） 2（1±卫）e ∑ r ， h（cos0 一cos0m ） r ． i＋2N 一1 （1±： ）（el＋e2） ∑ ， （14） （15） 式中的 “±” 分别表示外啮与内啮合方式，该方法 仅适用于准静态测试。 1．变频电机 Z联轴器 输入转速转 矩传感器 4润滑系统 s加载器 矗冷却系统 试验齿轮 ＆输出转速转 矩传感器 图3 封闭功率流齿轮传动效率测试原理 以齿轮试件为研究对象计算齿面摩擦因数，更多 的是基于功率流齿轮传动效率测试方法，其中以闭式 功率流试验测量居多。其测试原理 （见图3）为：用 转速转矩传感器测出输入端和输出端的转速与转矩， 求出试验齿轮装置的总功率损失，进而算出传动效 率；近似地认为齿面摩擦功耗等于总功率损失，再求 出齿面的 “有效 ” 或 “当量 ” 摩擦因数 （见式 （16））；或将轴承中的摩擦损耗从总功率损失中分离 出来，再计算齿面摩擦因数 加 （见式 （17））。 厂： ・ ．詈 （16） 2 ＋I，b＋ F （17） 实际上，功率流齿轮试验台系统的总功率损失中 包含了齿轮、轴承、联轴器等零部件的空载损耗、搅 油损耗，各封闭圈与轴表面问的摩擦损耗，试验台各 运动副表面的空气阻力损耗，齿面摩擦损耗，轴承摩 擦损耗及联轴器的工作损耗等。基于功率流齿轮传动 效率的测试方法，一方面从总功率损失中分离出摩擦 损耗的操作比较复杂，但若不去掉系统误差，则测量 结果的可信度将大大下降。另外， “有效 ” 或 “当 量”摩擦因数并不能反映轮齿实际啮合周期内不同 接触点真实的摩擦状况。 3 齿面摩擦因数动测实验研究 Benedict 尝试用应变计测量2个孤齿试验齿轮 啮合的瞬时动态摩擦因数，但因系统惯性和低阶系统 共振频率的干扰而致使测试结果失真，最终只得采用 圆盘模拟试验机测量模拟试件的摩擦力。Oswald 在NASA齿轮噪声试验台上进行了动测试验，试验中 采用的试件一类为齿廓修形齿，另一类为未修形齿。 Oswald根据涡流测扭仪的测试结果计算出齿面摩擦 力；该项工作为后来齿面摩擦力动测试验奠定了坚实 的基础。 图 4 齿面摩擦力动测试验 台 Rebbrchi 设计出齿面摩擦力动测试验台 （图 4），并将其测试结果与相关的研究结论进行了验证。 该试验台的基本测试原理为：通过贴在2个连续齿的 齿根过渡曲线区域的应变计，分别测出啮合轮齿的在 接触点的法向力与摩擦力： ISc allFn＋at2Ff （18） 【St＝a21F ＋a22F 再根据库仑定律计算出摩擦因数。由于其中一个试验 齿轮只有一个轮齿，因此当重合度大于1时，测试结 果就不能真实反映多齿啮合区的法向力与摩擦力。另 外，由于该试验测试原理是分时测得法向力与摩擦 力，因此与实际啮合点法向载荷与摩擦力同时作用且 随啮合点不同齿面呈现不同的摩擦过渡与交变的情况 存在一定的差距。 维普资讯 Page 5
2006年第10期 周长江等：齿轮传动齿面摩擦因数计算方法的研究 189 由于动态测试系统能够在较高转速下直接测试轮 齿敏感区的应力应变，与前面提到的模拟试验机与功 率流试验系统相比较，动态测试结果更能真实地反映 啮合点的受力情况。齿面摩擦因数动测试验需要注意 的主要问题有：尽量减小被测系统的动态特性 （如 惯性、共振、系统变形等因素）对测试敏感元件及 其数据采集的干扰；降低测试系统自身的误差等。 4 线外啮合冲击模型及其摩擦因数计算方法的研究 考虑齿轮加工与装配误差、轮齿磨损与弹性变形 以及系统变形等因素时，客观上存在线外啮合冲击接 触。受载轮齿与非理想齿轮传动中，这是不可避免的 现象 j。在线外啮合冲击阶段，齿面的摩擦特性不 同于以弹流润滑理论为基础的边界润滑、混合润滑或 完全弹流状态下的轮齿摩擦机制；同时也不便用上面 介绍模拟试验机测量；也不宜用传统的摩擦功耗与传 动功率损失等效的原理进行分析。在此，作者根据多 年的研究成果建议按冲击摩擦进行建模，并给出了齿 面冲击摩擦因数计算式。 基于精确的齿轮有限 元模型得出的载荷历程数 值分析结论 （图 5）， 准确地推导出考虑双齿区 应力叠加效应且含系统误 差与轮齿综合变形时线外 竺 ．冲 宝 喜图 轮齿综合变形载荷历程 速度和冲击力 （图… — ………… 6）。进而推导出由实际啮入冲击点到理论啮合线啮 入点全程中任意点的位置、冲击速度和冲击力的算 法，从而准确地计算出线外啮合阶段各点的冲击摩擦 力与摩擦因数 ，其中啮入冲击力计算式为： （19） I F cos（arcsin ’b2）dt ＝ ————— （20） I F sin（arcsin ’b2）dt O a2 含系统误差与综合变形齿轮副线外啮合冲击摩擦 分析模型的提出，并准确地计算出线外啮合阶段各点 的冲击摩擦力与摩擦因数，其意义主要体现在：对实 际齿轮传动系统轮齿啮合周期内出现的冲击摩擦接 触、边界润滑、混合润滑与完全弹流润滑等状况分阶 段进行系统研究，从而较完整地揭示出复杂润滑状态 下齿轮副的摩擦力与摩擦因数的变化规律。 图6 齿轮线外冲击啮合 5 结论 （1）以弹流润滑理论为基础，对 3种典型润滑 状态下齿面摩擦因数的计算方法及其适用条件等进行 了较深入的分析。 （2）以齿面摩擦特性试验为基础，分别对基于 啮合点曲率半径等效原理的模拟试件与基于功率损失 同摩擦功耗等效原理的试验齿轮的齿面摩擦因数计算 方法的特点、实验条件及结论等进行了比较研究。 （3）比较指出了齿面摩擦因数动测实验结果具 有更高的可信度。 （4）在分别从理论与实验两个方面对齿面摩擦 因数的计算方法进行了综合分析与比较研究后，补充 提出了含系统误差与综合变形齿轮副线外啮合冲击摩 擦模型，给出了相应的冲击摩擦力与摩擦因数计算 式，从而较完整地构建了含系统误差与综合变形的复 杂润滑状态下齿轮传动齿面摩擦因数的计算方法体 系。该体系对探索齿轮摩擦机制、完善其强度设计准 则；对提高齿轮设计制造水平和促进减摩耐磨技术的 开发，均具有较重要的意义。
参考文献 【1】周仲荣，

H. 谐波减速器

谐波齿轮减速器没有得到广泛应用的根本原因是柔轮不好做。

那是一个需要反内复变形的零件，目前的许多材料容在抗疲劳方面达不到要求，从而大大降低里谐波齿轮减速器的使用寿命。

如果你能解决这些问题，那它的市场将是巨大的，你能狠狠地发一笔横财——毕竟谐波齿轮减速器的性能是太强大了。但问题，也就是你应注意的，就是怎么才能做好柔轮。

I. 二级直齿展开式圆柱齿轮减速器课程设计的课程设计及实验报告书

械设计课程设计任务书

班 级 姓 名

设计题目：带式运输机传动装置设计

布置形式：设计用于带式运输机的一级直齿圆柱齿轮减速器（Ⅰ）

传动简图

原始数据：

数据编号 1 2 3 4 5 6

运输带工作拉力F/N 800 850 900 950 1100 1150

运输带工作速度v/(m/s) 1.5 1.6 1.7 1.5 1.55 1.6

卷筒直径D/mm 250 260 270 240 250 260

工作条件：一班制，连续单向运转。载荷平稳,室内工作,有粉尘。

使用期限：10 年

生产批量：10 套

动力来源：三相交流电（220V/380V ）

运输带速度允许误差：±5% 。
提问者： 浪人5 - 试用期 一级 其他回答 共 1 条
这个是我好不容易才找到的，一个东东啊，你可以自己看看啊，就差不多能自己理解了。。。给我你的邮箱发给你啊！我的是[email protected]

目 录
设计任务书…………………………………………………2
第一部分 传动装置总体设计……………………………4
第二部分 V带设计………………………………………6
第三部分 各齿轮的设计计算……………………………9
第四部分 轴的设计………………………………………13
第五部分 校核……………………………………………19
第六部分 主要尺寸及数据………………………………21

设 计 任 务 书

一、 课程设计题目：
设计带式运输机传动装置（简图如下）

原始数据：
数据编号 3 5 7 10
运输机工作转矩T/(N.m) 690 630 760 620
运输机带速V/(m/s) 0.8 0.9 0.75 0.9
卷筒直径D/mm 320 380 320 360

工作条件：
连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作（8小时/天）。运输速度允许误差为 。
二、 课程设计内容
1）传动装置的总体设计。
2）传动件及支承的设计计算。
3）减速器装配图及零件工作图。
4）设计计算说明书编写。

每个学生应完成：
1） 部件装配图一张（A1）。
2） 零件工作图两张（A3）
3） 设计说明书一份（6000~8000字）。

本组设计数据：
第三组数据：运输机工作轴转矩T/(N.m) 690 。
运输机带速V/(m/s) 0.8 。
卷筒直径D/mm 320 。

已给方案：外传动机构为V带传动。
减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。

第一部分 传动装置总体设计

一、 传动方案（已给定）
1） 外传动为V带传动。
2） 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。
3） 方案简图如下：
二、该方案的优缺点：
该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流 异步电动机。
总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
计 算 与 说 明 结果
三、原动机选择（Y系列三相交流异步电动机）
工作机所需功率： =0.96 (见课设P9)

传动装置总效率： （见课设式2-4）

（见课设表12-8）

电动机的输出功率： （见课设式2-1）
取
选择电动机为Y132M1-6 m型 （见课设表19-1）
技术数据：额定功率（ ） 4 满载转矩（ ） 960
额定转矩（ ） 2.0 最大转矩（ ） 2.0
Y132M1-6电动机的外型尺寸（mm）： （见课设表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、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配
1、 总传动比： （见课设式2-6）

2、 各级传动比分配： （见课设式2-7）

初定

第二部分 V带设计

外传动带选为 普通V带传动
1、 确定计算功率：
1）、由表5-9查得工作情况系数
2）、由式5-23（机设）
2、选择V带型号
查图5-12a(机设)选A型V带。
3.确定带轮直径
（1）、参考图5-12a（机设）及表5-3（机设）选取小带轮直径
（电机中心高符合要求）
（2）、验算带速 由式5-7（机设）

（3）、从动带轮直径

查表5-4（机设） 取
（4）、传动比 i

（5）、从动轮转速

4.确定中心距 和带长
（1）、按式（5-23机设）初选中心距

取
（2）、按式(5-24机设)求带的计算基础准长度L0

查图.5-7(机设)取带的基准长度Ld=2000mm
(3)、按式(5-25机设)计算中心距:a

(4)、按式（5-26机设）确定中心距调整范围

5.验算小带轮包角α1
由式(5-11机设)

6.确定V带根数Z
(1)、由表（5-7机设）查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min时，单根V带的额定功率分呷为1.00Kw和1.18Kw，用线性插值法求n1=980r/min时的额定功率P0值。

(2)、由表（5-10机设）查得△P0=0.11Kw
(3)、由表查得（5-12机设）查得包角系数
(4)、由表(5-13机设)查得长度系数KL=1.03
(5)、计算V带根数Z，由式（5-28机设）

取Z=5根
7．计算单根V带初拉力F0，由式（5-29）机设。

q由表5-5机设查得
8．计算对轴的压力FQ，由式（5-30机设）得

9．确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图
小带轮基准直径dd1=112mm采用实心式结构。大带轮基准直径dd2=280mm，采用孔板式结构，基准图见零件工作图。

第三部分 各齿轮的设计计算

一、高速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）
1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34 则Z2=Z1i=34×2.62=89
2.设计计算。
（1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。
（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）

T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794 N?mm
由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为
бHILim=580 бHILin=560
由图 7-7选取材料弯曲疲劳极限应力
бHILim=230 бHILin=210
应力循环次数N由式（7-3）计算
N1=60n, at=60×(8×360×10)=6.64×109
N2= N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109
由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1=1.1 ZN2=1.04
由图7-9查得弯曲 ；YN1=1 YN2=1
由图7-2查得接触疲劳安全系数：SFmin=1.4 又YST=2.0 试选Kt=1.3
由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力

将有关值代入式(7-9)得

则V1=(πd1tn1/60×1000)=1.3m/s
( Z1 V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s
查图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.则KH=KAKVKβKα=1.42 ,修正
M=d1/Z1=1.96mm
由表7-6取标准模数：m=2mm
(3) 计算几何尺寸
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.校核齿根弯曲疲劳强度
由图7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0 取Yε=0.7
由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度.

二、低速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）
1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为点蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34
则Z2=Z1i=34×3.7=104
2.设计计算。
（1） 设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。
（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）

T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540 N?mm
由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为
бHILim=580 бHILin=560
由图 7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力
бHILim=230 бHILin=210
应力循环次数N由式（7-3）计算
N1=60n at=60×148×(8×360×10)=2.55×109
N2= N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108
由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1=1.1 ZN2=1.04
由图7-9查得弯曲 ；YN1=1 YN2=1
由图7-2查得接触疲劳安全系数：SFmin=1.4 又YST=2.0 试选Kt=1.3
由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力

将有关值代入式(7-9)得

则V1=(πd1tn1/60×1000)=0.55m/s
( Z1 V1/100)=0.55×(34/100)m/s=0.19m/s
查图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.则KH=KAKVKβKα=1.377 ,修正
M=d1/Z1=2.11mm
由表7-6取标准模数：m=2.5mm
(3) 计算几何尺寸
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.校核齿根弯曲疲劳强度
由图7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0 取Yε=0.7
由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度.

总结：高速级 z1=34 z2=89 m=2
低速级 z1=34 z2=104 m=2.5

第四部分 轴的设计
高速轴的设计
1.选择轴的材料及热处理
由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理.
2.初估轴径
按扭矩初估轴的直径,查表10-2,得c=106至117,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用.取c=110则:
D1min=
D2min=
D3min=
3.初选轴承
1轴选轴承为6008
2轴选轴承为6009
3轴选轴承为6012
根据轴承确定各轴安装轴承的直径为:
D1=40mm
D2=45mm
D3=60mm
4.结构设计(现只对高速轴作设计,其它两轴设计略,结构详见图)为了拆装方便,减速器壳体用剖分式,轴的结构形状如图所示.
(1).各轴直径的确定
初估轴径后,即可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段1安装轴承6008,故该段直径为40mm。2段装齿轮，为了便于安装，取2段为44mm。齿轮右端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为4.5mm，取3段为53mm。5段装轴承，直径和1段一样为40mm。4段不装任何零件，但考虑到轴承的轴向定位，及轴承的安装，取4段为42mm。6段应与密封毛毡的尺寸同时确定，查机械设计手册，选用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛毡圈，故取6段36mm。7段装大带轮，取为32mm>dmin 。
（2）各轴段长度的确定
轴段1的长度为轴承6008的宽度和轴承到箱体内壁的距离加上箱体内壁到齿轮端面的距离加上2mm，l1=32mm。2段应比齿轮宽略小2mm，为l2=73mm。3段的长度按轴肩宽度公式计算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和轴承6008同宽取l5=15mm。l6=55mm，7段同大带轮同宽，取l7=90mm。其中l4，l6是在确定其它段长度和箱体内壁宽后确定的。
于是，可得轴的支点上受力点间的跨距L1=52.5mm，L2=159mm，L3=107.5mm。
（3）.轴上零件的周向固定
为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合H7/r6。与轴承内圈配合轴劲选用k6，齿轮与大带轮均采用A型普通平键联接，分别为16*63 GB1096-1979及键10*80 GB1096-1979。
（4）.轴上倒角与圆角
为保证6008轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为1mm。其他轴肩圆角半径均为2mm。根据标准GB6403.4-1986，轴的左右端倒角均为1*45。。
5.轴的受力分析
（1） 画轴的受力简图。
（2） 计算支座反力。
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） 画弯矩图
在水平面上，a-a剖面左侧
MAh=FR1Hl3=966 52.5=50.715N?m
a-a剖面右侧
M’Ah=FR2Hl2=411 153=62.88 N?m
在垂直面上
MAv=M’AV=FR1Vl2=352×153=53.856 N?m
合成弯矩，a-a剖面左侧

a-a剖面右侧

画转矩图
转矩 3784×（68/2）=128.7N?m
6.判断危险截面
显然，如图所示，a-a剖面左侧合成弯矩最大、扭矩为T，该截面左侧可能是危险截面；b-b截面处合成湾矩虽不是最大，但该截面左侧也可能是危险截面。若从疲劳强度考虑，a-a，b-b截面右侧均有应力集中，且b-b截面处应力集中更严重，故a-a截面左侧和b-b截面左、右侧又均有可能是疲劳破坏危险截面。
7.轴的弯扭合成强度校核
由表10-1查得

(1)a-a剖面左侧
3=0.1×443=8.5184m3
=14.57
（2）b-b截面左侧
3=0.1×423=7.41m3
b-b截面处合成弯矩Mb:
=174 N?m
=27
8.轴的安全系数校核:由表10-1查得 (1)在a-a截面左侧
WT=0.2d3=0.2×443=17036.8mm3
由附表10-1查得 由附表10-4查得绝对尺寸系数 ;轴经磨削加工, 由附表10-5查得质量系数 .则
弯曲应力
应力幅
平均应力
切应力

安全系数

查表10-6得许用安全系数 =1.3～1.5,显然S> ,故a-a剖面安全.
(2)b-b截面右侧
抗弯截面系数 3=0.1×533=14.887m3
抗扭截面系数WT=0.2d3=0.2×533=29.775 m3
又Mb=174 N?m,故弯曲应力

切应力

由附表10-1查得过盈配合引起的有效应力集中系数 。 则

显然S> ,故b-b截面右侧安全。
（3）b-b截面左侧
WT=0.2d3=0.2×423=14.82 m3
b-b截面左右侧的弯矩、扭矩相同。
弯曲应力

切应力

（D-d）/r=1 r/d=0.05，由附表10-2查得圆角引起的有效应力集中系数 。由附表10-4查得绝对尺寸系数 。又 。则

显然S> ,故b-b截面左侧安全。

第五部分 校 核
高速轴轴承

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

Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N
轴承的型号为6008，Cr=16.2 kN
1） FA/COr=0
2） 计算当量动载荷

查表得fP=1.2径向载荷系数X和轴向载荷系数Y为X=1，Y=0
=1.2×（1×352）=422.4 N
3） 验算6008的寿命

验算右边轴承

键的校核
键1 10×8 L=80 GB1096-79
则强度条件为

查表许用挤压应力
所以键的强度足够
键2 12×8 L=63 GB1096-79
则强度条件为

查表许用挤压应力
所以键的强度足够

联轴器的选择
联轴器选择为TL8型弹性联轴器 GB4323-84
减速器的润滑
1.齿轮的润滑
因齿轮的圆周速度<12 m/s，所以才用浸油润滑的润滑方式。
高速齿轮浸入油里约0.7个齿高，但不小于10mm，低速级齿轮浸入油高度约为1个齿高（不小于10mm），1/6齿轮。
2．滚动轴承的润滑
因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度V≥1.5～2m/s所以采用飞溅润滑，

第六部分 主要尺寸及数据
箱体尺寸:
箱体壁厚
箱盖壁厚
箱座凸缘厚度b=15mm
箱盖凸缘厚度b1=15mm
箱座底凸缘厚度b2=25mm
地脚螺栓直径df=M16
地脚螺栓数目n=4
轴承旁联接螺栓直径d1=M12
联接螺栓d2的间距l=150mm
轴承端盖螺钉直径d3=M8
定位销直径d=6mm
df 、d1 、d2至外箱壁的距离C1=18mm、18 mm、13 mm
df、d2至凸缘边缘的距离C2=16mm、11 mm
轴承旁凸台半径R1=11mm
凸台高度根据低速轴承座外半径确定
外箱壁至轴承座端面距离L1=40mm
大齿轮顶圆与内箱壁距离△1=10mm
齿轮端面与内箱壁距离△2=10mm
箱盖，箱座肋厚m1=m=7mm
轴承端盖外径D2 ：凸缘式端盖：D+（5～5.5）d3
以上尺寸参考机械设计课程设计P17～P21
传动比
原始分配传动比为：i1=2.62 i2=3.07 i3=2.5
修正后 ：i1=2.5 i2=2.62 i3=3.07
各轴新的转速为 ：n1=960/2.5=3.84
n2=384/2.61=147
n3=147/3.07=48
各轴的输入功率
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
各轴的输入转矩
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
轴号 功率p 转矩T 转速n 传动比i 效率η
电机轴 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
工作机轴 4.90 935.26 48 1 0.98

齿轮的结构尺寸
两小齿轮采用实心结构
两大齿轮采用复板式结构
齿轮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
齿轮z2的尺寸
由轴可 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

齿轮3尺寸
由轴可得, 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
齿轮4寸
由轴可得 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

参考文献：
《机械设计》徐锦康 主编 机械工业出版社
《机械设计课程设计》陆玉 何在洲 佟延伟 主编
第3版 机械工业出版社
《机械设计手册》
设计心得
机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了3周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。
由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题，如：在选择计算标准件是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准
在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。
由于本次设计是分组的，自己独立设计的东西不多，但在通过这次设计之后，我想会对以后自己独立设计打下一个良好的基础。
参考资料：机械设计基础