古代机械探胜 古代机械探胜 —— 之水车篇

辉煌的历史 候风地动仪 候风地动仪指南车 备物致用，立成器以为天下利，莫大乎圣人。 —— 易经

水车系统结构 n 水车 碓

磨 风箱

动力系统设计一 n 水车的受力分析 由流体力学理论得： D= 桨叶入水面内单位 长度上受的力 力 F= 力矩 M= 总力矩为： N.M

动力系统设计二 n 设计参数及制图 桨叶 12 页， 长 1.6 米， 宽 0.4 米， 厚 0.03 米， 材质为水曲柳。

叶轮

动力系统设计三 n 桨叶强度校核 最大弯矩在叶片根部产 生： M= N.M

动力系统设计三 n 桨叶强度校核 在叶片上的最大 弯曲切应力 所以叶片安全。

传动系统设计 —— 齿轮 n 渐开线齿轮特性 1. 传动比恒定。 2. 中心距的变动不影 响传动比。 3. 啮合线为过节点的 直线。

传动系统设计 —— 齿轮 n 圆锥齿轮的受力分 析 Fn 为啮合力，则 有；

传动系统设计 —— 齿轮 n 齿根应力计算 啮合力 Fn 的分力在 齿根处产生的最大 压应力 由齿轮的有关理 论得 Y Fa,Y Sa 是齿型系数， m 是齿轮模数 ， Z 是齿数， u 是传动比， T 1 是传动 力矩

传动系统设计 —— 齿轮 齿轮强度校核 齿轮强度校核 参数 参数齿轮 齿数 齿数 模数 /cm 压力角 Φ 0 齿宽 系数 主动轮 从动轮 =2.0678MPa 《 =32.144MPa 所以齿轮安全

传动系统设计 —— 传动轴 主轴设计参数 主轴设计参数

传动系统设计－传动轴 主轴的内力图 主轴的内力图 主轴轴力图 主轴扭距图

传动系统设计 —— 传动轴 主轴强度校核 主轴强度校核 所以主轴安全

传动系统设计 —— 传动轴 副轴设计参数 副轴设计参数

传动系统设计－传动轴 副轴内力图 副轴内力图 弯矩图 Mz 弯矩图 My

传动系统设计－传动轴 n 副轴危险点分析 易知， M z 和 M y 的 合力矩 M 的方向与 副轴截面的交点 就是承受力矩最 大的点，所以是 危险点。

传动系统设计 —— 传动轴 副轴强度校核 副轴强度校核 所以副轴安全

负载介绍 —— 碓 碓的结构 碓的结构

负载介绍 —— 碓 碓的功率计算 碓的功率计算

碓的功率计算 碓的最大瞬时功率出现在压杆与碓刚刚 作用的时刻

负载介绍 —— 风箱 风箱的构造 风箱的构造

负载介绍 —— 磨 磨的构造 磨的构造