機(jī)械基礎(chǔ)李世維第七章高教課堂

1、第七章 機(jī)械傳動 機(jī)械傳動與常用機(jī)構(gòu)一樣，都是起傳動的作用。常用機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動的形式，如將轉(zhuǎn)動改變成移動或擺動。而機(jī)械傳動只起改變轉(zhuǎn)動的速度大小或轉(zhuǎn)動的方向。 常見的機(jī)械傳動有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪系。1藤蔓課堂一、帶傳動的類型、特點1.帶傳動的組成 主、從動帶輪和傳動帶。 靠帶與帶輪之間接觸面的摩擦力來傳遞運(yùn)動和動力，屬于利用中間撓性件的摩擦運(yùn)動。2.帶傳動的類型（1）平帶傳動 如圖71所示。見實物2藤蔓課堂（2）v帶傳動 如圖72所示。見實物。（3）同步帶傳動 如圖73所示。見實物。3藤蔓課堂3.帶傳動的特點和應(yīng)用（1）特點 優(yōu)點 傳動平穩(wěn)，能吸收振動、無噪聲，過載能打滑起

2、保護(hù)作用。 缺點 不能保證準(zhǔn)確的傳動比。（2）應(yīng)用 一般安裝在與電機(jī)直接相連接的傳動軸上。相同條件下v帶傳遞功率是平皮帶的3倍左右，因此v帶應(yīng)用最廣。如汽車發(fā)動機(jī)、數(shù)控車床的進(jìn)給電機(jī)傳動 。4藤蔓課堂5藤蔓課堂二v帶與帶輪的結(jié)構(gòu)1.v帶結(jié)構(gòu) 如圖75所示。 根據(jù)傳遞功率大小，分為y、z、a、b、c、d、e七號，y、z型號的皮帶斷面較小，常用于家用電器上。依次為a、b、c、d、e, 隨著皮帶斷面形狀逐漸變大，傳遞的功率也相應(yīng)變大。 v帶做成環(huán)形的密封整體，不能斷開調(diào)整長度，國家已制定標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)長度系列，使用中應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。6藤蔓課堂 2帶輪材料、結(jié)構(gòu)（1）帶輪材料 工業(yè)上常用帶輪材料為ht1

3、50鑄鐵。具有強(qiáng)度足夠、易于加工、價格便宜的特點；在低速或輕載中常用工程塑料或鋁合金，如洗衣機(jī)的大帶輪選用工程塑料，小帶輪用鋁合金、鐵板沖壓制成。（2）帶輪結(jié)構(gòu) 如圖76、7所示。7藤蔓課堂 輪槽的結(jié)構(gòu)與帶相配合使用，在中性層處的尺寸相同。 當(dāng)d小于150mm時，選用實心式。如圖78所示。 當(dāng)d等于150450mm時，選用腹板式。如圖79所示。 當(dāng)d大于450mm時，選用橢圓輪輻式。如圖710所示。8藤蔓課堂 帶傳動時，帶在小輪中的彎曲變形較大，內(nèi)側(cè)受壓縮變形。為了保證帶與帶輪槽充分的接觸，產(chǎn)生足夠的摩擦力，將 v帶的楔角做成40，而帶輪的楔角依型號和小帶輪直徑的變化而變化，分別為32、34、

4、36和38四種。9藤蔓課堂 三、帶傳動的失效形式 1打滑 當(dāng)載荷超過帶傳動所能傳遞的動力時帶在帶輪上打滑。 2疲勞撕裂 摩擦帶的疲勞磨損產(chǎn)生撕裂是另一種失效形式。 四、帶傳動的緊邊與松邊 為了增大傳動的接觸摩擦角，獲得最大的傳遞動力，要求帶傳動的下面為緊邊，上面為松邊。 五、帶傳動的傳動比 帶傳動的傳動比為： i=n1/n2=d2/d1 例71 主動輪的轉(zhuǎn)速與從動輪的轉(zhuǎn)速之比，也等于從動輪的基準(zhǔn)直徑與主動輪的基準(zhǔn)直徑之比。傳動比一般小于3。10藤蔓課堂六、v帶傳動的張緊、安裝和維護(hù) 1.帶的張緊 （1）調(diào)整中心距 如圖711所示。（2）安裝張緊輪 如圖712所示。11藤蔓課堂2.安裝和維護(hù)（1

5、）新舊帶不能一起使用 注意選擇相同型號和規(guī)格的內(nèi)周長帶安裝在同一帶輪上。（2）在裝卸v帶 先調(diào)近兩帶輪的中心矩，可方便地將帶拆卸或安裝，后調(diào)整兩輪中心矩。 如果不調(diào)整兩輪中心矩，強(qiáng)將帶從帶輪上撬下來，一定先把帶從大輪上撬下來；安裝時應(yīng)先把帶套在小輪上，再將帶盤上從動輪，應(yīng)注意不能用手直接操作，防止將手夾在帶與帶輪之間。12藤蔓課堂（3）帶在帶輪上的張緊 要符合10-15mm的壓下要求，如圖713所示。過松不能傳遞足夠的摩擦力和扭矩，過緊將會增大壓軸力，加大對軸承的徑向載荷。如果是滑動軸承，將加劇磨損。如洗衣機(jī)皮帶太松，水流緩慢，衣服洗不凈；如果皮帶過緊，波輪軸很快過度磨損產(chǎn)生中間漏水。13藤蔓

6、課堂（4） 輪槽對正，軸線平行 如圖714所示。 輪槽與帶的型號一致，如圖715所示。14藤蔓課堂 一、鏈傳動的組成與特點 1.鏈傳動的組成 主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條組成。如圖716所示。 15藤蔓課堂2.鏈傳動的種類 常用的有套筒滾子鏈和齒形鏈，前者應(yīng)用較廣泛。按用途分成起重鏈、牽引鏈和傳動鏈。16藤蔓課堂 4鏈傳動的特點 平均傳動比準(zhǔn)確；能在高溫、潮濕等條件下工作；但有噪音。 二鏈傳動的傳動比 鏈傳動的傳動比等于為主動輪的轉(zhuǎn)速與從動輪的轉(zhuǎn)速之比i=n1/n2 ，也等于從動輪的齒數(shù)與主動輪的齒數(shù)之比。i= n1/n2=z2/z1 。17藤蔓課堂 例72三、鏈傳動的安裝與維護(hù) 1.鏈傳動的安裝

7、 （1） 兩軸平行，鏈輪同平面，如圖720所示。18藤蔓課堂（2） 鏈條張緊 緊邊在上，松邊在下。太松易掉鏈，會產(chǎn)生振動；太緊會影響傳動。可用張緊輪張緊，如圖721所示。（3） 兩鏈輪軸心線連線與水平線夾角小于45度。（4） 安裝防護(hù)罩。19藤蔓課堂2鏈傳動的維護(hù) 定期注油，如圖722所示。20藤蔓課堂 四、套筒滾子鏈的標(biāo)記 鏈條為標(biāo)準(zhǔn)件，其標(biāo)記為鏈號及節(jié)數(shù)。如某鏈條為代號為 10a60gb/t12432006。 表示 10號鏈，節(jié)距可查標(biāo)準(zhǔn)為15.87毫米，共有60節(jié)。21藤蔓課堂一、齒輪傳動的結(jié)構(gòu)與特點 1.齒輪傳動的結(jié)構(gòu) 如圖723所示，齒輪傳動由主動齒輪、從動齒輪和機(jī)架組成?？魁X面直接

8、嚙合來傳遞運(yùn)動。22藤蔓課堂2.齒輪傳動的類型 如圖724所示，常用為外嚙合直齒圓柱齒輪 傳動、內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動、齒輪齒條傳動等。按兩軸位置之間相互關(guān)系可分為三種類型：（1）兩軸相互平行的圓柱齒輪傳動；（2）兩軸相交的圓錐齒數(shù)傳動；（3）兩軸交錯的蝸桿蝸輪傳動。23藤蔓課堂24藤蔓課堂25藤蔓課堂26藤蔓課堂27藤蔓課堂28藤蔓課堂 3.齒輪傳動的特點 齒輪的輪廓齒形按漸開線曲線制作，具有許多特點： （1）傳動比恒定 無論任何瞬時傳動，傳動比都達(dá)到完全準(zhǔn)確。 （2）具有壽命長，傳遞功率大。 （3）制造比較復(fù)雜，成本較高。 由于齒輪傳動具有其他傳動不可比擬的優(yōu)點，在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。

9、二、漸開線齒輪 1.漸開線齒輪齒廓曲線 如圖725所示。29藤蔓課堂 2.漸開線齒輪的各部份名稱 如圖726所示。名稱苻號 ，見表72。30藤蔓課堂 3.直齒圓柱齒輪的主要參數(shù) 齒數(shù) z 模數(shù) m 見表73 壓力角 a = 2031藤蔓課堂 齒頂高系數(shù) h=1 頂隙系數(shù) c=1 32藤蔓課堂 主要參數(shù)表示決定齒輪幾何尺寸的值，首先要區(qū)分參數(shù)和幾何尺寸兩者的概念。模數(shù)是主要參數(shù)中的最重要表示量，從分度圓的長度計算推出，即: 周長 由于 值是無理數(shù)，為了便于計算和測量，用模數(shù)代入上式，即得 m為一系列標(biāo)準(zhǔn)值，即使分度圓的值成為一個比較整齊的數(shù)值。見表73。 4齒輪的結(jié)構(gòu)及材料 （1）齒輪的結(jié)構(gòu) 按

10、齒輪外徑分：33藤蔓課堂 齒輪軸 如圖729所示。齒根圓到鍵槽底部距離小于 (22.5)m。 實體齒輪 如圖730所示。d小于200mm 。 腹板式齒輪 如圖731所示。d200500mm 。 輪幅式齒輪 如圖732所示。d大于500mm 。34藤蔓課堂35藤蔓課堂 (2) 齒輪的材料 常用中碳鋼和中碳合金鋼鍛造而成。 鍛鋼 d小于500mm 。當(dāng)表面硬度小于350hbw時，稱軟齒面齒輪；當(dāng)表面硬度大于350hbw時，稱硬齒面齒輪。 鑄鋼 當(dāng)直徑大于500毫米而不方便鍛造時，采用鑄鋼或灰鑄鐵。 鑄鐵 用于低速、輕載。 非金屬 用于高速、輕載。如辦公機(jī)械。 5.傳動比與基本幾何尺寸計算公式 傳動

11、比 i= n1/n2=z2/z1 基本幾何尺寸計算公式 見表74。36藤蔓課堂 課堂練習(xí)； 例73已知一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)為23和49，齒輪模數(shù)為8，試計算以下 幾何尺寸？ 解： 計算中發(fā)現(xiàn)兩個齒輪的齒數(shù)是質(zhì)數(shù)，只能被本身和1才能除盡的數(shù)，為何不取整齊的數(shù)，如20、40呢？如果一對齒輪其中至少一個是質(zhì)數(shù)，第1個齒輪的第1個齒在嚙合的過程中將輪流和第2個齒輪的每一個齒嚙合,第2、第3及以后的每個齒也是一樣.輪流嚙合將會延長齒輪使用壽命，讓每個齒都有機(jī)會去承擔(dān)不同的載荷，不會使載荷總是集中在少數(shù)固定的單一齒對中。 37藤蔓課堂例72 已知某個舊齒輪需要更換，已測得齒輪的外圓直徑為102mm,

12、齒數(shù)z118，兩輪中心矩a=121mm，請計算除齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸。解：依尺寸計算公式， 得 6圓柱齒輪的正確嚙合傳動的條件 m1 = m 2= m38藤蔓課堂7加工切削 （1）切削方法39藤蔓課堂40藤蔓課堂41藤蔓課堂（2）根切現(xiàn)象與最少齒數(shù) 根切現(xiàn)象 如圖736所示。 最少齒數(shù) z 當(dāng)齒數(shù)小于17時，需要變位。如圖737所示。42藤蔓課堂 三齒輪的失效形式 失效的形式有5種，但以折斷和齒面點蝕為常見。 1.輪齒折斷 如圖738所示。 2.齒面疲勞點蝕 如圖739所示。 3.齒面膠合 如圖740所示。43藤蔓課堂 4.齒面磨損 如圖741所示。 5.齒面塑性變形 如圖742所示。44

13、藤蔓課堂 四、齒輪傳動的精度 齒輪的加工是一刀切削成形，精度的差別不可能超過2級。 用傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性，傳遞運(yùn)動的平穩(wěn)性，載荷分布的均勻性等三項精度和齒側(cè)間隙四項指標(biāo)表示。 如 887 g m gb/t 10095-200845藤蔓課堂五、齒輪的裝配與檢測 1 齒輪的裝配 2齒輪的檢測 運(yùn)動精度 百分表測徑向和端面跳動。 接觸精度 涂色法。 齒側(cè)間隙 壓鉛法和打表法。46藤蔓課堂 六、齒輪傳動的潤滑 潤滑是減少摩擦磨損的有效方法。閉式傳動夏天選用l-ckb320潤滑油，冬天選用l-ckb220潤滑油。俗稱30號和20號機(jī)油。 開式傳動選用脂潤滑，如常用的鈣鈉基潤滑脂，呈微黃色，俗稱黃油。47藤

14、蔓課堂 浸油12齒 浸油輪 噴油48藤蔓課堂一、蝸桿傳動的結(jié)構(gòu)與特點 1.蝸桿傳動的結(jié)構(gòu) 由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成。如圖747所示。49藤蔓課堂2.蝸桿傳動的類型 圓柱形和圓弧形，如圖748所示。50藤蔓課堂 3.蝸桿傳動的特點（1）傳動比大。蝸桿轉(zhuǎn)動一圈，蝸輪才轉(zhuǎn)過一個齒（2）兩軸相錯成90。（3）只能蝸桿帶動蝸輪，蝸輪不能帶動蝸桿，傳動具有自鎖性。（4）和蝸輪的接觸為圓弧面，接觸面積大，屬于滑動摩擦，因此摩擦發(fā)熱嚴(yán)重。（5） 常用的蝸桿是阿基米德蝸桿51藤蔓課堂52藤蔓課堂二、蝸桿傳動的基本參數(shù) 1.模數(shù)m和壓力角a 2.蝸桿分度圓直徑d 見表75。 3.導(dǎo)程角 如圖753所示。 tan=

15、4.蝸桿的直徑系數(shù)q q=m q 5.齒頂高系數(shù) h h=1、頂隙系數(shù) c c= 0.2mm53藤蔓課堂三、蝸桿蝸輪的材料 蝸桿 常用45鋼調(diào)質(zhì)或中碳合金鋼經(jīng)過熱處理。 蝸輪 選用鑄造錫青銅，耐磨性好而又抗膠合性強(qiáng)的。 不重要的蝸輪可以選用鑄鐵材料。四、蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu) 蝸桿 作成蝸桿軸，如圖754所示。 蝸輪 作成整體式或組合式。如圖755所示。54藤蔓課堂 五、蝸桿傳動的傳動比與幾何尺寸計算 1.蝸桿傳動的傳動比55藤蔓課堂 i =n1/n2=z2/z1 2. 蝸桿傳動的幾何尺寸計算 引入中間平面的概念，通過蝸桿的軸線又垂直于蝸輪軸線的平面將蝸桿傳動截開，得到蝸桿的軸面和蝸輪的端面相當(dāng)于齒條

16、和齒輪的嚙合傳動，得出蝸桿的軸面參數(shù)與蝸輪的端面參數(shù)相等的結(jié)論。它是幾何尺寸計算的依據(jù)。見表76。 3.蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷 應(yīng)用左、右定則方法。如圖756所示。 4.正確嚙合的條件 除了模數(shù)和壓力角相等外，蝸桿的導(dǎo)程角和蝸輪的壓力角必需相等。56藤蔓課堂 六、蝸桿的失效形式及維護(hù) 1.失效形式 齒面膠合、疲勞點蝕、磨損和輪齒折斷。 2.蝸桿傳動的潤滑 摩擦發(fā)熱大，選用粘度大、親和力大潤滑油。同時選用必要的散熱泠卻方法，如加風(fēng)扇、通泠卻水等強(qiáng)制泠卻，保證潤滑的效果。見表77所示。57藤蔓課堂 3.蝸桿傳動的散熱58藤蔓課堂一、齒輪系的組成與類型1.齒輪系的組成 由多對齒輪傳動組合而成的齒輪傳動系統(tǒng)，

17、稱為齒輪系。如圖759所示 59藤蔓課堂 2.齒輪系的類型 （1）定軸輪系 如圖760、61所示，所有的齒輪軸線在傳動中都是固定不動的。60藤蔓課堂（2）行星輪系 如圖762所示，所有的齒輪軸線在傳動中至少有一個齒輪軸線是不斷變化的。61藤蔓課堂二、齒輪系傳動的特點 1.能獲得大的傳動比 2.可實現(xiàn)變速和變向傳動 如汽車速度的變化和轉(zhuǎn)向變化, 如圖763、64所示。62藤蔓課堂三、 定軸輪系傳動比的計算 以圖75為例，推導(dǎo)出定軸輪系傳動比的計算公式。 注意：要使學(xué)生能讀懂簡圖的含義，并用汽車的四級變速箱為例分別計算出四種不同的轉(zhuǎn)速。分析四種不同傳動路線，得出四種不同的傳動比。63藤蔓課堂 i15=i12/i23/i34/i45=n1/n5=303060/