第5章-常用機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)

1、機(jī)械基礎(chǔ) 第5章 常用機(jī)械傳動機(jī)構(gòu) 課件制作： 重慶市涪陵區(qū)職教中心 數(shù)控組 胡志恒 歡迎同學(xué)們光臨2014年秋期引入 4.認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)4.1.1平面連桿機(jī)構(gòu)的含義 平面連桿機(jī)構(gòu) 由若干剛性構(gòu)件通過相互聯(lián)接而組成的平面機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)動力的傳遞改變運(yùn)動形式。4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)思考：組成平面連桿機(jī)構(gòu)的形狀的都是桿狀的嗎？4.1.2 平面連桿機(jī)構(gòu)的特點常用機(jī)構(gòu)可分為：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、摩擦傳動機(jī)構(gòu)和螺旋傳動機(jī)構(gòu)。1）實現(xiàn)運(yùn)動形式的變換2）實現(xiàn)動力傳遞，完成一定的動作優(yōu)點：承載能力強(qiáng)、耐磨損，連桿接觸面為圓柱面或平面，易于制造和獲取較高的精度。缺點:效率低，連桿接觸處有間隙,構(gòu)件數(shù)目較

2、多時會產(chǎn)生較大累計誤差，降低運(yùn)動精度。 4. 平面連桿機(jī)構(gòu)5.2 平面連桿機(jī)構(gòu)4.1.34.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 用四個鉸鏈將構(gòu)件相連接的平面四桿機(jī)構(gòu)。4.2.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成組成：1個機(jī)架、2個連架桿（曲柄或搖桿）、1個連桿。機(jī)架：相對固定不動的構(gòu)件。連桿：不與機(jī)架相連的桿。連架桿：與機(jī)架相連的2根桿件。曲柄：能繞鉸鏈軸線做整周連續(xù)旋轉(zhuǎn)的連架桿。搖桿：只能繞鉸鏈軸線在一定角度擺動的連架桿。 4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型：根據(jù)連架桿的不同分為。一個曲柄二個曲柄無曲柄4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)4.2.2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動特性 1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 兩個連架桿中，具有一個曲

3、柄和一搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。 示例運(yùn)動分析： 鄂式破碎機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)：主動件，曲柄。 縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)：主動件，搖桿（踏板）。4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)4.2.2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動特性2.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性 （1）急回運(yùn)動特性 主動件曲柄作勻速轉(zhuǎn)動時，從動件搖桿往返擺動一次速度不相等。 急回特性系數(shù)K 可以計算，K值越大，急回特性越明顯。 急回特性的應(yīng)用 從動件搖桿往返一次速度不等，慢速用在工作行程，承受工作載荷，快速用在空行程，節(jié)省時間。4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)（2）死點位置 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若以搖桿作主動件，曲柄為從動件時，每次在連桿與曲柄共線的位置時，連桿不能帶動曲柄轉(zhuǎn)動。 死點位置有兩

4、個。 例：推石磨 解決死點的辦法 用慣性（飛輪）或多組錯列。 應(yīng)用：夾緊機(jī)構(gòu)、飛機(jī)起落架4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)4.2.3 雙曲柄機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動特性 雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩個連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。 示例運(yùn)動分析： 公交車車門啟閉機(jī)構(gòu) 火車頭車輪4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)4.2.3 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動特性 1.不等長雙曲柄機(jī)構(gòu) 主動曲柄勻速轉(zhuǎn)動，帶動另一曲柄轉(zhuǎn)動。 急回特性：當(dāng)主動曲柄勻速轉(zhuǎn)動時，另一曲柄的轉(zhuǎn)動在一周之內(nèi)速度不相等。振動篩4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu) 2.平行雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩曲柄等長且平行，主、從曲柄轉(zhuǎn)速相等。 運(yùn)動不確定：多組錯列4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu) 3. 反向雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩曲柄等長但不平

5、行，主、從曲柄轉(zhuǎn)速相等。 運(yùn)動不確定。4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)4.2.4 雙搖桿機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動特性 雙搖桿機(jī)構(gòu) 兩個連架桿中，沒有曲柄，只能來回擺動的的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)4.2.5 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各基本形式的形成條件 前述：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有三種形式，根本區(qū)別是兩個連架桿中曲柄的數(shù)量。機(jī)構(gòu)在什么情況下能組成這三種形式呢？ 一個曲柄二個曲柄無曲柄4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu) 1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的曲柄存在條件 （1）最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿的長度之和。 即 ：“短+長其余兩桿長之和” （2）連架桿與機(jī)架中必有一個是最短桿。 上述兩個條件必須同時滿足，否則機(jī)

6、構(gòu)中無曲柄存在（只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)）。5.2.8 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各基本形式的形成條件？ 2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)3種基本類型的判別方法 根據(jù)曲柄存在的條件，推論出鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)3種基本類型的判別方法。 （1）在“短+長其余兩桿長之和”滿足的前提下： 以最短桿為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)； 以最短桿的相鄰桿（有兩根）為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)； 以最短桿的相對桿為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 （2）若“短+長其余兩桿長之和” 不滿足：則無論以何桿為機(jī)架，都只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)。一個曲柄曲柄搖桿機(jī)構(gòu)二個曲柄雙曲柄機(jī)構(gòu)無曲柄雙搖桿機(jī)械4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu) 課堂練習(xí)： （1）判別右圖中三個機(jī)構(gòu)屬于何種類型？ （2

7、）右圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是_。 . 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)； . 雙曲柄機(jī)構(gòu)； . 雙搖桿機(jī)構(gòu)。2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)3種基本類型的判別方法 （3）在右圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，以_桿或_桿為機(jī)架，可以得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；若以AB桿為機(jī)架，會得到_ _機(jī)構(gòu)；要想得到雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)以_桿為機(jī)架。 4. 認(rèn)識平面連桿機(jī)構(gòu)5.2.9 其它常見的連桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化 改變鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的某些結(jié)構(gòu)，可以演化為其它常見的連桿機(jī)構(gòu)。 1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的演化形式，由曲柄、連桿、滑塊、機(jī)架組成。 示例運(yùn)動分析： 內(nèi)燃機(jī)：活塞（滑塊）、缸體（機(jī)架）、連桿、曲軸（曲柄）組成，主動件：活塞，從動件：曲軸。

8、5.2 平面連桿機(jī)構(gòu)5.2.9 其它常見的連桿機(jī)構(gòu)1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2.偏心輪機(jī)構(gòu) 若曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的曲柄尺寸太小，難于做出，可用偏心輪解決。 示例運(yùn)動分析： 內(nèi)燃機(jī)：活塞（滑塊）、缸體（機(jī)架）、連桿、曲軸（曲柄）組成，主動件：活塞，從動件：曲軸。5.2 平面連桿機(jī)構(gòu) 在一些自動控制機(jī)構(gòu)中，常采用凸輪機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。如內(nèi)燃機(jī)中的氣門控制凸輪機(jī)構(gòu)。 任務(wù)二 凸輪機(jī)構(gòu)1. 凸輪機(jī)構(gòu)的組成 凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用示例：如內(nèi)燃機(jī)中的氣門控制凸輪機(jī)構(gòu)、靠模車削機(jī)構(gòu)。 凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動件、機(jī)架組成。 主動件：凸輪，作勻速轉(zhuǎn)動；從動件，按凸輪形狀決定的規(guī)律運(yùn)動。2. 凸輪機(jī)構(gòu)的特點及應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)的特點：（1）凸輪機(jī)構(gòu)

9、用于從動件運(yùn)動規(guī)律要求嚴(yán)格的場合；（2） 凸輪機(jī)構(gòu)可以高速啟動，動作準(zhǔn)確可靠；（3）凸輪機(jī)構(gòu)是高副機(jī)構(gòu)，易磨損，壽命低；（4）凸輪機(jī)構(gòu)制造和維修困難。 凸輪機(jī)構(gòu)的用途： 凸輪機(jī)構(gòu)主要用于受力較小、要求從動件有嚴(yán)格運(yùn)動規(guī)律的各種控制機(jī)構(gòu)。 注意，凸輪機(jī)構(gòu)的控制屬于機(jī)械控制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，磨損重，體積大，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，很多機(jī)械淘汰了機(jī)械控制。如數(shù)控車床淘汰了機(jī)械式的自動車床。任務(wù)二 凸輪機(jī)構(gòu)3. 凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型 按從動件的結(jié)構(gòu)形式、運(yùn)動方式不同，凸輪機(jī)構(gòu)有不同的種類。 1） 按凸輪機(jī)構(gòu)的形狀分類盤形凸輪（典型）移動凸輪圓柱凸輪任務(wù)二 凸輪機(jī)構(gòu)2） 按從動件的形狀和運(yùn)動方式分類移動從動件擺動從

10、動件任務(wù)二 凸輪機(jī)構(gòu)3）按從動桿端部的結(jié)構(gòu)形式分類尖頂從動桿滾子從動桿平底從動桿球底從動桿任務(wù)二 凸輪機(jī)構(gòu)4. 凸輪機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù) 1) 基圓半徑 在盤狀凸輪機(jī)構(gòu)中，從動桿在最低位置時，尖頂所在的圓，其半徑為基圓半徑。凸輪的基圓半徑大小，影響凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸大小和從動件受力狀況。2. 從動件的運(yùn)動規(guī)律所以凸輪機(jī)構(gòu)常用的從動件運(yùn)動規(guī)律有等速運(yùn)動規(guī)律、等加速等減速運(yùn)動規(guī)律任務(wù)二 凸輪機(jī)構(gòu)知識擴(kuò)展 間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu)1. 間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu)的含義及應(yīng)用 含義：把主動件的連續(xù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為從動件產(chǎn)生“動作停止動作”周期性間歇運(yùn)動，稱為間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)。 典型應(yīng)用 牛頭刨床間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)、電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)、自行車超越離合器等

11、機(jī)構(gòu)。 2. 常用的間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)類型 主要是棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)兩大類。 1）棘輪機(jī)構(gòu) 1. 棘輪機(jī)構(gòu)的組成 如右圖 2. 棘輪機(jī)構(gòu)的類型 輪齒式 摩擦式知識擴(kuò)展 間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu)摩擦式 輪齒式 2）槽輪機(jī)構(gòu) 1. 槽輪機(jī)構(gòu)的組成 如右圖2.分類 外嚙合式 內(nèi)嚙合式 2. 槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 電影機(jī)卷片機(jī)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床自動換刀機(jī)構(gòu)知識擴(kuò)展 間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu) 其它種種間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu) 知識擴(kuò)展 間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu)不完整齒輪機(jī)構(gòu)5.4 帶傳動5.4.1 機(jī)械傳動 機(jī)械傳動 用來傳遞運(yùn)動和動力的機(jī)械裝置。 機(jī)械傳動的類型： 5.4 帶傳動5.4.2 帶傳動的工作原理和傳動比 1. 帶傳動的含義及組成 帶傳動是利用中間撓性件（

12、傳動帶）與帶輪來傳遞動力的機(jī)械傳動方式。 2. 帶傳動的工作原理 帶傳動分為摩擦型傳動和嚙合型傳動； 摩擦型傳動靠帶與帶輪上接觸面上的摩擦力來傳遞運(yùn)動和力; 嚙合型傳動靠帶齒與帶輪齒之間的嚙合來實現(xiàn)傳動 5.4 帶傳動5.4.2 帶傳動的工作原理和傳動比 3. 帶傳動的傳動比 機(jī)械傳動比 ：主動輪與從動輪之轉(zhuǎn)速之比。 帶傳動的傳動比 即：帶傳動的傳動比與兩帶輪的直徑比成反比。5.4 帶傳動5.4.2 帶傳動的工作原理和傳動比 4.帶傳動的特點 與其它傳動相比 缺點： (1)傳動的外廓尺寸較大； (2需要張緊裝置； (3)由于帶的滑動，不能保證固定不變的傳動比（同步齒形帶例外）； (4)帶的壽命

13、較短； (5)摩擦帶傳動效率較低94%）。 優(yōu)點： (1)適用于中心距較大的傳動； (2)傳動平穩(wěn)無噪音，帶具有良好的撓性，可緩和沖擊、吸收振動； (3)過載時帶與帶輪之間會出現(xiàn)打滑（同步齒形帶例外），避免了其它零件的損壞； (4)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。 潘存云教授研制5.4 帶傳動5.4.2 帶傳動的工作原理和傳動比 4.帶傳動的特點 摩擦帶與同步齒形帶比較： 同步齒形帶的帶速、傳動功率、效率都比摩擦帶高，且傳動比準(zhǔn)確；但無過載作用，成本較高。5.4 帶傳動5.4.3 傳動帶、帶傳動的類型及應(yīng)用 帶傳動的類型 帶傳動按傳動帶不同可分為：V帶、平帶、圓帶和同步（齒形）帶幾類傳動。 主要應(yīng)用：V帶

14、，承載力強(qiáng)，帶標(biāo)準(zhǔn)化大量生產(chǎn)，應(yīng)用廣泛。同步帶：不打滑應(yīng)用逐漸增多。 1. 平帶 平帶形狀為扁矩形，有接頭。多用于傳送帶。 2. V帶 V帶是無接頭的，截面為梯形的環(huán)形帶。帶以兩側(cè)面與相應(yīng)帶輪槽的側(cè)面摩擦接觸，而不與槽底接觸。 5.4 帶傳動5.4.3 傳動帶、帶傳動的類型及應(yīng)用 1. 平帶 2. V帶 3. 圓型帶 截面為圓形，只用于輕型傳動，如縫紉機(jī)等。 4. 同步（齒形）帶 帶的內(nèi)側(cè)有齒形，用于要求傳動比準(zhǔn)確且平穩(wěn)的場合。5.4 帶傳動5.4.4 平帶傳動 1. 平帶傳動的常用形式 2. 平帶傳動的主要參數(shù) （1）包角 帶與帶輪接觸圓弧所對的圓心角。 包角對傳動的影響：包角對帶傳動的傳動

15、能力影響很大。包角大，帶與帶輪的接觸圓弧長，摩擦力大；包角過小（主要是小帶輪），帶傳動打滑失去傳動能力。一般要求平帶的包角 150（2）帶長L 平帶帶長是指帶的內(nèi)周長度。 平帶的張緊 防伸長打滑。開口式 交叉式 半交叉式5.4 帶傳動5.4.5 V帶傳動 V帶傳動是目前最常用的帶傳動，承載力強(qiáng)，帶與帶輪均標(biāo)準(zhǔn)化，是本節(jié)的重點。 1. V帶的結(jié)構(gòu)和類型 V帶結(jié)構(gòu) 包布層、強(qiáng)力層、膠料層。 簾布結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度高，承載力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用； 繩芯結(jié)構(gòu) 柔性好，用于輕型結(jié)構(gòu)。 常用V帶主要是普通V帶。 5.4 帶傳動5.4.5 V帶傳動 2. 普通V帶的型號和主要參數(shù) （1）普通 V帶的型號 YZABCDE型號

16、大，尺寸大，承載力強(qiáng) 型 號 Y Z A B C D E F 頂寬b 6 10 13 17 22 32 38 50節(jié)寬 bd 5.3 8.5 11 14 19 27 32 42 高度 h 4 6 8 10.5 13.5 19 23.5 30 楔角截面面積A/mm2 18 47 81 138 230 476 692 1173 普通V帶的截面尺寸（GB11544 89）40 bbdh5.4 帶傳動5.4.5 V帶傳動 2. 普通V帶的型號和主要參數(shù) （1）普通 V帶的型號 （2） V帶的主要參數(shù) 中性層 基準(zhǔn)長度（中性層長度、標(biāo)準(zhǔn)長度） 槽角 40 包角 為保證傳動能力，要求小帶輪包角120 bd

17、hb5.4 帶傳動5.4.6 帶輪 1. 帶輪的組成 實心式 腹板式 孔板式 輪輻式5.4 帶傳動5.4.6 帶輪 1. 帶輪的組成 2. 帶輪的安裝 帶輪與軸的配合 過渡配合H7/k6 周向固定 鍵聯(lián)接 軸向固定 帶輪的對中 直尺法、拉繩法 帶在帶輪上的安裝 先套大輪槽，再用旋具撥入小輪槽中。5.4 帶傳動5.4.7 普通V帶傳動的正確使用 1. 張緊輪的使用 為保證帶傳動正常使用，安裝傳動帶時要保持合適的張緊力，以防止打滑或損壞傳動帶。正常使用期間，傳動帶因變形伸長，也會變松，也要考慮張緊。張緊輪放在松邊靠近大帶輪處V帶張緊輪張緊定期張緊潘存云教授研制銷軸自動張緊5.4 帶傳動5.4.8

18、普通V帶傳動的正確使用 1. 張緊輪的使用 2.V帶正確的安裝、調(diào)整、使用和維護(hù) （1）帶的型號和基準(zhǔn)長度 （2）帶輪及帶的安裝要正確 （3）傳動帶的張緊程度要適當(dāng) （4）定期檢查傳動帶，對V帶要成組更換 （5）V帶要有防護(hù)裝置5.6 齒輪傳動5.6.1 齒輪傳動 齒輪傳動原理：利用兩齒輪輪齒的直接嚙合，來傳遞運(yùn)動和動力的。 齒輪傳動是高副機(jī)構(gòu)。 應(yīng)用：齒輪傳動是機(jī)械傳動中應(yīng)用最為廣泛的一種機(jī)械傳動形式。在工程、礦山、冶金、機(jī)床、儀器儀表等行業(yè)有廣泛應(yīng)用。5.6 齒輪傳動5.6.2 齒輪傳動的應(yīng)用特點及分類 1. 齒輪傳動的應(yīng)用特點（與其它傳動比較） （1）種類繁多，適用范圍廣 尺寸、功率、線

19、速度 （2）傳動比精確、傳動平穩(wěn)、傳動準(zhǔn)確可靠。 （3）傳動效率高 （4）結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，方便變速與變向。 （5）齒輪制造、安裝要求高。 （6）不宜直接用于兩軸較大的場合5.6 齒輪傳動5.6.2 齒輪傳動的應(yīng)用特點及分類 1. 齒輪傳動的應(yīng)用特點（與其它傳動比較） 2.齒輪傳動的常用類型 （1）按傳動兩齒輪軸的相對位置分 兩軸平行： 兩軸相交 兩軸交錯5.6 齒輪傳動5.6.2 齒輪傳動的應(yīng)用特點及分類 2.齒輪傳動的常用類型 （2）按齒輪分度曲面（形狀）分 圓柱齒輪 圓錐齒輪 齒條（4）按齒輪工作條件分 開式齒輪 閉式齒輪 （3）按齒輪齒輪形狀分 直齒齒輪 斜齒齒輪 曲線齒齒輪5.6

20、齒輪傳動5.6.3 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪各部分名稱和符號 （1）分度圓 d （2）齒項圓 da （3）齒根圓 df （4）齒距 p （5）齒厚 s （6）齒槽寬 w （7）齒項高 ha （8）齒根高 hf （9）齒全高 h （10）中心距 a 5.6 齒輪傳動5.6.4 直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 1. 齒數(shù) 2. 模數(shù) 齒距與齒數(shù)的乘積等于分度圓的周長，即pz=d, 式中z是自然數(shù)，是無理數(shù)。為使d為有理數(shù)的條件是p/為有理數(shù)，稱之為模數(shù)。即： m=p/ 單位：mm 模數(shù)的意義： 模數(shù)的大小反映了齒距的大小，也及時反映了齒輪輪齒的大小、已標(biāo)準(zhǔn)化。 模數(shù)是齒輪幾何尺寸計算時的一個基本參數(shù)。 齒數(shù)相等的

21、齒輪，模數(shù)越大，齒輪尺寸就越大，齒輪就越大，承載能力越強(qiáng)；分度圓直徑相等的齒輪，模數(shù)越大，承載能力越強(qiáng)。5.6 齒輪傳動5.6.4 直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 1. 齒數(shù) 2. 模數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表 5.6 齒輪傳動5.6.4 直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 1. 齒數(shù) 2. 模數(shù) 3 .壓力角 在一對齒輪輪齒的嚙合處，嚙合點運(yùn)動方向線與受力方向線之間的夾角稱為壓力角，用表示。漸開線齒廓上各點的壓力角不相等，離基圓越遠(yuǎn)，壓力角越大，基圓上的壓力角=0。對于漸開線齒輪，通常所說的壓力角是指分度圓上的壓力角。 國標(biāo)規(guī)定：漸開線齒輪分度圓上的壓力角=20。5.6 齒輪傳動5.6.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的計算 1. 外嚙

22、合直齒圓柱齒輪尺寸標(biāo)準(zhǔn)直齒輪： 模數(shù) mP/,取標(biāo)準(zhǔn)值 壓力角20 齒數(shù) Z ，由傳動比決定 齒頂高系數(shù) ha* =1 頂隙系數(shù) c* =0.255.6 齒輪傳動5.6.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的計算 1. 外嚙合直齒圓柱齒輪尺寸名 稱代號計算公式備注模 數(shù) 齒形角齒 數(shù)mZ通過計算定出=20由傳動比計算求得齒輪三要素齒 距齒 厚槽 寬pSE p=m S=p/2=m/2 e=s=p/2=m/2 圓周方向四個參數(shù)齒頂高 齒根高全齒高頂 隙hahfhC ha=ha* m=m hf =(ha*+ c*)m=1.25m h=ha +hf=2.25m c= c*m=0.25m齒輪徑向四個參數(shù)分度圓徑齒頂圓直徑

23、齒根圓直徑ddadfd=mzda=d+2ha=m(z+2)df=d-2hf=m(z-2.5)四個直徑中心距aa=d1/2+d2/2=m(z1+z2) /2一個中心距5.6 齒輪傳動5.6.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的計算 2.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的計算 例5.1：外嚙合的一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒數(shù)z1=20,z2=40,模數(shù)m=4mm，試計算這、一對齒輪的分度圓直徑d、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df。 解：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的計算公式可得： 分度圓d1=mz142080 mmd2=mz2440160 mm齒頂圓da1=m(z1+2) 4(202)88 mmda2=m(z2+2) 4(402)168 mm

24、齒根圓df1=m(z1-2.5) 4(202.5)70 mmdf2=m(z2-2.5) 4(402.5)150mm5.6 齒輪傳動5.6.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的計算 例1: 已知一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)Z=36，頂圓直徑da=304mm。試計算其分度圓直徑，齒根圓直徑，齒距以及齒高。缺少m！da=m(z+2 ha*)m=da/ (z+2 ha*) =304/(36+2) =8mm5.6 齒輪傳動5.6.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的計算 例1計算結(jié)果名稱應(yīng)用公式齒輪Z分度圓直徑d=mzd=288 mm齒根圓直徑df=d+2hf=m(z-2.5)df=268 mm齒距p=mp=25.12 mm齒高h(yuǎn)=ha

25、+hf=2.25mh=18 mm5.6 齒輪傳動5.6.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的計算 例2: 已知一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪副，其傳動比i=3，中心距a=240mm，模數(shù)m=5mm.試求主動輪齒頂圓直徑da1,從動輪齒根圓直徑df2。思考一下缺少Z！分析過程z2=3z1i=z2/z1=3a=m(z1+z2)/2z1+z2=2a/m =2240/5 =96z1=? z2 =? da1=? df2=?5.6 齒輪傳動5.6.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的計算 例2解：i=z2/z1=3 z2=3z1又 a=m(z1+z2)/2 z1+z2=2a/m =2240/5 =96聯(lián)立方程： z2=3z1 z1+z2=96得：z

26、1=24 z2 =72 da1=m(z1+2) 5(242)130 mm df2=m(z2-2.5) 5(722.5)347.5mm5.6 齒輪傳動5.6.6漸開線齒輪的嚙合原理 1. 漸開線齒輪的形成 齒輪齒廓曲線：同一基圓上所產(chǎn)生的兩條反向漸開線齒廓所圍齒形。5.6 齒輪傳動5.6.6漸開線齒輪的嚙合原理 2. 漸開線齒輪嚙合時的有關(guān)概念 兩齒輪嚙合時的各部分名稱： （1）嚙合點K （2）嚙合線 N1N2 （3）節(jié)點P 嚙合線N1N2與兩齒輪連心線O1O2的交點P。 （4）節(jié)圓 以齒輪中心為圓心，通過節(jié)點P的圓。 （5）嚙合角 節(jié)點的運(yùn)動方向與嚙合線之間的夾角。 說明：在標(biāo)準(zhǔn)中心距條件下，

27、嚙合的一對標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪，其節(jié)圓與分度圓重合，嚙合角和壓力角相等。 節(jié)點、節(jié)圓、嚙合角只有在一對齒輪嚙合時才存在，單個齒輪只有分度圓和壓力角。 5.6 齒輪傳動5.6.6漸開線齒輪的嚙合原理 3. 漸開線齒輪的嚙合特性 （1）保持恒定的傳動比 齒輪傳動的傳動比： 由此可見，齒輪傳動的傳動比，與兩輪的基圓直徑之比有關(guān)，而齒輪制造好了后基圓直徑db1、db2不會改變，所齒輪傳動的傳動比在任何瞬間都是恒定的。 意義：齒輪傳動的傳動比能保持恒定，使齒輪傳動傳動平穩(wěn)，適應(yīng)高速傳動。5.6 齒輪傳動5.6.6漸開線齒輪的嚙合原理 3. 漸開線齒輪的嚙合特性 （2）具有安裝中心距的可分離性 齒輪傳動的傳動比

28、只與兩輪的基圓直徑之比有關(guān)，而與兩齒輪的安裝中心距（ a=m(z1+z2)/2 ）無關(guān)。因此實際安裝的中心距與標(biāo)準(zhǔn)值有所誤差，也不影響傳動比的準(zhǔn)確性 意義：齒輪傳動具有中心距安裝的可分離性，給齒輪傳動的裝配帶來好處。 注意：在非標(biāo)準(zhǔn)中心距下，傳動的節(jié)圓與分度圓將分離；傳動嚙合角與齒輪壓力角也不再相等。5.6 齒輪傳動5.6.6漸開線齒輪的嚙合原理 4. 齒輪副的正確嚙合條件 一對能連續(xù)順利傳動的齒輪，需要各輪齒的依次正確進(jìn)入嚙合，不能相互干涉。 一對漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是： 兩輪的模數(shù)相等，兩輪的壓力角相等。 即： 一對齒輪的傳動比 一對齒輪在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的齒數(shù)應(yīng)該是相同的，即5

29、.6 齒輪傳動5.6.7其它齒輪傳動 1.斜齒輪傳動 （1）斜齒輪傳動的特點和應(yīng)用 兩軸平行的場合 輪齒寬度方向傾斜一個螺旋角 接觸線，短長短，進(jìn)入退出平穩(wěn)； 多對齒進(jìn)入嚙合，承載能力提高。 特點： 傳動平穩(wěn)，承載力強(qiáng)，適用于高速、大功率傳動。 但傳動時存在軸向力。 直齒輪嚙合斜齒輪嚙合5.6 齒輪傳動5.6.7其它齒輪傳動 1.斜齒輪傳動 （1）斜齒輪傳動的特點和應(yīng)用 （2）螺旋角 輪齒寬度方向傾斜一個螺旋角 法面參數(shù)： 法向周節(jié)pn, 法向模數(shù)mn（標(biāo)準(zhǔn)值）,法向壓力角n（標(biāo)準(zhǔn)值n 20）; 端面參數(shù)：端面周節(jié)pt, 端面模數(shù)mt（標(biāo)準(zhǔn)值）,端面壓力角t 5.6 齒輪傳動5.6.7其它齒輪

30、傳動 1.斜齒輪傳動 （1）斜齒輪傳動的特點和應(yīng)用（2）螺旋角 （3）斜齒輪螺旋方向的判定 斜齒輪有左旋和右旋兩種旋向，一對相嚙合的斜齒輪傳動，兩輪旋向應(yīng)相反。 斜齒輪旋向的判定方法： （4）標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動的正確嚙合條件 兩輪的法向模數(shù)mn分別相等 兩輪的法向壓力角n分別相等 兩輪的螺旋角大小分別相等且旋向相反 即： mn1 mn2 m n1 n2 20 1 2 右旋 左旋5.6 齒輪傳動5.6.7其它齒輪傳動 2.人字齒輪傳動 人字齒輪傳動相當(dāng)于兩個旋向相反的斜齒輪并在一起，既有斜齒輪的優(yōu)點，又相互抵消了軸向力。 主要用于大（巨）型齒輪傳動。 3.直齒圓錐齒輪傳動的特點和應(yīng)用 用途：兩軸相交

31、90的場合。用于改變傳動方向。5.6 齒輪傳動 5.6.7其它齒輪傳動 3.直齒圓錐齒輪傳動的特點和應(yīng)用 含圓錐齒輪的輪系轉(zhuǎn)動方向判別：5.6 其它齒輪傳動5.6.7其它齒輪傳動 4. 齒輪齒條傳動 用途：把齒輪的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為齒條的直線移動（可逆） 應(yīng)用：車床縱向移動齒輪齒條傳動5.6.8 齒輪的材料、結(jié)構(gòu)和齒輪傳動的失效形式及維護(hù) 1. 齒輪的材料 開式齒輪中不重要的齒輪：用灰鑄鐵如HT200； 一般中低速齒輪：鍛造45鋼或球墨鑄鐵QT； 重要、高速齒輪：用中碳合金鋼調(diào)質(zhì)，如40Cr及其它合金鋼。 或用低碳合金鋼滲碳+淬火+低溫回火，如20Cr等。 2. 常見齒輪的結(jié)構(gòu)齒輪軸 腹板式 輪幅式5

32、.6 齒輪傳動 課堂練習(xí) P.182 5.7 蝸桿傳動5.7.1 蝸桿傳動的組成及轉(zhuǎn)向判別 組成: 蝸桿和蝸輪； 蝸桿是主動件，少齒，形狀象螺紋，在車床上車出。 蝸輪是從動件，多齒，類似斜齒輪。 使用范圍：用于兩軸在空間交錯90的場合。 1. 蝸桿蝸輪旋向判定 蝸桿和蝸輪的齒都是傾斜的，有左旋和右旋之分。5.7 蝸桿傳動5.7.1 蝸桿傳動的組成及轉(zhuǎn)向判別 1. 蝸桿蝸輪旋向判定 2. 蝸桿蝸輪轉(zhuǎn)向判定 蝸桿為主動件，關(guān)鍵是判定蝸輪的轉(zhuǎn)動方向。5.7 蝸桿傳動5.7.1 蝸桿傳動的組成及轉(zhuǎn)向判別 1. 蝸桿蝸輪旋向判定 2. 蝸桿蝸輪轉(zhuǎn)向判定 5.7 蝸桿傳動5.7.2 蝸桿傳動的特點及應(yīng)用（

33、與其它齒輪傳動相比） 優(yōu)點: 1. 傳動比很大，一般880, 分度1000 2. 傳動平穩(wěn),承載力強(qiáng)， 噪音低 3. 可反向自鎖, 結(jié)構(gòu)緊湊 缺點: 1. 效率低, 發(fā)熱大可自鎖時50 2. 需貴重金屬（銅合金）價高 3.不宜用于大功率長期工作 應(yīng)用: 蝸桿傳動主要應(yīng)用于減速器（大功率）、機(jī)床分度頭等分度（精密）等裝置中。5.7 蝸桿傳動5.7.3 蝸桿傳動的基本參數(shù) 蝸桿傳動按蝸桿螺旋面的不同有幾種類型，常用的是阿基米德蝸桿。 阿基米德蝸桿為軸向直廓形，便于車削加工。 5.7 蝸桿傳動5.7.3 蝸桿傳動的基本參數(shù) 1. 中間平面 蝸桿傳動按蝸桿螺旋面的不同有幾種類型，常用的是阿基米德蝸桿。

34、 阿基米德蝸桿為軸向直廓形，便于車削加工。 5.7 蝸桿傳動5.7.3 蝸桿傳動的基本參數(shù) 1. 中間平面 2. 模數(shù)和壓力角 在中間平面內(nèi)，對蝸桿為軸面（X面），對蝸輪為端面（t面），在中間平面內(nèi)，相當(dāng)于齒輪與齒條的嚙合。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，中間平面內(nèi)的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，即：蝸桿的軸面模數(shù)mx1和軸面壓力角x1為標(biāo)準(zhǔn)值，蝸輪的端面模數(shù)mt2和端面壓力角t2為標(biāo)準(zhǔn)值，且分別對應(yīng)相等。 5.7 蝸桿傳動5.7.3 蝸桿傳動的基本參數(shù) 1. 中間平面 2. 模數(shù)和壓力角 3.蝸輪螺旋角與蝸桿導(dǎo)程角 蝸輪螺旋角 蝸桿導(dǎo)程角 5.7 蝸桿傳動5.7.3 蝸桿傳動的基本參數(shù) 1. 中間平面 2. 模數(shù)和壓力

35、角 3. 蝸輪螺旋角與蝸桿導(dǎo)程角 4. 蝸桿的頭數(shù)z1與蝸輪的齒數(shù) z2 蝸桿為主動，蝸桿頭數(shù)（齒數(shù)） z1很少，通常z1 14頭。 蝸輪為從動，為獲大的減速比，蝸輪齒數(shù)z2較多。 蝸桿傳動的）傳動比： 例：某雙頭蝸桿（ z1 2 ），要求傳動比i40，求蝸輪齒數(shù)z2 ？ 解： 由 得5.7 蝸桿傳動5.7.4 蝸桿傳動的正確嚙合條件 蝸桿傳動是在中間平面內(nèi)嚙合的，蝸桿和蝸輪在中間平面內(nèi)的模數(shù)和壓力角應(yīng)對應(yīng)相等。 而且，蝸桿的導(dǎo)程角1和蝸輪的螺旋角2也應(yīng)滿足對應(yīng)關(guān)系。 蝸桿傳動的正確嚙合條件是： (1)蝸桿的軸面模數(shù)mx1和蝸輪的端面模數(shù)mt2對應(yīng)相等； (2)蝸桿的軸面壓力角x1和蝸輪的端面壓力角t2對應(yīng)相等； (3) 蝸桿導(dǎo)程角1和蝸輪的螺旋角2相等且旋向一致。 即