機(jī)械基礎(chǔ) PPT課件第四章

1、其他常用傳動(dòng) 第四章知識(shí)目標(biāo) 熟悉摩擦輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。熟悉帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。掌握螺旋傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。熟悉鏈傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。掌握蝸桿傳動(dòng)的組成、類型及應(yīng)用特點(diǎn)。掌握摩擦輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)的工作原理。技能目標(biāo)掌握為提高摩擦輪傳動(dòng)工作能力所采取的措施。掌握摩擦輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)比的概念，會(huì)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。掌握帶傳動(dòng)的張緊裝置和調(diào)整方法。掌握普通螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用形式及螺母（或螺桿）移動(dòng)距離的計(jì)算和移動(dòng)方向的判定。掌握并運(yùn)用蝸桿傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向的判定方法解有關(guān)問(wèn)題。本章內(nèi)容摩擦輪傳動(dòng) 1帶傳動(dòng) 2螺旋傳動(dòng) 3鏈傳動(dòng) 4蝸桿傳動(dòng) 5 4.

2、1 摩擦輪傳動(dòng)4.1.1 認(rèn)識(shí)摩擦輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和形式 摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩個(gè)相互壓緊的摩擦輪及壓緊裝置等組成。它是靠接觸面間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。這種機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、過(guò)載可以打滑（可防止設(shè)備中重要零部件的損壞），以及能無(wú)級(jí)改變傳動(dòng)比，因而有較大的應(yīng)用范圍。但由于運(yùn)轉(zhuǎn)中有滑動(dòng)、傳動(dòng)效率低、結(jié)構(gòu)尺寸較大、作用在軸和軸承上的載荷大等缺點(diǎn)，故只宜用于傳遞動(dòng)力較小的場(chǎng)合 。外接圓柱式內(nèi)接圓柱式4.1.2 摩擦輪傳動(dòng)的工作原理和傳動(dòng)比摩擦輪傳動(dòng)的工作原理 在正常工作時(shí)，主、從動(dòng)輪之間必須相互壓緊，使之產(chǎn)生摩擦力，當(dāng)輪面接觸處產(chǎn)生的摩擦力矩足以克服工作阻力矩時(shí)，主動(dòng)輪則將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力

3、傳給從動(dòng)輪，如果摩擦力矩不足以克服從動(dòng)輪的工作阻力矩時(shí)，則主動(dòng)輪將在從動(dòng)輪上打滑，工作將會(huì)停止 傳動(dòng)比 機(jī)構(gòu)中瞬時(shí)輸入速度與輸出速度的比值稱為機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，用符號(hào)“i”表示。對(duì)于摩擦輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比就是主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速的比值。式中 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，r/min； 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，r/min。 如圖所示的摩擦輪傳動(dòng)中，如果兩摩擦輪在接觸處P點(diǎn)沒(méi)有相對(duì)滑移，則兩輪在P點(diǎn)的線速度相等。因?yàn)椋╩/s）（m/s）所以因此 4.1.3摩擦輪傳動(dòng)的應(yīng)用按兩輪軸線的相對(duì)位置，摩擦輪傳動(dòng)可分為兩軸平行和兩軸相交兩類。1兩軸平行的摩擦輪傳動(dòng)外接圓柱式摩擦輪傳動(dòng)內(nèi)接圓柱式摩擦輪傳動(dòng)外接圓錐式摩擦輪傳動(dòng)內(nèi)接圓錐式摩擦輪傳

4、動(dòng)兩軸相交的摩擦輪傳動(dòng)，其摩擦輪多為圓錐形，并有外接圓錐式和內(nèi)接圓錐式兩種。此外也有圓柱圓盤式結(jié)構(gòu)，如滾子平盤式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)。兩軸相交的摩擦輪傳動(dòng)滾子平盤式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu) 4.2帶傳動(dòng)4.2.1 認(rèn)識(shí)帶傳動(dòng)的工作原理和傳動(dòng)比帶傳動(dòng)的工作原理 帶傳動(dòng)是利用帶作為中間撓性件，依靠帶與帶輪之間的摩擦力或嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比就是帶輪角速度之比，或帶輪的轉(zhuǎn)速之比，用公式表示為 式中 主動(dòng)輪的角速度，； 從動(dòng)輪的角速度，。4.2.2帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用場(chǎng)合類型平帶V 型帶多楔帶摩擦型嚙合型圓形帶普通平帶片基平帶片基層布層覆蓋層工作面覆蓋層類型平型帶V 型帶多楔帶摩擦型嚙合型圓

5、形帶普通平帶片基平帶普通帶窄帶齒形帶寬帶 普通帶是應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)帶，其傳動(dòng)功率大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。由于帶與帶輪槽之間是V型槽面摩擦，故可以產(chǎn)生比平型帶更大的有效拉力（約3倍）。聯(lián)組帶大楔角帶平型帶普通平帶片基平帶普通帶窄帶齒形帶寬帶類型V 型帶多楔帶摩擦型嚙合型圓形帶聯(lián)組帶大楔角帶4.2.3平帶傳動(dòng)傳動(dòng)形式簡(jiǎn) 圖工 作 特 點(diǎn)開口傳動(dòng) 兩軸平行，轉(zhuǎn)向相同。帶只受單方向彎曲，壽命高，應(yīng)用最為廣泛交叉?zhèn)鲃?dòng) 兩軸平行，轉(zhuǎn)向相反。帶承受附加扭轉(zhuǎn)，且在交叉處磨損嚴(yán)重，應(yīng)用較為廣泛半交叉?zhèn)鲃?dòng) 兩軸交錯(cuò)，交錯(cuò)角度通常為90，帶輪要有足夠的寬度角度傳動(dòng) 兩軸線相交常用平型帶的傳動(dòng)形式和參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)

6、形式開口傳動(dòng)交叉?zhèn)鲃?dòng)半交叉?zhèn)鲃?dòng)小帶輪包角帶長(zhǎng)L注：D1小帶輪直徑，mm； D2大帶輪直徑，mm；a中心距，mm。傳動(dòng)比在不考慮傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)時(shí)，平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比計(jì)算公式為： 4.2.4帶傳動(dòng) 組成：抗拉體、頂膠、底膠、包布。簾布芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)包布頂膠抗拉體底膠節(jié)線節(jié)面節(jié)線：彎曲時(shí)保持原長(zhǎng)不變的一條周線。節(jié)面：全部節(jié)線構(gòu)成的面。 在V帶輪上，與所配用V帶的節(jié)面寬度相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑稱為基準(zhǔn)直徑d。dbdV帶的結(jié)構(gòu)和類型 V普通V帶傳動(dòng)的主要參數(shù) V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度稱為基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 。標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度系列詳見下頁(yè)表8-3 ，P159bbdh 型 號(hào) Y Z A B C D

7、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 40 YZABCDEFV帶的截面尺寸: 224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07355 0.92 3550 1.17 1.

8、07 0.97400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07560 0.82 5600 1.09630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15800 0.90 0.85 8000 1.18900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.231120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 125001400 1

9、.01 0.96 0.90 14000 1600 1.04 0.99 0.92 0.83 16000 1800 1.06 1.01 0.95 0.86 Ld / mm Y Z Ld / mm 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 KL 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 KL 普通V帶的長(zhǎng)度系列和帶長(zhǎng)修正系數(shù)（GB/T13575.1-92）200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.884.2.5帶輪的材料、結(jié)構(gòu)材料周速度v30m/s，帶輪最常用材料為鑄鐵，如HT150，HT100，速度大時(shí)常用HT200。高速時(shí)，常用鑄鋼或輕合金，以減輕重量。低速轉(zhuǎn)動(dòng)v15m/s和小功率傳動(dòng)時(shí)，常常用木材和工程塑料。結(jié)構(gòu) 輪緣、輪輻、輪轂組成

10、4.2.6普通V帶傳動(dòng)的張緊、使用、維護(hù)張緊 張緊方法定期張緊自動(dòng)張緊簡(jiǎn)圖及應(yīng)用調(diào)整中心距用于中、小功率傳動(dòng)使用張緊輪用于平帶傳動(dòng)，張緊輪安裝在帶的松邊外側(cè)靠近小帶輪處用于V帶的固定中心距傳動(dòng)，張緊輪安裝在帶的松邊內(nèi)側(cè)靠近大帶輪處用于垂直或接近垂直的傳動(dòng)用于水平或接近水平的傳動(dòng)普通V帶傳動(dòng)的使用與維護(hù)的要求 (1) 使用溫度范圍為：40C 120C。(2) 多根帶的傳動(dòng)，壞了少數(shù)幾根，不要用新帶補(bǔ)上，以免新、舊帶并用，長(zhǎng)短不一，受載不均勻而加速新帶的損壞。這時(shí)可用未損壞的舊帶補(bǔ)全或全部換新。(3) 安裝時(shí)兩帶輪軸線必須平行，槽輪應(yīng)對(duì)正，否則將加劇帶的磨損，甚至使帶脫落。安裝時(shí)先縮小中心距，然后

11、套上V帶，再作調(diào)整，不得硬撬。(4) 安裝時(shí)先縮小中心距，待將傳動(dòng)帶套在帶輪上后再慢慢拉緊，以使帶松緊適度。一般可憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制，如圖所示，帶張緊程度以大拇指能按下1015mm為宜。(5) V帶在輪槽中應(yīng)有正確的位置。(6) 嚴(yán)防V帶與酸、堿、油類等對(duì)橡膠有腐蝕作用的介質(zhì)接觸，盡量避免日光曝曬。(7) 為了保證安全生產(chǎn)，應(yīng)給V帶傳動(dòng)加防護(hù)罩。4.3.1普通螺旋傳動(dòng)普通螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用形式 4.3 螺旋傳動(dòng)螺桿固定 螺母固定 螺桿回轉(zhuǎn) 螺母回轉(zhuǎn) 直線運(yùn)動(dòng)方向的判定 4.3.2差動(dòng)螺旋傳動(dòng) 差動(dòng)螺旋傳動(dòng)是指由兩個(gè)螺旋副組成的使活動(dòng)螺母與螺桿產(chǎn)生差動(dòng)的螺旋傳動(dòng)。如圖所示為一差動(dòng)螺旋傳動(dòng)，螺桿1的右端螺紋

12、與機(jī)架3組成a段螺旋副，螺桿1的左端螺紋與活動(dòng)螺母2組成b段螺旋副。機(jī)架為不能移動(dòng)的固定螺母，活動(dòng)螺母不能回轉(zhuǎn)而只能沿機(jī)架的導(dǎo)向槽4移動(dòng) .4.3.3滾珠螺旋傳動(dòng) 為減少摩擦，提高傳動(dòng)效率和精度，在螺桿和螺母的螺旋面上加工出弧形螺旋槽，從而形成滾道，并放入滾珠。當(dāng)螺桿與螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠沿滾道滾動(dòng)，這種新技術(shù)就是滾珠螺旋傳動(dòng) 滾珠螺旋傳動(dòng)按滾道返回裝置的不同，分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種。 滾珠螺旋傳動(dòng)，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)作靈敏。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造技術(shù)要求高，外形尺寸較大，成本高。 4.4 鏈傳動(dòng)4.4.1鏈傳動(dòng)的工作原理及其特點(diǎn) 原理 工作時(shí)靠鏈輪輪齒與鏈的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 特點(diǎn)

13、和帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1) 由于是嚙合傳動(dòng)，沒(méi)有滑動(dòng)現(xiàn)象，所以平均傳動(dòng)比恒定不變。(2) 工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸比較緊湊；(3) 不需要很大的張緊力，對(duì)軸的壓力小。(4) 能傳遞較大的圓周力，效率較高。(5) 能在較惡劣的環(huán)境下工作。鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)是： 瞬時(shí)速度不均勻，工作時(shí)有噪聲；高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動(dòng)中應(yīng)用；制造費(fèi)用比帶傳動(dòng)高等。 4.4.2鏈的分類和標(biāo)記按照用途的不同，鏈傳動(dòng)可分為傳動(dòng)鏈、起重鏈、曳引鏈三種： 傳動(dòng)鏈主要用來(lái)傳遞動(dòng)力，通常都在中等速度(v20ms)以下工作。 起重鏈主要用在起重機(jī)械中提升重物，其工作速度不大于025ms。 曳

14、引鏈主要用在運(yùn)輸機(jī)械中移動(dòng)重物，其工作速度不大于2ms一4ms。滾子鏈 結(jié)構(gòu)形式如圖所示，它是由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒、滾子所組成。銷軸與外鏈板、套筒與內(nèi)鏈板分別用過(guò)盈配合固定，銷軸與套筒、滾子與套筒為間隙配合，以形成轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)鏈與鏈輪嚙合時(shí)，滾子與輪齒之間為滾動(dòng)摩擦。 滾子鏈接頭有三種形式 如圖 所示。當(dāng)一根鏈的鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，大鏈節(jié)可采用開口銷式，小鏈節(jié)可采用卡簧式（卡簧開口應(yīng)裝在其運(yùn)動(dòng)相反方向）。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，可采用過(guò)渡鏈節(jié)式。 齒形鏈 齒形鏈?zhǔn)怯摄q鏈聯(lián)接的齒形板組成，如圖4-20所示。與滾子鏈比較，它傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音較小，能傳動(dòng)較高速度，但摩擦力較大，易磨損。 4.4.3鏈傳動(dòng)的使

15、用與維護(hù)鏈傳動(dòng)的張緊 鏈傳動(dòng)張緊的目的，主要是為了避免鏈條松邊垂度過(guò)大時(shí)，產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動(dòng)現(xiàn)象；同時(shí)也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。 當(dāng)兩輪軸心連線傾斜角大于60時(shí)，通常設(shè)有張緊裝置。鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑 為提高鏈傳動(dòng)的質(zhì)量和使用壽命，鏈傳動(dòng)需要進(jìn)行潤(rùn)滑。尤其是高速、重載的鏈傳動(dòng)更為必要。潤(rùn)滑不良將加劇鏈條的磨損，甚至導(dǎo)致膠合。4.5蝸桿傳動(dòng)4.5.1蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型與應(yīng)用蝸桿傳動(dòng)的類型 根據(jù)蝸桿形狀的不同，蝸桿傳動(dòng)可以分為圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和錐蝸桿傳動(dòng)。圓柱蝸桿按其齒廓曲線不同又可分為阿基米德蝸桿、漸開線蝸桿和法向直廓蝸桿等多種 1.按蝸桿形狀分類圓柱形蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐面蝸

16、桿傳動(dòng)2.圓柱形蝸桿分類 漸開線蝸桿阿基米德蝸桿法向直廓蝸桿 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)(1) 傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊 蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)比可以很大，在動(dòng)力傳動(dòng)中，通常i=1030，一般傳動(dòng)時(shí)i=860，在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)i=6001000。由于傳動(dòng)比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊。(2) 傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小 蝸桿的齒為連續(xù)不斷的螺旋齒，傳動(dòng)時(shí)與蝸輪的嚙合是逐漸進(jìn)入和退出，且同時(shí)嚙合的齒數(shù)較多，故沖擊載荷小。(3) 反程易實(shí)現(xiàn)自鎖 當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于材料的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸桿傳動(dòng)便具有自鎖性，多用于起重設(shè)備中。(4) 傳動(dòng)效率低 由于齒面間滑動(dòng)速度較大，蝸桿傳動(dòng)摩擦損失大，效率低，一般蝸桿傳動(dòng)的效率=0.70.8，具有

17、自鎖性的蝸桿傳動(dòng)0.5。(5) 承載能力大 蝸桿與蝸輪嚙合時(shí)呈線接觸，且同時(shí)進(jìn)入嚙合的齒數(shù)多。(6)成本高 為減少摩擦，提高效率和使用壽命，蝸輪常采用青銅等價(jià)格較貴的減摩材料制造。4.5.2蝸桿蝸輪的旋向與運(yùn)動(dòng)判斷 要求圖例判定方法判定蝸桿蝸輪齒的旋向蝸桿 右旋蝸桿 右手法則判定：手心對(duì)著自己，四個(gè)手指順著蝸桿或蝸輪軸線方向擺著，若齒向與右手拇指指向一致，則該蝸桿或蝸輪為右旋，反之則為左旋，如圖蝸輪右旋蝸輪判定蝸輪的回轉(zhuǎn)方向右旋蝸桿傳動(dòng)左旋蝸桿傳動(dòng) 左（右）手定則判定：用四指彎曲表示蝸桿的回轉(zhuǎn)方向，大拇指伸直代表蝸桿軸線，則蝸輪嚙合點(diǎn)的線速度方向與大拇指所指示的方向相反，根據(jù)嚙合點(diǎn)的速度方向即可確定蝸輪的轉(zhuǎn)向，如圖4.5.3蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)有模數(shù)m、齒形角、蝸桿頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2及蝸桿的分度圓直徑d1等。進(jìn)行蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)時(shí)，首先要正確地選擇參數(shù)。 模數(shù)m、齒形角 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB10085-1988）規(guī)定，蝸桿以軸向的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，蝸輪以端面的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。蝸桿的軸向齒形角=20。 蝸桿模數(shù)系列與齒輪模數(shù)系列不同，蝸桿標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列查表 2.蝸桿的分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q