機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)第5章-傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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第五章傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(shèjì)第一節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的功能(gōngnéng)和要求

傳動(dòng)系統(tǒng)是位于動(dòng)力機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)(或執(zhí)行構(gòu)件)之間的中間裝置,它的作用是將動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)(執(zhí)行構(gòu)件)。7654321DV圖5-1起重機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1-減速器2-制動(dòng)器3-電動(dòng)機(jī)4-聯(lián)軸器5-卷筒6-鋼絲繩7-吊鉤

圖5-1所示的起重機(jī)中,電動(dòng)機(jī)3為動(dòng)力機(jī);卷筒5、鋼絲繩6和吊鉤7為執(zhí)行機(jī)構(gòu);而制動(dòng)器2、減速器1及聯(lián)軸器4組成了傳動(dòng)系統(tǒng),它的功能是將電動(dòng)機(jī)3輸出的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩改變后傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)的卷筒5。精品資料

傳動(dòng)系統(tǒng)是由運(yùn)動(dòng)鏈及相應(yīng)的聯(lián)系裝置組成的。前述起重機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)是由兩級(jí)齒輪(chǐlún)傳動(dòng)及聯(lián)系裝置—制動(dòng)器、聯(lián)軸器組成。一、傳動(dòng)系統(tǒng)的功能(gōngnéng)1、改變動(dòng)力機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)形式或轉(zhuǎn)速,以滿足執(zhí)行系統(tǒng)的要求。

動(dòng)力機(jī)輸出的一般是等速連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)形式是多種多樣的,有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng),連續(xù)運(yùn)動(dòng)和間歇運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩者的運(yùn)動(dòng)形式不相同時(shí),要求傳動(dòng)系統(tǒng)能改變動(dòng)力機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)形式,以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求。當(dāng)兩者運(yùn)動(dòng)形式相同時(shí),還有轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩是否相同的問(wèn)題,這就要求傳動(dòng)系統(tǒng)起減速增矩或增速減矩的作用。2、調(diào)節(jié)動(dòng)力機(jī)輸出的速度、轉(zhuǎn)矩或力,以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求。

執(zhí)行系統(tǒng)有時(shí)要求在不同的速度、轉(zhuǎn)矩或力下工作,直接改變動(dòng)力機(jī)的速度、轉(zhuǎn)矩或力不可能或不經(jīng)濟(jì),就要用傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求。

傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)的重要組成部分,傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)劣將直接影響到機(jī)械系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟(jì)性。有一些機(jī)器的動(dòng)力機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接聯(lián)接,如風(fēng)扇、水泵等。但大多數(shù)機(jī)器,在動(dòng)力機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)間設(shè)有傳動(dòng)系統(tǒng)。精品資料3、分配動(dòng)力機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)和動(dòng)力,以滿足執(zhí)行系統(tǒng)的要求。有時(shí)要用一個(gè)(yīɡè)動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)若干個(gè)位置、運(yùn)動(dòng)形式或速度不相同的執(zhí)行機(jī)構(gòu),要靠傳動(dòng)系統(tǒng)把運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力分配到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)。二、對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求1)考慮動(dòng)力機(jī)與執(zhí)行系統(tǒng)的匹配,使它們的機(jī)械特性相適應(yīng),并使兩者的工作點(diǎn)接近各自的最佳工況點(diǎn)且工作平穩(wěn)。精品資料以起重機(jī)為例,動(dòng)力機(jī)為三相(sānxiānɡ)交流異步電動(dòng)機(jī),它的固有機(jī)械特性如圖a)所示。起重機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩的機(jī)械特性,如圖b)所示。兩者匹配后,希望電動(dòng)機(jī)在B′點(diǎn)工作,即在固有機(jī)械特性的HB段接近額定點(diǎn)B處工作,而起重機(jī)卷筒上的轉(zhuǎn)矩為MW,轉(zhuǎn)速為nW,在W點(diǎn)工作。a)nMnWMWMZWb)要實(shí)現(xiàn)上述要求,就要靠傳動(dòng)系統(tǒng)。nW<<nB’,MW>>MB’,因此采用(cǎiyòng)傳動(dòng)系統(tǒng)使動(dòng)力機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配.必須有一個(gè)傳動(dòng)比.精品資料式中:是電動(dòng)機(jī)輸出(shūchū)軸的角加速度。2)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)在起動(dòng)、制動(dòng)(zhìdònɡ)、調(diào)速、反向和空載等方面的要求。

※起動(dòng)力矩一般大于正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的力矩。如起重機(jī),起動(dòng)力矩除要克服提升重物的阻力矩外,還應(yīng)使重物及一切運(yùn)動(dòng)構(gòu)件產(chǎn)生加速度。

設(shè)機(jī)械系統(tǒng)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Jtot,起動(dòng)力矩為Md,正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的阻力矩為MZ,則有:

異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩為Mst,Mst=λstMN,式中的λst為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù),MN為額定轉(zhuǎn)矩,MN=9549PN/nN。

若Mst<Md

,就不能負(fù)載起動(dòng)。這時(shí)如果在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置離合器,讓電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)在空載下起動(dòng),等運(yùn)轉(zhuǎn)正常后,再通過(guò)離合器與執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)接,帶負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。另外也可以在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)變速裝置,先使執(zhí)行系統(tǒng)在速度較低時(shí)起動(dòng);運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后,再變到正常速度。若Mst≥

Md

,可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載起動(dòng);精品資料※有些執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)到一定位置后,要求(yāoqiú)馬上制動(dòng)。如起重機(jī),重物吊到一定高度后要制動(dòng)。這就要求(yāoqiú)傳動(dòng)系統(tǒng)中要有離合器和制動(dòng)器?!?dāng)執(zhí)行系統(tǒng)要求隨著工作(gōngzuò)狀況的變化而發(fā)生變化時(shí),如果選用的是不可調(diào)速的電動(dòng)機(jī),傳動(dòng)系統(tǒng)就要設(shè)計(jì)成可調(diào)速的。如汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床上都有調(diào)速裝置?!?dāng)執(zhí)行系統(tǒng)有正行程和反行程時(shí),傳動(dòng)系統(tǒng)要考慮反轉(zhuǎn)問(wèn)題。如小型起重機(jī)反向是靠改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)的,但汽車、拖拉機(jī)上的反向是靠傳動(dòng)系統(tǒng)完成的,這時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)中就要有可反向的裝置?!鶄鲃?dòng)系統(tǒng)應(yīng)能滿足系統(tǒng)空載時(shí)執(zhí)行系統(tǒng)有比工作時(shí)較高的速度要求。以四工位專用機(jī)床為例,當(dāng)鉆頭還沒(méi)有接近工件時(shí),進(jìn)刀機(jī)構(gòu)應(yīng)使鉆頭快進(jìn),速度應(yīng)比鉆削加工時(shí)大一些。

精品資料3)傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)鏈應(yīng)盡量短。傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)鏈短,可減輕重量,降低制造費(fèi)用;可提高傳動(dòng)精度、效率以及(yǐjí)系統(tǒng)的剛度和可靠性。

為縮短運(yùn)動(dòng)鏈,應(yīng)力求采用構(gòu)件數(shù)目少和運(yùn)動(dòng)副少的機(jī)構(gòu)。以P107圖5-1所示的起重機(jī)為例,若傳動(dòng)系統(tǒng)的速比i=70,它就不能僅僅采用圖示的兩級(jí)圓柱齒輪減速器。因?yàn)閮蓤A柱齒輪減速器適用速比范圍為:i=8~40,顯然不能滿足要求。此時(shí)可采用的傳動(dòng)方案有:①采用V帶-兩級(jí)圓柱齒輪減速系統(tǒng),適用的速比范圍為:②兩級(jí)圓柱齒輪-開(kāi)式齒輪減速系統(tǒng),適用的速比范圍為:③齒輪-蝸桿減速系統(tǒng),適用的速比為:精品資料④兩級(jí)行星齒輪減速系統(tǒng),適用的速比(sùbǐ)范圍:i=10~80⑤擺線(bǎixiàn)針輪減速系統(tǒng),適用的速比范圍:i=11~87

從縮短運(yùn)動(dòng)鏈的角度出發(fā),采用擺線針輪減速系統(tǒng)最好,其次是兩級(jí)行星齒輪減速系統(tǒng)和齒輪-蝸桿減速系統(tǒng)。

4)傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)布置緊湊,有較小的外廓尺寸和重量。

有一些機(jī)械系統(tǒng)對(duì)尺寸和重量有較嚴(yán)格的要求。如汽車、拖拉機(jī)、工程機(jī)械、飛機(jī)等移動(dòng)式機(jī)械。當(dāng)要求傳動(dòng)比較大時(shí),選用可實(shí)現(xiàn)較大傳動(dòng)比的行星齒輪傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng),它們與其它傳動(dòng)形式相比,可大大減小傳動(dòng)系統(tǒng)的尺寸和重量。

5)當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)的載荷頻繁變化,而且有較大過(guò)載時(shí),傳動(dòng)系統(tǒng)中要設(shè)置過(guò)載保護(hù)裝置。

傳動(dòng)系統(tǒng)中的過(guò)載保護(hù)裝置,可減小傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)中各構(gòu)件的計(jì)算載荷,使這些構(gòu)件的尺寸和重量減小,提高可靠度。精品資料6)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)要有安全防護(hù)(fánghù)措施。要有能保護(hù)傳動(dòng)系統(tǒng)各構(gòu)件安全工作的措施,如汽車變速箱的操縱桿上要設(shè)置(shèzhì)聯(lián)鎖裝置,不允許同時(shí)掛兩個(gè)檔的現(xiàn)象出現(xiàn)。在傳動(dòng)系統(tǒng)的適當(dāng)部位,要設(shè)保護(hù)操作者安全的裝置,如轉(zhuǎn)動(dòng)零件上加防護(hù)罩。

第二節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的類型及其選擇可以按不同方法對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)分類。一、按傳動(dòng)比變化情況分類

按傳動(dòng)比變化情況傳動(dòng)系統(tǒng)可分為:固定傳動(dòng)比傳動(dòng)和可調(diào)傳動(dòng)比傳動(dòng)??烧{(diào)傳動(dòng)比傳動(dòng)又可分為:有級(jí)變速傳動(dòng)、無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)和周期性變速傳動(dòng)。

(一)固定傳動(dòng)比傳動(dòng)系統(tǒng)

當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或執(zhí)行構(gòu)件在一個(gè)確定的轉(zhuǎn)速或速度下工作時(shí),可選用固定傳動(dòng)比傳動(dòng)系統(tǒng)。如P107圖5-1所示的起重機(jī)就采用了定傳動(dòng)比的二級(jí)圓柱齒輪減速器進(jìn)行傳動(dòng)。精品資料固定傳動(dòng)比傳動(dòng)系統(tǒng)又可分為減速傳動(dòng)和增速傳動(dòng)兩種情況(qíngkuàng)。若執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)速低于動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速,用減速傳動(dòng)系統(tǒng);若執(zhí)行構(gòu)件轉(zhuǎn)速高于動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速,用增速傳動(dòng)系統(tǒng)。(二)可調(diào)傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng)車床在切削工件時(shí),應(yīng)根據(jù)工件的材料和硬度、切削量、刀具的性能以及對(duì)精度和表面精糙度的要求來(lái)選擇(xuǎnzé)切削速度;駕駛拖拉機(jī)從事農(nóng)田作業(yè)時(shí),應(yīng)根據(jù)作業(yè)項(xiàng)目、土地情況、作物情況,選擇(xuǎnzé)拖拉機(jī)的行駛速度。對(duì)這一類的機(jī)械系統(tǒng),就應(yīng)采用可調(diào)傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng)。(1)有級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)

轉(zhuǎn)速只能在一定的范圍里選用某幾個(gè)數(shù)值。當(dāng)變速級(jí)數(shù)較少或不用頻繁變速時(shí)可采用交換帶輪、鏈輪、齒輪的辦法實(shí)現(xiàn)變速,如機(jī)床上的掛輪裝置。當(dāng)變速級(jí)數(shù)較多或要求變速頻繁時(shí)多采用變速齒輪傳動(dòng),如汽車、拖拉機(jī)上就是采用變速齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速。常見(jiàn)的可調(diào)傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng):

精品資料液力無(wú)級(jí)變速器機(jī)械無(wú)級(jí)變速器液力變矩器無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)摩擦傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器嚙合傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器液力耦合器(2)無(wú)級(jí)變速(biànsù)傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速可在一定(yīdìng)范圍里連續(xù)變化。常用的無(wú)級(jí)變速裝置有:精品資料摩擦傳動(dòng)(chuándòng)的無(wú)級(jí)變速裝置形式很多,很容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速,因此,應(yīng)用比較廣泛。摩擦壓力機(jī)就是(jiùshì)應(yīng)用摩擦輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速,聯(lián)合收獲機(jī)上采用帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。

液力傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)同屬流體傳動(dòng)。但液力傳動(dòng)液體壓力小、流速高,靠液體動(dòng)能傳動(dòng),而液壓傳動(dòng)液體壓力大,流速小,靠液體壓力差傳動(dòng)。液力傳動(dòng)有泵輪、葉輪和導(dǎo)輪,對(duì)這3個(gè)輪進(jìn)行不同組合,就可得到液力耦合器和液力變矩器。

液力無(wú)級(jí)變速器是利用改變輸入的油液流量實(shí)現(xiàn)變速,傳動(dòng)過(guò)程較平穩(wěn)、換向沖擊小,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,在機(jī)床上應(yīng)用較多。

(3)周期性變速傳動(dòng)系統(tǒng)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)(或執(zhí)行構(gòu)件)的速度按周期性的規(guī)律變化,輸出的角速度ω2是輸入角速度ω1的周期性函數(shù),即ω2=f(ω1)是周期性函數(shù)。

精品資料采用周期性變速(biànsù)傳動(dòng)的作用:①滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求。如紡織機(jī)械中采用(cǎiyòng)非圓齒輪傳動(dòng),可以周期性地改變徑紗和緯紗的密度,從而織出有一定花紋的紡織品。滾筒式平板印刷機(jī),采用(cǎiyòng)非圓齒輪傳動(dòng),調(diào)節(jié)送紙速度。

②改善執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力特性。如將非圓齒輪傳動(dòng)與連桿機(jī)構(gòu)或槽輪機(jī)構(gòu)相組合,改善輸出運(yùn)動(dòng)的特性,減小沖擊。

例如下圖所示的組合機(jī)構(gòu)可以使滑塊空回行程的時(shí)間縮短,工作行程的時(shí)間增長(zhǎng),表現(xiàn)出較為明顯的急回特性,同時(shí)還可以使機(jī)構(gòu)在工作行程時(shí)速度較為均勻。精品資料二、按驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)形式分類傳動(dòng)系統(tǒng)按驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)形式可分為:獨(dú)立驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)系統(tǒng)、集中驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)系統(tǒng)、聯(lián)合驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)系統(tǒng)。(一)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)

每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都用一個(gè)動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)叫獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。在下面3種情況下,采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng):精品資料如圖P107圖5-2所示的“曲柄壓力機(jī)—沖床”,只有一個(gè)由構(gòu)件2、3、4及機(jī)架10組成(zǔchénɡ)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的執(zhí)行系統(tǒng)。采用一個(gè)電動(dòng)機(jī)9獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)由齒輪8、7組成(zǔchénɡ)的齒輪傳動(dòng)、離合器6、制動(dòng)器5組成(zǔchénɡ)。雙搖桿機(jī)構(gòu)1-11-12-10可控制離合器6,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),先松開(kāi)制動(dòng)器5,再接合離合器6;停車時(shí),先使離合器5分離,再使制動(dòng)器6制動(dòng)。①只有一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)(xìtǒng)—即單一型執(zhí)行系統(tǒng)(xìtǒng)的系統(tǒng)(xìtǒng)。1112精品資料②有多個(gè)運(yùn)動(dòng)不相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)—即相互(xiānghù)獨(dú)立型執(zhí)行系統(tǒng)。圖5-3龍門起重機(jī)中,有3個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成3個(gè)動(dòng)作:大車行走、小車行走和物料升降。這3個(gè)動(dòng)作互不相關(guān),各自獨(dú)立,同時(shí)3個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相距較遠(yuǎn),用3個(gè)電動(dòng)機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)3個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)??墒箓鲃?dòng)系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化,運(yùn)動(dòng)鏈縮短,安裝、調(diào)整(tiáozhěng)、維護(hù)、操縱方便。適用于結(jié)構(gòu)尺寸較大,傳遞動(dòng)力較大,各個(gè)獨(dú)立執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用頻繁,傳動(dòng)鏈可簡(jiǎn)化,傳動(dòng)件數(shù)目少,重量輕,便于布局,和安裝調(diào)整.精品資料③數(shù)控機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)械一般有多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu),以圖示立式加工中心為例:有5個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成(wánchéng)下面5個(gè)動(dòng)作:1裝有刀具的主軸旋轉(zhuǎn);2裝有工件的工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng);3裝有工件的工作臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng);4主軸箱鉛垂方向的升降運(yùn)動(dòng);5刀庫(kù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和機(jī)械手抓取、安裝、放回刀具的運(yùn)動(dòng)。為了保證這5個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作保持嚴(yán)格的順序,協(xié)調(diào)進(jìn)行,采用數(shù)字指令自動(dòng)控制,每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由各自的電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。主軸箱工作臺(tái)刀庫(kù)主軸精品資料(二)集中(jízhōng)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)是指用一個(gè)(yīɡè)動(dòng)力機(jī),經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)若干個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)同工作。①各執(zhí)行構(gòu)件間有一定的傳動(dòng)比要求的系統(tǒng)(相互聯(lián)系性執(zhí)行系統(tǒng))

P108圖5-4所示的絲杠車床,車床主軸用電動(dòng)機(jī)經(jīng)V帶傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)驅(qū)動(dòng);再經(jīng)二級(jí)齒輪傳動(dòng)和螺旋傳動(dòng),驅(qū)動(dòng)刀架運(yùn)動(dòng)。在下面3種情況下,常采用這種驅(qū)動(dòng)方案:

ABCD精品資料ABCD車床主軸的轉(zhuǎn)速nw與刀架絲杠的轉(zhuǎn)速n間的關(guān)系,直接影響加工精度,所以在車床主軸與絲杠間不能采用(cǎiyòng)傳動(dòng)比不穩(wěn)定的傳動(dòng)形式,如帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)等。當(dāng)用該車床加工高精度螺紋時(shí),要用到兩個(gè)執(zhí)行系統(tǒng):車床主軸和刀架。車床主軸的轉(zhuǎn)速nw與螺旋傳動(dòng)絲杠的轉(zhuǎn)速n間有一定(yīdìng)的關(guān)系。

圖中是利用設(shè)置在機(jī)床主軸和絲杠間的二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng),通過(guò)A、B、C、D四個(gè)齒輪的齒數(shù)來(lái)滿足上述關(guān)系,從而來(lái)保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量。精品資料②各執(zhí)行構(gòu)件間有動(dòng)作順序(shùnxù)要求當(dāng)執(zhí)行系統(tǒng)中有多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和執(zhí)行構(gòu)件,并且相互間的動(dòng)作有嚴(yán)格的時(shí)間和空間聯(lián)系時(shí),常采用集中驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。用傳動(dòng)系統(tǒng)把動(dòng)力機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力按順序(shùnxù)分配到不同位置的執(zhí)行構(gòu)件上,使其協(xié)調(diào)工作。這種傳動(dòng)系統(tǒng)中,常采用凸輪機(jī)構(gòu)操縱或控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)和執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。電阻壓帽自動(dòng)機(jī)該機(jī)器有4個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu):(1)將電阻坯8和電阻帽7送上工位的機(jī)構(gòu)(圖中沒(méi)有畫(huà)出);(2)將電阻坯件壓緊的機(jī)構(gòu),凸輪6和壓頭13組成的凸輪機(jī)構(gòu);(3)、(4)分別將左、右電阻帽7壓向電阻坯件8的機(jī)構(gòu),由凸輪4、9和推桿14、15組成的凸輪機(jī)構(gòu)。精品資料卸下壓好的工件(gōngjiàn)電阻坯件8電阻帽7就位壓頭(yātóu)13壓緊工件8焊接壓頭14、15將7壓向8壓頭14、15壓頭13松開(kāi)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)間有嚴(yán)格的作業(yè)順序:131415精品資料電阻(diànzǔ)壓帽機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng):動(dòng)力機(jī)為電動(dòng)機(jī)1,經(jīng)帶式無(wú)級(jí)變速器2和蝸桿傳動(dòng)10、11將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳到分配軸3上,在分配軸3上有4個(gè)凸輪:◆凸輪5驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)一個(gè)執(zhí)行構(gòu)件將電阻坯料8和電阻帽7送到作業(yè)工位;◆凸輪6驅(qū)動(dòng)壓頭13將電阻坯料8壓緊;◆凸輪4、9通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)和壓頭14、15將電阻帽7壓到電阻坯料8上。精品資料③其他采用集中(jízhōng)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)◆一些中小機(jī)械,有多個(gè)(duōɡè)距離較近的執(zhí)行構(gòu)件,它們需要的驅(qū)動(dòng)功率不大,當(dāng)用一個(gè)動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng),傳動(dòng)系統(tǒng)也不復(fù)雜,也采用集中驅(qū)動(dòng)。如小型磨粉機(jī),有進(jìn)料輥、磨輥、篩子、風(fēng)扇、輸送帶等多個(gè)(duōɡè)執(zhí)行構(gòu)件,用一個(gè)動(dòng)力機(jī)集中驅(qū)動(dòng)?!魴C(jī)械系統(tǒng)上只有一個(gè)動(dòng)力機(jī)。以汽車為例,它只有一個(gè)動(dòng)力機(jī)—內(nèi)燃機(jī),但有多個(gè)執(zhí)行構(gòu)件,如車輪、配氣氣門、高壓油泵的柱塞、冷卻風(fēng)扇和水泵,潤(rùn)滑系統(tǒng)的機(jī)油泵、照明系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)、氣泵、空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)等,這些執(zhí)行構(gòu)件都要由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。P109圖5-6所示鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)也屬于一個(gè)動(dòng)力機(jī)集中驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。精品資料用多臺(tái)動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)。(三)聯(lián)合(liánhé)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)

低速、重載、大功率、執(zhí)行機(jī)構(gòu)少而慣性較大的機(jī)械,一般需要的驅(qū)動(dòng)功率較大。為減小每一臺(tái)動(dòng)力機(jī)的功率,減小傳動(dòng)件的負(fù)載,便于起動(dòng),采用多臺(tái)動(dòng)力機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。

P110圖5-7為雙輸入軸圓弧齒輪減速器,由兩個(gè)動(dòng)力機(jī)從兩個(gè)輸入軸輸入動(dòng)力,在減速器里將動(dòng)力合并,從一個(gè)輸出軸輸出,輸出功率可大于1000KW。在礦井提升機(jī)中可用到這種減速器。圖5-7雙輸入軸圓弧齒輪減速器結(jié)構(gòu)圖精品資料三、按工作(gōngzuò)原理分類按工作原理不同,傳動(dòng)系統(tǒng)(xìtǒng)可分為:機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)(xìtǒng)、流體傳動(dòng)系統(tǒng)(xìtǒng)和電傳動(dòng)系統(tǒng)(xìtǒng)。

機(jī)械傳動(dòng)和流體傳動(dòng)在傳動(dòng)過(guò)程中,保持機(jī)械能形式不變。電傳動(dòng)過(guò)程中有電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。精品資料機(jī)械傳動(dòng)傳動(dòng)嚙合傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)撓性件摩擦傳動(dòng)(如帶傳動(dòng))摩擦輪傳動(dòng)摩擦式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng)非圓齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)撓性嚙合傳動(dòng)鏈傳動(dòng)同步齒形帶傳動(dòng)電力傳動(dòng)直流電傳動(dòng)交流電傳動(dòng)流體傳動(dòng)液力傳動(dòng)液壓傳動(dòng)液體傳動(dòng)氣體傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)滾動(dòng)摩擦螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)摩擦螺旋傳動(dòng)靜壓潤(rùn)滑螺旋傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)各類傳動(dòng)的特點(diǎn)見(jiàn)P110~P111表5-1。精品資料四、傳動(dòng)類型(lèixíng)的選擇應(yīng)綜合考慮下面一些因素選擇適合的傳動(dòng)(chuándòng)類型及其組合(8方面因素):1、執(zhí)行系統(tǒng)的工作狀況;2、動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)速性能;3、對(duì)傳動(dòng)比的要求,包括傳動(dòng)比的大小、范圍及準(zhǔn)確程度;4、對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)尺寸、重量、布置的要求;5、工作環(huán)境的要求,如溫濕度、易燃、易爆要求,環(huán)境粉塵情況等;6、經(jīng)濟(jì)性要求,如可靠性、壽命、傳動(dòng)效率、制造費(fèi)用、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、維修費(fèi)用等;7、操縱與控制方式要求,如從自動(dòng)化程度上講有人工控制和自動(dòng)控制;從控制方式上講,有單機(jī)控制和多機(jī)聯(lián)動(dòng),這些都對(duì)傳動(dòng)類型的選擇有影響。8、其他要求,如現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)條件(能源條件及制造能力),標(biāo)準(zhǔn)件的選用及保護(hù)等方面的要求。這些對(duì)傳動(dòng)類型的選擇也有影響。精品資料傳動(dòng)系統(tǒng)基本組成部分包括:變速裝置(zhuāngzhì)、起停和換向裝置(zhuāngzhì)、制動(dòng)裝置(zhuāngzhì)、安全裝置(zhuāngzhì)等。確定傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及其結(jié)構(gòu)是傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù).第三節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的組成(zǔchénɡ)一、變速裝置

作用:把動(dòng)力機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩,變成執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。

圖5-1所示的起重量和起升速度變化不大的起重機(jī)、圖5-2所示的曲軸壓力機(jī),執(zhí)行機(jī)構(gòu)只需要一個(gè)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩,就采用固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng)。(若執(zhí)行機(jī)構(gòu)不需要變速,采用固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng))但如果機(jī)械系統(tǒng)中的執(zhí)行系統(tǒng)要求不同轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩,應(yīng)采用可變傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng)—變速裝置。

固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程的學(xué)習(xí)以及所進(jìn)行課程設(shè)計(jì)已經(jīng)掌握。在《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程里將學(xué)習(xí)變速裝置—可變傳動(dòng)比傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。精品資料※對(duì)變速裝置的要求(yāoqiú):(1)能傳遞足夠的功率和轉(zhuǎn)矩。與固定傳動(dòng)比系統(tǒng)不同,要按不同情況決定零件的載荷(zàihè)。所以,要對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)各構(gòu)件進(jìn)行承載能力的計(jì)算?!魣?zhí)行系統(tǒng)具有恒轉(zhuǎn)矩的機(jī)械特性,執(zhí)行系統(tǒng)可能傳遞不同功率,應(yīng)按最大功率決定變速裝置的承載能力?!魣?zhí)行系統(tǒng)具有恒功率的機(jī)械特性,執(zhí)行系統(tǒng)可傳遞不同轉(zhuǎn)矩,應(yīng)按最大轉(zhuǎn)矩決定變速裝置的承載能力?!魣?zhí)行系統(tǒng)有多個(gè)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速時(shí),應(yīng)按最大轉(zhuǎn)矩進(jìn)行承載能力計(jì)算,按最高轉(zhuǎn)速進(jìn)行精度設(shè)計(jì)。(2)具有較高的傳動(dòng)效率。

(3)滿足速度和轉(zhuǎn)矩范圍的要求,對(duì)有級(jí)變速裝置還要求滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求的級(jí)數(shù)。(4)體積和質(zhì)量盡可能小。(5)工作平穩(wěn)、噪聲、振動(dòng)較小。精品資料(6)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造、裝配(zhuāngpèi)和維修工藝性好。(7)潤(rùn)滑、密封(mìfēng)、散熱良好。(8)無(wú)漏油、漏氣、漏水現(xiàn)象發(fā)生?!兯傺b置、減速裝置在運(yùn)動(dòng)鏈中位置的決定

對(duì)汽車、拖拉機(jī)這一類的機(jī)械系統(tǒng),對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有兩方面的要求:一是傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比較大(動(dòng)力機(jī)—內(nèi)燃機(jī)輸出轉(zhuǎn)速較高,而執(zhí)行構(gòu)件—車輪轉(zhuǎn)速較慢);二是變速范圍Rmax較大(車輪的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速相差較大)。這時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)由變速裝置和減速裝置組成。存在一個(gè)問(wèn)題:怎樣決定變速裝置和減速裝置在運(yùn)動(dòng)鏈中位置,有如下兩種方案:方案1:動(dòng)力機(jī)變速裝置減速裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案2:減速裝置1動(dòng)力機(jī)變速裝置減速裝置2執(zhí)行機(jī)構(gòu)精品資料由于變速裝置接近動(dòng)力機(jī),轉(zhuǎn)速較高,轉(zhuǎn)矩較小,變速裝置中傳動(dòng)零件尺寸較小,重量較輕,變速操縱(cāozòng)的力較??;但由于變速裝置轉(zhuǎn)速高,在變速時(shí)容易引起沖擊、振動(dòng)和噪聲。方案1:動(dòng)力機(jī)變速裝置減速裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案2:減速裝置1動(dòng)力機(jī)變速裝置減速裝置2執(zhí)行機(jī)構(gòu)在動(dòng)力機(jī)與變速裝置間加了減速(jiǎnsù)裝置1,它可降低變速裝置輸入轉(zhuǎn)速,減小變速引起的沖擊、振動(dòng)和噪聲。但由于轉(zhuǎn)速降低、轉(zhuǎn)矩就會(huì)加大,變速裝置中傳動(dòng)零件的尺寸、重量加大,變速操縱力加大。

方案1常用于動(dòng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合,而方案2用于動(dòng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合。常用的變速裝置有以下幾類:精品資料(一)交換(jiāohuàn)齒輪變速機(jī)構(gòu)圖5-8所示交換齒輪變速箱,動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)由Ⅰ軸輸入箱體,轉(zhuǎn)速為n1,經(jīng)過(guò)Z22、Z44齒輪減速,從Ⅱ軸將動(dòng)力輸出(shūchū)箱體。箱體外懸臂布置交換齒輪ZA、ZB,動(dòng)力又從Ⅲ軸輸入箱體,后經(jīng)Z23、Z36以及Z20、Z65兩對(duì)齒輪減速,最后從Ⅴ軸輸出(shūchū),轉(zhuǎn)速為n2。速比為:

在保證ZA+ZB=Z∑為常數(shù)的情況下,改變交換齒輪ZA、ZB的齒數(shù)就可達(dá)到變速的目的。

交換齒輪裝在Ⅱ、Ⅲ軸之間,而不裝在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ軸間,是由于Ⅱ、Ⅲ軸轉(zhuǎn)速較高,轉(zhuǎn)矩較小,可減小變換齒輪ZA、ZB的尺寸和重量。中心距:精品資料交換齒輪變速裝置的優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不需要變速操縱(cāozòng)機(jī)構(gòu),經(jīng)濟(jì)性較好。缺點(diǎn)(quēdiǎn):(1)裝拆交換齒輪ZA、ZB,操作麻煩,只能用在不經(jīng)常變速的情況下;(3)變速范圍和變速級(jí)數(shù)受限制。(2)交換齒輪ZA、ZB在箱體外通常懸臂布置,支承剛度差,密封和潤(rùn)滑條件差;適用于不經(jīng)常變速的機(jī)械.精品資料思考題:1、簡(jiǎn)述傳動(dòng)系統(tǒng)的功能和要求,以P107圖5-1說(shuō)明怎樣使動(dòng)力機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配,舉例說(shuō)明怎樣通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)滿足對(duì)機(jī)械系統(tǒng)起動(dòng)、制動(dòng)、反向及空載等方面的要求。2、對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)按驅(qū)動(dòng)形式(xíngshì)分類。舉例說(shuō)明什么叫獨(dú)立驅(qū)動(dòng),集中驅(qū)動(dòng)和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng),并說(shuō)明什么情況下采用這些傳動(dòng)系統(tǒng)。精品資料(二)滑移齒輪(chǐlún)變速機(jī)構(gòu)圖5-9是6級(jí)滑移齒輪變速(biànsù)機(jī)構(gòu)。

動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪Z1、Z2減速輸入到Ⅰ軸;Ⅰ軸上有一個(gè)3聯(lián)滑移齒輪,齒數(shù)分別為Z3'、Z3''、Z3''',它們分別可和Ⅱ軸上的齒輪Z4'、Z4''、Z4'''相嚙合;

齒輪Z4'和Z5'是雙聯(lián)齒輪,它與軸Ⅱ用花鍵聯(lián)接,不能滑移,齒輪Z4''、Z4'''用平鍵和Ⅱ軸聯(lián)接;Ⅲ軸上有一個(gè)2聯(lián)滑移齒輪Z6'、Z6''

,它們分別可和齒輪Z4''、Z5'嚙合。Z3'Z3''Z3'''Z4'Z4''Z4'''Z6'Z6''Z5'精品資料(1)3聯(lián)齒輪(chǐlún)右移,2聯(lián)齒輪(chǐlún)右移(2)3聯(lián)齒輪(chǐlún)右移,2聯(lián)齒輪(chǐlún)左移(3)3聯(lián)齒輪左移,2聯(lián)齒輪右移

(6)3聯(lián)齒輪居中,2聯(lián)齒輪左移(4)3聯(lián)齒輪左移,2聯(lián)齒輪左移(5)3聯(lián)齒輪居中,2聯(lián)齒輪右移滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)可從Ⅲ軸輸出6個(gè)轉(zhuǎn)速:

精品資料多聯(lián)齒輪(chǐlún)有兩種結(jié)構(gòu):整體式和組合式。整體式如P113圖5-10a)和b)所示,組合式如圖c)和d)所示。缺點(diǎn):在切齒(qièchǐ)和磨齒時(shí)需要有一定寬度的退刀槽,軸向尺寸B較大。整體式的優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,剛度較好,容易加工,精度較高;組合式的特點(diǎn)與整體式剛好相反。

精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)多聯(lián)齒輪時(shí)應(yīng)注意:(1)能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩和較高的轉(zhuǎn)速;(2)可在較大的變速范圍里實(shí)現(xiàn)較多的變速級(jí)數(shù);(3)沒(méi)有常嚙合的空轉(zhuǎn)齒輪,空載功率(gōnglǜ)損失較小。(與離合器變速機(jī)構(gòu)相比)滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn):滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn):

(1)不能在轉(zhuǎn)動(dòng)中變速或換向,要用離合器停下來(lái)。(2)為便于嚙合,多采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng),傳動(dòng)不平穩(wěn)、承載能力差;(3)軸向尺寸較大。(1)要有齒端倒角或倒圓以便輪齒順利嚙入;(2)要有凹槽,以便用拔叉使其軸向移動(dòng);精品資料(三)離合器變速(biànsù)機(jī)構(gòu)離合器變速機(jī)構(gòu)是靠離合器的接合與分離來(lái)實(shí)現(xiàn)(shíxiàn)不同齒輪副的嚙合。最簡(jiǎn)單的離合器變速機(jī)構(gòu)見(jiàn)下圖。

動(dòng)力從Ⅰ軸輸入,Ⅰ軸上活套著兩個(gè)齒輪Z1、Z1',M1和M2分別和Ⅰ軸用花鍵實(shí)現(xiàn)動(dòng)聯(lián)接;動(dòng)力從Ⅱ軸輸出,Ⅱ軸上固聯(lián)著兩個(gè)齒輪Z2、Z2',它們分別和Ⅰ軸上的齒輪Z1、Z1'嚙合。M1M2Z1Z2Z2'Z1'n2n1ⅠⅡ

這個(gè)離合器變速機(jī)構(gòu)有3個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài):(1)空轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài):左離合器M1分離,右離合器M2分離,軸Ⅱ不轉(zhuǎn);(2)以轉(zhuǎn)速n2轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài):M1接合,M2分離,軸Ⅱ轉(zhuǎn)速:精品資料(3)以n'2轉(zhuǎn)速(zhuànsù)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài):M1分離,M2接合,軸Ⅱ轉(zhuǎn)速(zhuànsù):常用的離合器按工作原理分有兩種形式(xíngshì):嚙合式離合器和摩擦式離合器。

嚙合式離合器又可分為牙嵌式離合器和齒式離合器,它們屬于剛性傳動(dòng),傳動(dòng)比準(zhǔn)確可傳遞較大轉(zhuǎn)矩,傳動(dòng)效率高,外形尺寸小,但不能實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)中離合。因此,不能發(fā)揮離合器變速機(jī)構(gòu)的優(yōu)越性。

動(dòng)聯(lián)接(花鍵導(dǎo)鍵)動(dòng)聯(lián)接(空套)嚙合離合器精品資料摩擦(mócā)式離合器可在運(yùn)轉(zhuǎn)中離合,而且離合平穩(wěn),有過(guò)載保護(hù)作用。但傳動(dòng)比不準(zhǔn)確,有彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象,傳動(dòng)效率低、會(huì)產(chǎn)生摩擦(mócā)熱,傳遞相同功率,摩擦(mócā)離合器比嚙合離合器尺寸大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

合摩擦離合器精品資料按操縱方式分類有3種形式(xíngshì):機(jī)械操縱式、液壓操縱式、電磁操縱式。機(jī)械(jīxiè)操縱式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但液壓操縱離合器和電磁操縱離合器便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

圖5-11為電磁控制摩擦離合器變速箱的簡(jiǎn)圖。精品資料

動(dòng)力(dònglì)從V帶軸輸入,經(jīng)Z18、Z54齒輪減速,使Ⅳ軸轉(zhuǎn)動(dòng)。Ⅳ軸上有兩個(gè)電磁控制摩擦離合器M1和M2。M1的主動(dòng)盤與軸Ⅳ用花鍵動(dòng)聯(lián)接,從動(dòng)盤與齒輪Z25固聯(lián),齒輪Z25與軸Ⅳ空套。M2的主動(dòng)盤與Ⅳ軸用花鍵動(dòng)聯(lián)接,從動(dòng)盤與齒輪Z48、Z34固聯(lián),齒輪Z48、Z34與軸Ⅳ空套。V軸上的齒輪Z75、Z52、Z66分別與Ⅳ軸的齒輪Z25、Z48、Z34嚙合。Z75、Z52、Z66三齒輪空套在V軸上,Z75、Z52齒輪與離合器M3的主動(dòng)盤固聯(lián),離合器M3的從動(dòng)盤與軸V用花鍵動(dòng)聯(lián)接。齒輪Z66與離合器M4的主動(dòng)盤固聯(lián),離合器M4的從動(dòng)盤與軸V用花鍵動(dòng)聯(lián)接。精品資料此變速裝置可實(shí)現(xiàn)(shíxiàn)4個(gè)速比:一般(yībān)規(guī)定,變速器編號(hào)時(shí)各檔:i1>i2>i3>i41234離合狀態(tài)M2、M3接合M1、M4分離M2、M4接合M1、M3分離M1、M3接合M2、M4分離M1、M4接合M2、M3分離變速箱速比

離合器變速機(jī)構(gòu)可以克服滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn):如(1)可實(shí)現(xiàn)在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速(采用摩擦離合器);(2)變速過(guò)程中齒輪不用軸向移動(dòng),就可實(shí)現(xiàn)變速,因此,可采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),傳動(dòng)平穩(wěn);(3)軸向尺寸較小(離合器摩擦片間隙大大小于齒輪寬度)。

但離合器變速機(jī)構(gòu)中各齒輪副處于常嚙合狀態(tài),磨損較大,有空轉(zhuǎn)損失,傳動(dòng)效率較低。n1<n2<n3<n4

精品資料(四)嚙合(nièhé)器變速機(jī)構(gòu)◆普通嚙合(nièhé)器工作原理見(jiàn)P115圖5-12。嚙合器可分為普通嚙合器和同步嚙合器。1、嚙合器工作原理及結(jié)構(gòu)

主動(dòng)軸1上空套著雙聯(lián)齒輪2、3及5、4;中間齒輪6與主動(dòng)軸1固聯(lián);嚙合套7上有內(nèi)齒,其模數(shù)和齒數(shù)與外齒輪3、5、6相同,通過(guò)內(nèi)齒可和齒輪3、6、5嚙合。它們之間相當(dāng)于漸開(kāi)線花鍵聯(lián)接。

嚙合套7有3個(gè)位置,可實(shí)現(xiàn)3個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài):(1)嚙合套7位于中間位置,見(jiàn)圖a)。嚙合套7內(nèi)齒只與齒輪6嚙合,軸1與齒輪2、4不接合,齒輪2、4均在軸1上空轉(zhuǎn),不實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞;

精品資料(2)嚙合套7位于左邊位置,見(jiàn)圖b)。嚙合套7內(nèi)齒同時(shí)與齒輪3、6嚙合,使得齒輪2與軸1相連接而傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力(dònglì),其速比為:(3)嚙合套7位于右邊位置,嚙合套7內(nèi)齒同時(shí)與齒輪(chǐlún)5、6嚙合,使得齒輪(chǐlún)5與軸1相連接而傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,速比為:

普通嚙合器有2個(gè)缺點(diǎn):

(1)當(dāng)移動(dòng)嚙合套時(shí)(如從中間位置向左移動(dòng),這時(shí)嚙合套7與齒輪3轉(zhuǎn)速不同),會(huì)發(fā)生頂齒現(xiàn)象;

(2)嚙合套7同時(shí)與兩個(gè)齒輪嚙合時(shí),會(huì)因振動(dòng)及非操縱軸向力作用而自動(dòng)退出從而導(dǎo)致脫檔。

精品資料防止(fángzhǐ)頂齒現(xiàn)象發(fā)生的辦法可見(jiàn)P115圖5-13。圖5-13具有間隔短齒的嚙合器結(jié)構(gòu)1-齒環(huán);2-嚙合套將兩側(cè)齒環(huán)的齒間隔地縮短一個(gè)長(zhǎng)度a,a≈2mm,以便于移動(dòng)嚙合(nièhé)套時(shí),輪齒先插入齒環(huán)的齒槽間隙較大的一部分,當(dāng)嚙合(nièhé)套與齒環(huán)速度一致后,再將整個(gè)齒長(zhǎng)插入齒槽中。精品資料防止脫檔現(xiàn)象發(fā)生的辦法可見(jiàn)圖5-14。a)圖是加寬式結(jié)構(gòu),把嚙合套2的齒寬加大,嚙合套的齒寬超過(guò)齒環(huán)2~3mm,這樣載荷集中在嚙合套齒的中部,可減小輪齒的扭轉(zhuǎn)變形(biànxíng)和非操縱軸向力,有利于防止自動(dòng)脫檔。b)圖5-14防止嚙合套自動(dòng)脫檔的結(jié)構(gòu)措施a)加寬式b)切槽式1-齒環(huán);2-嚙合套;3-中間齒輪精品資料普通嚙合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但軸向尺寸較大,而且(érqiě)換檔時(shí)有不同步的現(xiàn)象發(fā)生,頂齒是不可避免的。因此換檔不輕便,噪聲較大。也可采用圖5-14b)所示的切槽式結(jié)構(gòu)(jiégòu)。在嚙合套2的齒中部切一個(gè)環(huán)槽,在中間齒輪3的齒環(huán)上切2道槽,齒輪3的輪齒在軸向被分成了3段,中間段的齒厚比兩邊段減薄了0.4~0.6mm。中間齒輪3與嚙合套嚙合后,形成了0.2~0.3mm的凸肩,防止嚙合套自動(dòng)脫檔。精品資料◆同步(tóngbù)嚙合器的工作原理:P116圖5-15。同步嚙合器由空套在軸上的左右環(huán)1和7、與軸用花鍵動(dòng)聯(lián)接的套筒6和嚙合套4組成。在套筒6和左、右齒環(huán)1、7之間設(shè)計(jì)了一個(gè)可配合的圓錐(yuánzhuī)副2、5;在嚙合套4與套筒6間設(shè)置了一個(gè)彈簧控制的銷釘3聯(lián)接。

圖5-15錐形常壓式同步嚙合器結(jié)構(gòu)1-左齒環(huán)2、5-內(nèi)錐面減摩襯套3-定位銷4-嚙合套6-套筒7-右齒環(huán)8-花鍵軸同步嚙合器的工作步驟:①同步過(guò)程:嚙合套4左移,在銷釘3作用下,套筒6一同左移,內(nèi)外圓錐面接觸,在摩擦力作用下,左齒環(huán)1與套筒6、嚙合套4一同同步運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)是摩擦傳動(dòng)。②嚙合過(guò)程:實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)后,繼續(xù)左移嚙合套4,由于彈簧受壓縮,銷釘3壓入套筒6孔中,套筒6不移動(dòng),嚙合套4的內(nèi)齒同時(shí)與套筒6、左齒環(huán)1的外齒嚙合,完成嚙合過(guò)程。精品資料同步嚙合器可以實(shí)現(xiàn)先同步后嚙合,即先摩擦傳動(dòng),后嚙合傳動(dòng)。先同步后變速,可減小變速過(guò)程中的沖擊(chōngjī),因此變速過(guò)程平穩(wěn)。在中小型汽車上和許多需要頻繁變速的地方,多采用同步嚙合變速器。在套筒6的內(nèi)圓錐面上(miànshànɡ)裝有摩擦材料,可以加大摩擦系數(shù),又耐磨損。2、嚙合器齒輪模數(shù)的確定3、嚙合器的強(qiáng)度計(jì)算自學(xué)精品資料嚙合(nièhé)器變速的實(shí)例:P117圖5-16是T180履帶式推土機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖。P118圖5-17是該推土機(jī)變速箱結(jié)構(gòu),變速箱采用(cǎiyòng)嚙合器變速裝置。原理圖見(jiàn)下頁(yè):

T180履帶式推土機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)由主離器5、制動(dòng)器、聯(lián)軸器4、變速箱3、錐齒輪傳動(dòng),轉(zhuǎn)向離合器2以及最終傳動(dòng)(兩級(jí)齒輪傳動(dòng))1組成。傳動(dòng)系統(tǒng)把發(fā)動(dòng)機(jī)6和驅(qū)動(dòng)履帶的鏈輪聯(lián)接起來(lái)。

精品資料變速箱3有3根軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ是輸入軸,Ⅲ是輸出軸,Ⅱ是中間軸;8對(duì)16個(gè)斜齒圓柱齒輪組成的常嚙合式齒輪傳動(dòng);a、b、c、d4個(gè)嚙合套,其中a是單作用(zuòyòng)式,b、c、d是雙作用(zuòyòng)式。b嚙合套控制正反轉(zhuǎn),b嚙合套與a、c、d3個(gè)嚙合套可構(gòu)成5個(gè)前進(jìn)檔,4個(gè)后退檔。Z1Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14Z15Z16abdⅠⅡⅢcZ2精品資料方向b嚙合器檔位傳動(dòng)路線前進(jìn)b上移1檔(a、c空檔,b上移,d下移)Z1—Z2—Z3—Z4Z9—Z102檔(a、c空檔,b上移,d上移)Z8—Z113檔(a、d空檔,b上移,c下移)Z7—Z124檔(a、d空檔,b上移,c上移)Z6—Z14b空檔5檔(a上移、b、c、d空檔)Z15—Z13后退b下移1檔(a、c空檔,b下移,d下移)Z16—Z5Z9—Z102檔(a、c空檔,b下移,d上移)Z8—Z113檔(a、d空檔,b下移,c下移)Z7—Z124檔(a、d空檔,b下移,c上移)Z6—Z14精品資料Z1Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14Z15Z16abdⅠⅡⅢcZ2發(fā)動(dòng)機(jī)6主離合器5制動(dòng)器聯(lián)軸器4變速箱3錐齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)向離合器最終傳動(dòng)1驅(qū)動(dòng)鏈輪精品資料Z1Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14Z15Z16abdⅠⅡⅢcZ2從變速箱結(jié)構(gòu)圖可看出(kànchū)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的5個(gè)特點(diǎn):①采用嚙合器變速和常嚙合斜齒輪傳動(dòng)(chuándòng),工作較平穩(wěn),噪聲小,軸向尺寸緊湊,換檔輕便,沖擊小,無(wú)須停車換檔;②各軸的軸向定位采用一端定位,以消除熱膨脹引起的附加應(yīng)力。前支承均為雙列向心球面滾子軸承,能承受由斜齒輪引起的軸向力。后支承為單列向心短圓柱滾子軸承,可以軸向游動(dòng)。軸Ⅰ及軸Ⅱ的圓柱滾子軸承外環(huán)用彈性檔圈定位,軸Ⅲ的圓柱滾子軸承外環(huán)用圓柱銷定位。各軸均采用漸開(kāi)線花鍵軸,聯(lián)接強(qiáng)度高,工藝性及對(duì)中性好;

精品資料③空套齒輪的內(nèi)孔均配一個(gè)雙金屬滑動(dòng)軸承(huádònɡzhóuchénɡ),并采用強(qiáng)制潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油從油泵輸出后經(jīng)濾油器、冷卻器后,從變速箱前端蓋進(jìn)入各軸中心孔,流到各軸承進(jìn)行循環(huán)潤(rùn)滑;④各軸的前軸端采用多個(gè)O型橡膠(xiàngjiāo)密封圈和油封密封,密封性能好;⑤軸Ⅲ的軸向位置用鋼墊片進(jìn)行調(diào)整,以保證錐齒輪的正確嚙合位置。

不同機(jī)械對(duì)起停和換向的要求不同,通常有下面三種情況:二、起停和換向裝置(1)不需要換向且起停不頻繁。

如P102圖4-18鉚釘冷鐓機(jī),工作過(guò)程中,主軸1不需要反轉(zhuǎn),因此傳動(dòng)系統(tǒng)不用設(shè)置換向裝置。鉚釘冷鐓機(jī)一經(jīng)調(diào)整試車合格,就可以投入正常工作,起動(dòng)以后,連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,不需要經(jīng)常停車。作用:控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的起動(dòng)、停車,改變運(yùn)動(dòng)方向.對(duì)起停換向裝置的基本要求:操縱方便省力,安全可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能傳遞足夠的動(dòng)力.精品資料如P109圖5-6所示的鉆機(jī),鉆桿在工作過(guò)程中需作往復(fù)移動(dòng),主行程是鉆孔,鉆桿一邊轉(zhuǎn)動(dòng),一邊向下移動(dòng);反行程是提升鉆具(zuànjù),鉆桿向上移動(dòng)??刂沏@桿移動(dòng)的主卷?yè)P(yáng)機(jī)4就應(yīng)能正反轉(zhuǎn),要有換向裝置,但該裝置使用不頻繁。P108圖5-3所示的龍門起重機(jī),小車行走和大車行走2個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都要正反轉(zhuǎn),但由于每個(gè)方向工作時(shí)間較長(zhǎng),換向不頻繁。(3)換向起停頻繁(pínfán)

如P107起重機(jī)、P108絲杠車床。執(zhí)行機(jī)構(gòu)和執(zhí)行構(gòu)件要頻繁正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),要頻繁起動(dòng)和停車。對(duì)于這種換向起停頻繁的機(jī)械系統(tǒng),在傳動(dòng)系統(tǒng)里應(yīng)設(shè)置換向和起停裝置,以控制執(zhí)行系統(tǒng)改變運(yùn)動(dòng)方向,并實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和停車。(一)起停和換向裝置方案的選擇

(2)需要換向,但不頻繁。

起停和換向裝置可分為兩大類:(1)靠按鈕或操縱桿直接控制動(dòng)力機(jī)實(shí)現(xiàn)起停和換向。如P107圖5-1的起重機(jī),就是用按鈕控制交流異步電動(dòng)機(jī)的起停和換向的。(2)用離合器和換向器實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的起停和換向,不必改變動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如P117圖5-16的履帶式推土機(jī)靠主離合器5控制傳動(dòng)系統(tǒng)起停,靠嚙合器b控制傳動(dòng)系統(tǒng)正反轉(zhuǎn),從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

精品資料(1)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求起停和換向的頻繁程度(chéngdù);(2)動(dòng)力機(jī)的類型和功率的大小。在選擇起停和換向裝置的方案時(shí),應(yīng)考慮(kǎolǜ)的因素:按動(dòng)力機(jī)類型的不同,進(jìn)行起動(dòng)和換向裝置方案的選擇。1、動(dòng)力機(jī)為電動(dòng)機(jī)

對(duì)以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力機(jī)的機(jī)械系統(tǒng),可以采用如下兩種起停和換向裝置方案:(1)控制電動(dòng)機(jī)起停和換向

適用于起停和換向不頻繁的電動(dòng)機(jī),或起停和換向頻繁的小功率的電動(dòng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn):操作方便,機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

為了避免起停和換向時(shí)因產(chǎn)生過(guò)大的沖擊而損壞傳動(dòng)零件,此時(shí)在電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入軸間應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器。圖5-1的起重機(jī),在電動(dòng)機(jī)和減速器輸入軸間安裝的制動(dòng)器,實(shí)際上是一個(gè)可制動(dòng)的彈性聯(lián)軸器,這種聯(lián)軸器具有緩沖減振的作用。

精品資料(2)用離合器、嚙合(nièhé)器起停和換向適用(shìyòng)于中等以上功率,起停和換向頻繁的傳動(dòng)系統(tǒng)。

如圖P107圖5-2所示的曲軸壓力機(jī),該系統(tǒng)只需要設(shè)置起停裝置而不需要換向裝置。當(dāng)壓力機(jī)需要起停時(shí),可通過(guò)控制安裝在大齒輪7與制動(dòng)器5之間的離合器6來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的起停功能。這樣電動(dòng)機(jī)9,齒輪8、7都不需要起停。當(dāng)離合器轉(zhuǎn)速較高時(shí),可采用摩擦離合器,當(dāng)離合器轉(zhuǎn)速較低時(shí),可選牙嵌式離合器或其它形式的嚙合式離合器。

如P108圖5-4絲杠車床,與車床絲杠嚙合的螺母設(shè)計(jì)成可開(kāi)合的螺母,通過(guò)螺母的開(kāi)合狀態(tài)的改變,在電動(dòng)機(jī)始終轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下,來(lái)控制絲杠轉(zhuǎn)還是不轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的起停;靠改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向,從而改變絲杠轉(zhuǎn)向,控制刀架向前還是向后。

精品資料2、動(dòng)力機(jī)為內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)不能帶負(fù)載起動(dòng),不能頻繁(pínfán)起動(dòng),更不能反轉(zhuǎn)。因此必須在傳動(dòng)系統(tǒng)里設(shè)置起停和換向裝置。P117圖5-16所示的履帶式推土機(jī),用主離合器5實(shí)現(xiàn)(shíxiàn)起停,用嚙合器b實(shí)現(xiàn)(shíxiàn)換向。起停、換向裝置在傳動(dòng)系統(tǒng)的位置:發(fā)動(dòng)機(jī)6主離合器5制動(dòng)器聯(lián)軸器4變速箱3錐齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)向離合器最終傳動(dòng)1驅(qū)動(dòng)鏈輪

在P117圖5-16,主離器5設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)6與變速箱3之間,這樣離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩小,離合器尺寸較小,離合器分離時(shí),其后的構(gòu)件都不動(dòng).但P107圖5-2所示的曲軸壓力機(jī),離合器6則是設(shè)在減速齒輪傳動(dòng)后,原因是齒輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比較大,起到飛輪作用,離合器安裝在它的后面,齒輪7就不用作頻繁起動(dòng)。

大齒輪7一直轉(zhuǎn)著可以儲(chǔ)能,若頻繁起停則能量損失較大.精品資料起停、換向機(jī)構(gòu),可以設(shè)置(shèzhì)在傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速較高的軸上,也可設(shè)置(shèzhì)在轉(zhuǎn)速較低的軸上,要視具體情況而定?!趥鲃?dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速(zhuànsù)較高的軸上:傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小,設(shè)計(jì)出的裝置尺寸較?。蝗秉c(diǎn):(2)由于運(yùn)動(dòng)鏈中運(yùn)動(dòng)副有間隙,起停換向時(shí)運(yùn)動(dòng)鏈太長(zhǎng)會(huì)引起較大的沖擊。

(1)裝置后面?zhèn)鲃?dòng)零件較多,能量損失較大;▲設(shè)在傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速較低的軸上,情況剛好相反。

對(duì)運(yùn)動(dòng)零件較少,慣性較小的運(yùn)動(dòng)鏈,起停換向裝置宜設(shè)在靠近動(dòng)力機(jī)的高速軸上。反之宜放在靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)的低速軸上。

(二)起停和換向裝置的結(jié)構(gòu)(自學(xué))

精品資料三、制動(dòng)(zhìdònɡ)裝置圖5-1所示的起重機(jī)中,當(dāng)重物升到一定高度時(shí),如采用給電動(dòng)機(jī)斷電的方法,使機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn),由于所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件都有慣性,運(yùn)轉(zhuǎn)不能立即停止。停車前運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的速度越高,運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的慣性參數(shù)越大,從斷電到停車的時(shí)間越長(zhǎng)。為節(jié)省停車時(shí)間,提高工作效率,對(duì)起停頻繁或運(yùn)動(dòng)構(gòu)件慣性參數(shù)較大,運(yùn)動(dòng)速度較高的傳動(dòng)系統(tǒng),應(yīng)設(shè)置制動(dòng)裝置(zhuāngzhì)。如在P107圖5-1的起重機(jī)中,在電動(dòng)機(jī)和減速箱間則設(shè)有制動(dòng)器2。

制動(dòng)裝置還可用于機(jī)械一旦發(fā)生事故或遇到危險(xiǎn)情況緊急停車,或使運(yùn)動(dòng)構(gòu)件可靠地停在某一位置的情況。汽車拖拉機(jī)上的制動(dòng)裝置就起這方面的作用。

精品資料在傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)(tóngshí)裝有起停裝置和制動(dòng)裝置時(shí),兩個(gè)裝置應(yīng)協(xié)調(diào)工作。以汽車為例,要制動(dòng)時(shí),首先要使離合器分離(fēnlí),切斷動(dòng)力,然后用制動(dòng)器制動(dòng);反過(guò)來(lái),汽車要行走時(shí),應(yīng)先將制動(dòng)器放開(kāi),然后再使離合器接合,接通動(dòng)力使汽車起步。

對(duì)制動(dòng)器的基本要求是:工作可靠,操縱方便,制動(dòng)平穩(wěn)且時(shí)間較短,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸小,磨損小,散熱良好。

用電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力機(jī)時(shí),可以利用給電動(dòng)機(jī)接入反向電流的方法制動(dòng)(反接制動(dòng)),這種方法操縱方便,制動(dòng)時(shí)間比較短。但由于制動(dòng)電流較大,對(duì)電動(dòng)機(jī)和電網(wǎng)有影響;電動(dòng)機(jī)有反轉(zhuǎn)的趨勢(shì),使電動(dòng)機(jī)軸和傳動(dòng)系統(tǒng)受較大的慣性沖擊,對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)及電動(dòng)機(jī)軸有影響。

所以這種方法只能用于傳動(dòng)系統(tǒng)慣性較小(慣性參數(shù)小、運(yùn)動(dòng)速度小)、電動(dòng)機(jī)功率較小,制動(dòng)不頻繁的場(chǎng)合。

精品資料制動(dòng)器在運(yùn)動(dòng)(yùndòng)鏈中的位置:為減小制動(dòng)力矩,減小制動(dòng)器的尺寸,提高制動(dòng)的平穩(wěn)性,通常將制動(dòng)器在安裝在傳動(dòng)鏈的高速軸上.對(duì)于傳動(dòng)鏈較長(zhǎng),慣性較大,及工作載荷變動(dòng)較大的機(jī)械,為減小制動(dòng)時(shí)的沖擊力,并兼顧制動(dòng)的平穩(wěn)性,可將制動(dòng)器安裝在靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)且轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)軸上.對(duì)于大型設(shè)備(shèbèi)或重要的安全制動(dòng)器,則應(yīng)將制動(dòng)器安裝在靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)的低速軸上.

各種制動(dòng)器的類型、結(jié)構(gòu)特性、使用場(chǎng)合、相關(guān)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、工作能力的參數(shù)確定和設(shè)計(jì)過(guò)程在P123~P125有比較詳細(xì)的介紹。(自學(xué))精品資料四、安全(ānquán)保護(hù)裝置對(duì)于工作載荷變化頻繁,載荷變化幅度較大,工作過(guò)程中有短時(shí)過(guò)載發(fā)生的機(jī)械系統(tǒng),應(yīng)在運(yùn)動(dòng)鏈中設(shè)置過(guò)載保護(hù)(bǎohù)裝置,以免突發(fā)事件發(fā)生時(shí)損壞機(jī)械系統(tǒng)的有關(guān)零件。如靠摩擦力工作的帶傳動(dòng)、摩擦離合器本身就有過(guò)載保護(hù)(bǎohù)作用。P129~P131有銷釘安全聯(lián)軸器,鋼珠安全離合器、摩擦安全離合器的介紹。(自學(xué))安全裝置在運(yùn)動(dòng)鏈中的位置:

安全裝置在轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)件上,結(jié)構(gòu)尺寸可小一些,安全裝置裝在靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)構(gòu)件上,一旦發(fā)生過(guò)載,執(zhí)行機(jī)構(gòu)就能迅速地停止運(yùn)動(dòng)。綜合以上兩點(diǎn),安全裝置應(yīng)裝在靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)且轉(zhuǎn)速較高的構(gòu)件上。

設(shè)置有過(guò)載保護(hù)裝置的機(jī)械系統(tǒng),在確定各零件的計(jì)算載荷時(shí),可按過(guò)載保護(hù)裝置的動(dòng)作載荷進(jìn)行計(jì)算。如果運(yùn)動(dòng)鏈中沒(méi)有這類裝置,為了保護(hù)運(yùn)動(dòng)鏈中其它構(gòu)件不損壞,應(yīng)設(shè)置安全離合器或安全銷等過(guò)載保護(hù)裝置。當(dāng)運(yùn)動(dòng)鏈傳遞的載荷超過(guò)規(guī)定值時(shí),安全保護(hù)裝置中的聯(lián)接件被剪斷,而使運(yùn)動(dòng)鏈斷開(kāi),運(yùn)動(dòng)不能傳遞。精品資料思考題:3、對(duì)P113圖5-9和P114圖5-11、P117圖5-16作出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,說(shuō)明其屬于什么變速機(jī)構(gòu),通過(guò)什么方法可以實(shí)現(xiàn)幾個(gè)(jǐɡè)速度,有什么優(yōu)缺點(diǎn)?4、分析P107圖5-2曲柄壓力機(jī)和P117圖5-16推土機(jī)離合器在運(yùn)動(dòng)鏈中的位置不同的原因。對(duì)P107圖5-1起重機(jī)為什么沒(méi)有離合器?精品資料第四節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)設(shè)計(jì)一、有級(jí)變速(biànsù)傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)

有級(jí)變速傳動(dòng)通常由變速齒輪傳動(dòng)或變速帶傳動(dòng)組成,在一定變速范圍里,可輸出有限級(jí)數(shù)的轉(zhuǎn)速。最簡(jiǎn)單最基本的有級(jí)變速裝置是兩軸變速傳動(dòng)裝置,它可實(shí)現(xiàn)2~4級(jí)變速。當(dāng)要求的變速級(jí)多于4級(jí)時(shí),可采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的兩軸變速機(jī)構(gòu)串聯(lián)的方法,組合成多軸變速裝置。(一)兩軸變速傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1、塔輪傳動(dòng)

塔輪傳動(dòng)采用帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)。如P131圖5-30所示的塔輪傳動(dòng),可實(shí)現(xiàn)3級(jí)變速。精品資料可以(kěyǐ)實(shí)現(xiàn)3個(gè)傳動(dòng)比:軸Ⅰ為輸入(shūrù)軸,軸Ⅱ?yàn)檩敵鲚S。軸Ⅰ上固聯(lián)著直徑為D1、D2、D3的3個(gè)帶輪;軸Ⅱ上固聯(lián)著直徑為D4、D5、D6的3個(gè)帶輪。D1與D4組成傳動(dòng):D2與D5組成傳動(dòng):D3與D6組成傳動(dòng):精品資料若主動(dòng)軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為n0,被動(dòng)(bèidòng)軸Ⅱ可輸出3個(gè)轉(zhuǎn)速:如要求(yāoqiú)被動(dòng)軸Ⅱ輸出的轉(zhuǎn)速按等比級(jí)數(shù)排列,即或

按照這樣的要求選擇帶輪直徑或鏈輪齒數(shù),要求帶或鏈的長(zhǎng)度相差不多.變速自行車上所使用的塔輪鏈傳動(dòng),就可以實(shí)現(xiàn)有級(jí)地變速。塔輪傳動(dòng)裝置尺寸較大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.精品資料2、滑移(huáyí)齒輪傳動(dòng)如圖5-31所示,兩個(gè)軸上各布置2個(gè)齒輪,其中(qízhōng)一個(gè)軸上是可移的雙聯(lián)齒輪,另一個(gè)軸上是不可移的固定齒輪,可實(shí)現(xiàn)2級(jí)變速;如果在兩個(gè)軸上分別布置有可移的三聯(lián)齒輪和三個(gè)不可移的固定齒輪,可實(shí)現(xiàn)3級(jí)變速。圖5-31窄式滑移齒輪軸向排列長(zhǎng)度精品資料式中:為公比(ɡōnɡbǐ)。進(jìn)行滑移(huáyí)齒輪變速傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下4點(diǎn):(1)各級(jí)速比應(yīng)按等比級(jí)數(shù)排列。以3級(jí)變速為例,各級(jí)速比為:且則(2)對(duì)單級(jí)傳動(dòng)比的最大值或最小值要加以限制。減速時(shí)限制最大傳動(dòng)比:增速時(shí)限制最小傳動(dòng)比:直齒輪傳動(dòng):斜齒輪傳動(dòng):防止被動(dòng)齒輪直徑過(guò)大而使變速箱尺寸過(guò)大.增速傳動(dòng)會(huì)放大傳動(dòng)誤差,為避免放大誤差及保證傳動(dòng)平穩(wěn),限制最小傳動(dòng)比.精品資料這時(shí)變速(biànsù)組的變速(biànsù)范圍滿足:是變速組能實(shí)現(xiàn)的最大變速范圍;—被動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速;,—變速組中最大速比和最小速比。,(3)滑移齒輪(chǐlún)應(yīng)放在高速軸上。

轉(zhuǎn)矩小,需要的尺寸小,重量輕,操縱力小,移動(dòng)起來(lái)比較方便。(對(duì)2軸滑移齒輪裝置)精品資料(4)滑移齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意(zhùyì)的一些問(wèn)題:為防止變速過(guò)程中軸向移動(dòng)滑移齒輪時(shí)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)干涉和兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合的情況,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)采取(cǎiqǔ)以下措施:▲三聯(lián)移動(dòng)齒輪應(yīng)使大齒輪在中間,小齒輪在兩邊;▲三聯(lián)移動(dòng)齒輪和二聯(lián)移動(dòng)齒輪中,小齒輪的齒寬要大于大齒輪。(小齒輪嚙合時(shí)大齒輪不碰)▲采用圖5-31所示的窄式滑移齒輪,雙聯(lián)齒輪軸向尺寸應(yīng)保證L>4b,三聯(lián)齒輪應(yīng)保證L>7b;采用圖5-32所示的寬式滑移齒輪,雙聯(lián)齒輪軸向尺寸應(yīng)保證L>6b,三聯(lián)齒輪應(yīng)保證L>11b。精品資料對(duì)于變速組內(nèi)各對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)副的傳動(dòng)比關(guān)系(guānxì),可以用轉(zhuǎn)速圖更形象、更清晰地加以表示。設(shè)有一兩軸三聯(lián)齒輪變速組,三聯(lián)齒輪在高速軸Ⅰ上,齒數(shù)分別為Z1、Z2、Z3(Z1<Z2<Z3),高速軸轉(zhuǎn)速為n0;被動(dòng)軸Ⅱ上有三個(gè)不滑移(huáyí)的固聯(lián)齒輪,它們的齒數(shù)分別為Z4、Z5、Z6(Z4>Z5>Z6)。n0Z2Z1Z3Z5Z6Z4ⅠⅡ該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)3個(gè)傳動(dòng)比:精品資料若假設(shè)(jiǎshè)Z6=Z3可輸出(shūchū)3個(gè)轉(zhuǎn)速:則i3=1,n3=n0可畫(huà)出如下圖所示的變速裝置的轉(zhuǎn)速圖:n1n2n3ⅡⅠn0n0Z2Z1Z3Z5Z6Z4ⅠⅡ精品資料轉(zhuǎn)速(zhuànsù)圖可表示如下一些內(nèi)容:◆距離相等的一組豎線表示(biǎoshì)變速組中各傳動(dòng)軸。

本變速組中只有兩根軸,因此有兩根豎線。左邊的一根為主動(dòng)軸Ⅰ,右邊的一根為從動(dòng)軸Ⅱ。Ⅰ、Ⅱ順序按照從動(dòng)力機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序排列。

本變速組有3個(gè)轉(zhuǎn)速,故有3條水平線。從下到上的各線,轉(zhuǎn)速依次升高,越在下的線,轉(zhuǎn)速越低?!艟嚯x相等的一組橫線代表轉(zhuǎn)速線。

主動(dòng)軸Ⅰ與最高水平線的交點(diǎn)為n0,表示主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為n0

;被動(dòng)軸Ⅱ與3根水平線的交點(diǎn)分別為n1、n2、n3(從下向上),分別表示軸Ⅱ有3個(gè)轉(zhuǎn)速,且滿足n1<n2<n3。輸出軸的轉(zhuǎn)速按照公比為φ的等比級(jí)數(shù)排列,所以相鄰兩水平線(轉(zhuǎn)速線)相差為公比φ

,如兩轉(zhuǎn)速線相隔了x個(gè)間隔,則它們的轉(zhuǎn)速就相差了φ

x倍。如n2與n1相隔了一個(gè)間隔,則n2=φ

n1;而n3與n1相隔了2個(gè)間隔,則n3=φ

2

n1。◆各軸與相應(yīng)轉(zhuǎn)速線的交點(diǎn)(用小圓表示)表示相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。n1n2n3ⅡⅠn0精品資料連線斜度(xiédù)越大,表示速比越大(越小)。如在豎直方向,連線向下傾斜了x個(gè)格,則該連線表示的傳動(dòng)副的速比為i=φx;如連線向上揚(yáng)了x格,該連線表示的傳動(dòng)副的速比為i=1/φx。水平線表示該傳動(dòng)副速比i=1。◆相鄰兩軸相應(yīng)(xiāngyīng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)的連線,表示一對(duì)齒輪副的傳動(dòng)比,連線向下傾斜,表示減速;連線向上揚(yáng),表示增速。n1n2n3ⅡⅠn0要會(huì)畫(huà)轉(zhuǎn)速圖!精品資料例5-1已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1460r/min,執(zhí)行構(gòu)件要求的3個(gè)速度分別為:95r/min、150r/min、236r/min,速度按等比級(jí)數(shù)排列,公比φ=1.58。試確定合理(hélǐ)的轉(zhuǎn)速圖方案。

解:電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速nm=1460r/min,執(zhí)行(zhíxíng)構(gòu)件最低轉(zhuǎn)速n1=95r/min,傳動(dòng)系統(tǒng)的最大傳動(dòng)比:變速范圍:(2)確定傳動(dòng)方案

執(zhí)行構(gòu)件要求有3個(gè)轉(zhuǎn)速:n1、n2、n3,可以用一個(gè)2軸3聯(lián)滑移齒輪變速組來(lái)實(shí)現(xiàn)。但該變速組的最大單級(jí)傳動(dòng)比imax≤4,不能滿足要求,故在傳動(dòng)系統(tǒng)中要設(shè)有定傳動(dòng)比的減速傳動(dòng)。(1)計(jì)算最大傳動(dòng)比和變速范圍精品資料可提出(tíchū)兩個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案:電動(dòng)機(jī)2軸3聯(lián)滑移齒輪變速組定傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)高速處低速處方案(fāngàn)1:方案2:電動(dòng)機(jī)2軸3聯(lián)滑移齒輪變速組定傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)高速處中速處低速處定傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)精品資料nmZ2Z1Z3Z5Z6Z4ⅠⅡZ7Z8Ⅲn(3)確定(quèdìng)各對(duì)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比方案1:2軸3聯(lián)移動(dòng)齒輪(chǐlún)變速組與一對(duì)定傳動(dòng)比齒輪(chǐlún)傳動(dòng)組合。精品資料公比(ɡōnɡbǐ)φ的確定:i1=φ

3,i2=φ2

,i3=φ取2軸3聯(lián)移動(dòng)齒輪變速(biànsù)組3個(gè)速比為:取定傳動(dòng)比齒輪副的傳動(dòng)比:

i4=i1=φ

3則傳動(dòng)系統(tǒng)的最大傳動(dòng)比:

應(yīng)根據(jù)教材P42所列出的標(biāo)準(zhǔn)公比:1.06,1.12,1.41,1.58,1.78,2.0將計(jì)算出的公比φ?qǐng)A整為標(biāo)準(zhǔn)公比。imax=15.368精品資料各級(jí)(ɡèjí)傳動(dòng)比確定:執(zhí)行構(gòu)件(gòujiàn)的轉(zhuǎn)速:與所要求轉(zhuǎn)速很接近。95r/min150r/min236r/min精品資料i1=φ

3,i2=φ2

,i3=φ

i4=i1=φ

3ⅠⅢⅡnm=1460r/min95r/min150r/min236r/mini1i2i3i4繪制(huìzhì)轉(zhuǎn)速圖:精品資料方案2:定傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)、2軸3聯(lián)移動(dòng)齒輪(chǐlún)變速組和定傳動(dòng)比齒輪(chǐlún)傳動(dòng)組合。Z2Z1Z3Z5Z6Z4ⅠⅡZ7Z8ⅢnⅣ精品資料選取(xuǎnqǔ)V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比:選取(xuǎnqǔ)2軸3聯(lián)移動(dòng)齒輪變速組傳動(dòng)比:選取定傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)速比:則各級(jí)傳動(dòng)比確定:(2軸3聯(lián)移動(dòng)齒輪變速組)精品資料ⅠⅢⅡⅣn2=150r/minn3=236r/minnm=1460r/minn1=95r/mini′i1i2i3i4變速裝置的轉(zhuǎn)速(zhuànsù)圖:精品資料與方案(fāngàn)1相比方案(fāngàn)2的優(yōu)點(diǎn):◆帶傳動(dòng)有過(guò)載(guòzài)保護(hù)作用;◆2軸3聯(lián)移動(dòng)齒輪變速組輸入轉(zhuǎn)速較低,有利減小變速時(shí)的沖擊、振動(dòng)和噪聲;方案2缺點(diǎn):由于有帶傳動(dòng),外形尺寸較大,傳動(dòng)效率比較低,有打滑,傳動(dòng)比不準(zhǔn)確?!?軸3聯(lián)移動(dòng)齒輪變速組的最大速比,有較大減小,可減?、颉ⅱ筝S中心距。精品資料3、折回機(jī)構(gòu)(jīgòu)傳動(dòng)折回機(jī)構(gòu)傳動(dòng)見(jiàn)圖5-35。軸Ⅰ為輸入(shūrù)軸,滑移齒輪Z1與Ⅰ軸用花鍵實(shí)現(xiàn)動(dòng)聯(lián)接;雙聯(lián)齒輪Z4、Z5空套在Ⅰ軸上,滑移齒輪Z1與雙聯(lián)齒輪Z4、Z5間有摩擦離合器M1(也可改為嚙合離合器)。

在輸出軸Ⅱ上空套著雙聯(lián)齒輪Z2、Z3,滑移齒輪Z6與軸Ⅱ用花鍵實(shí)現(xiàn)動(dòng)聯(lián)接,雙聯(lián)齒輪Z2、Z3與滑移齒輪Z6間有摩擦離合器M2。

這個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)改變各離合器的狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)4個(gè)傳動(dòng)比,輸出4個(gè)轉(zhuǎn)速。M1M2精品資料離合器M1分離(fēnlí)、離合器M2分離(fēnlí):Z1Z2Z3Z4Z5Z6離合器M1接合(jiēhé)、離合器M2分離:Z5Z6M1M2精品資料離合器M1分離(fēnlí)、離合器M2接合:Z1Z2(

Z3,Z5)

Z6離合器M1接合(jiēhé)、離合器M2接合(jiēhé):Z4Z3M1M2精品資料M1M2減速(jiǎnsù)增速精品資料M1M2折回機(jī)構(gòu)傳動(dòng),有3對(duì)齒輪副,其中從齒輪Z4到齒輪Z3的傳動(dòng)叫正向(zhènɡxiànɡ)傳動(dòng),它是增速的;從齒輪Z3到齒輪Z4的傳動(dòng)叫反向傳動(dòng),反向傳動(dòng)是減速的。折回機(jī)構(gòu)(jīgòu)傳動(dòng)有一個(gè)正向傳動(dòng)副,它的速比較小,甚至可實(shí)現(xiàn)增速傳動(dòng),因此可得到較大的調(diào)速范圍。上例中調(diào)速范圍Rmax=22.4,Rmax=i1/i4=11.2/0.5=22.4,而滑移齒輪變速傳動(dòng)的調(diào)速范圍為Rmax=8~10。P114圖5-11所示的變速箱采用了折回機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。其中齒輪Z52、Z48組成正、反向傳動(dòng)副。精品資料M2、M3接合,M1、M4脫開(kāi)M2、M4接合,M1、M3脫開(kāi)M1、M3接合,M2、M4脫開(kāi)M1、M4接合,M2、M3脫開(kāi)變速箱傳動(dòng)比離合器狀態(tài)離合器變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)(chuándòng)路線精品資料4、背輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)傳動(dòng)圖示的背輪機(jī)構(gòu)有3根軸,但其中輸入軸Ⅰ和輸出軸Ⅲ同軸線,因此背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)屬于(shǔyú)二軸變速傳動(dòng)。

輸入軸Ⅰ上用花鍵動(dòng)聯(lián)接齒輪Z1;中間軸Ⅱ上固聯(lián)著兩個(gè)齒輪Z2和Z3;輸出軸Ⅲ上固聯(lián)著懸輪Z4;齒輪Z1與齒輪Z4間有單作用離合器M。

當(dāng)離合器M分離時(shí),動(dòng)力從齒輪Z1傳到齒輪Z2,又從齒輪Z3傳到齒輪Z4,輸出的轉(zhuǎn)速為n1,速比:當(dāng)離合器M接合時(shí),動(dòng)力從Ⅰ軸直接傳到Ⅲ軸,輸出的轉(zhuǎn)速為n2,i2=1。

利用圖示的二軸背輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)2個(gè)傳動(dòng)比:精品資料圖5-37是三級(jí)背輪機(jī)構(gòu)(jīgòu),可實(shí)現(xiàn)3個(gè)傳動(dòng)比。背輪機(jī)構(gòu)的最大調(diào)速范圍為:Rmax=16,比一般滑移齒輪(chǐlún)變速機(jī)構(gòu)的調(diào)速范圍Rmax=8~10大得多,所以背輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用廣泛。精品資料圖5-38所示的16T汽車起重機(jī)變速箱就應(yīng)用了背輪機(jī)構(gòu)。其中輸入軸3與輸出軸6共線,主動(dòng)軸Ⅰ(3)上固聯(lián)有齒輪Z4,它與中間軸Ⅱ(1)上固聯(lián)的齒輪Z9處于常嚙合;中間軸Ⅱ(1)上還固聯(lián)著其他4個(gè)齒輪Z10、Z11、Z12、Z13;輸出軸Ⅲ(6)上空套著3個(gè)齒輪Z5、Z6、Z7,齒輪Z8與軸用花鍵動(dòng)聯(lián)接(liánjiē);嚙合套4位于齒輪Z4、Z5之間,嚙合套5位于齒輪Z6、Z7之間。Ⅰ(3)Z9Z5Z6Z4Ⅱ(1)Z7Z8Ⅲ(6)Z10Z11Z12Z1345精品資料滑移(huáyí)齒輪Z8右移嚙合(nièhé)套5右移嚙合套5左移嚙合套4右移嚙合套4左移Ⅰ(3)Z9Z5Z6Z4Ⅱ(1)Z7Z8Ⅲ(6)Z10Z11Z12Z1345這個(gè)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)5個(gè)傳動(dòng)比:精品資料Z5Z6Z4ⅠⅡZ7Z8ⅢZ1Z2Z312圖5-39為輪胎式壓路機(jī)的變速傳動(dòng)圖,它也采用了背輪機(jī)構(gòu)。動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)1經(jīng)主離合器2傳給變速箱3的Ⅰ軸,Ⅰ軸上固聯(lián)著齒輪Z1;中間軸Ⅱ上固聯(lián)著4個(gè)齒輪:Z2、Z3、Z5、Z7;軸Ⅲ上用(shànɡyònɡ)花鍵聯(lián)接1個(gè)雙聯(lián)齒輪Z6、Z8,它們可軸向移動(dòng),齒輪Z4與軸Ⅲ動(dòng)聯(lián)接,齒輪Z4左移,可與齒輪Z1用內(nèi)、外花鍵聯(lián)接。這個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)4個(gè)速比。精品資料Z5Z6Z4ⅠⅡZ7Z8ⅢZ1Z2Z312雙聯(lián)齒輪(chǐlún)右移雙聯(lián)齒輪(chǐlún)左移Z4右移Z4左移精品資料5、離合器變速(biànsù)傳動(dòng)圖示的是可實(shí)現(xiàn)(shíxià

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