中職《機(jī)械基礎(chǔ)》（二版）模塊七（下） 機(jī)械傳動(dòng)（欒學(xué)鋼等）云天課件

《機(jī)械基礎(chǔ)》（第二版）P.194全國(guó)中職機(jī)械類統(tǒng)編教材（高教版）－－欒學(xué)鋼等主編模塊七傳動(dòng)與維護(hù)(下)蝸桿傳動(dòng)主要由蝸桿和蝸輪組成。

主要用于傳遞空間交錯(cuò)的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常軸間交角為90°。蝸桿為主動(dòng)件，蝸輪為從動(dòng)件。7.4

蝸桿傳動(dòng)

一、蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)P.194

蝸桿蝸輪傳動(dòng)的組成

1．蝸桿傳動(dòng)的類型

P.1947.4

蝸桿傳動(dòng)

一、蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

常見(jiàn)是類型是圓柱蝸桿傳動(dòng)，又以阿基米德蝸桿（端面直廓）多用。

1．蝸桿傳動(dòng)的類型

7.4

蝸桿傳動(dòng)

一、蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

單線蝸桿與多線蝸桿P.194蝸桿旋向

蝸桿與蝸輪的旋向相同，有左旋與右旋之分；

螺桿旋向判別與螺紋旋向判別方法相同。右旋蝸桿多用。

2．蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)

（2）傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小

蝸桿齒連續(xù)不斷地與蝸輪嚙合。

（5）制造成本高蝸輪齒圈一般為非鐵金屬（錫青銅）。

（1）結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大

一般：i=28～80

（3）反向自鎖，安全保護(hù)

蝸桿傳動(dòng)是蝸桿主動(dòng)，在蝸桿螺旋升角較小時(shí)（大傳動(dòng)比），反向自鎖。

（4）傳動(dòng)效率低，發(fā)熱嚴(yán)重

蝸桿傳動(dòng)效率一般為0.7～0.9，自鎖時(shí)小于0.57.4

蝸桿傳動(dòng)

一、蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)P.195電梯手動(dòng)起重裝置

中間平面

將通過(guò)蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面。

蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算P.196阿基米德蝸桿7.4

蝸桿傳動(dòng)

二、蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)在此平面內(nèi)，蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于齒輪齒條傳動(dòng)。因此這個(gè)平面內(nèi)的參數(shù)均是標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算公式與圓柱齒輪相同。P.1967.4

蝸桿傳動(dòng)

二、蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)P.196

（1）

模數(shù)m與壓力角α在中間平面內(nèi)，蝸桿的軸面與蝸輪的端面進(jìn)行嚙合。蝸桿的軸面模數(shù)mx1和蝸輪的端面模數(shù)mt2應(yīng)相等,均應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值，以m表示。蝸桿的軸面壓力角αx1和蝸輪的端面壓力角αt2應(yīng)相等,以α表示。且為標(biāo)準(zhǔn)值α＝20°。7.4

蝸桿傳動(dòng)

二、蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)αx1＝αt2＝α＝20°mx1＝mt2＝mP.196

（2）蝸桿分度圓直徑d17.4

蝸桿傳動(dòng)

二、蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)

蝸輪一般用蝸輪滾刀在滾齒機(jī)上加工，這就要求蝸輪滾刀的分度圓直徑必須與蝸桿的分度圓直徑相同；

為減少蝸輪滾刀的規(guī)格數(shù)目，就必須要限制蝸桿分度圓直徑的數(shù)目；

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已將蝸桿的分度圓直徑標(biāo)準(zhǔn)化，并與模數(shù)相匹配。

蝸桿的分度圓直徑與模數(shù)匹配表。滾齒機(jī)

（2）

蝸桿分度圓直徑P.196

蝸桿頭數(shù)z1蝸桿頭數(shù)是蝸桿螺旋線的頭數(shù)（1－4）（即蝸桿齒數(shù)）；多頭，傳動(dòng)效率好，主用于動(dòng)力傳動(dòng)；單頭，傳動(dòng)比大，效率低，自鎖性好。

蝸輪齒數(shù)z2蝸輪齒數(shù)相當(dāng)于斜齒輪的齒數(shù)。7.4

蝸桿傳動(dòng)

二、蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)

（3）導(dǎo)程角γ

將蝸桿分度圓展開(kāi)，得到分度圓直徑d1、蝸桿頭數(shù)z1、導(dǎo)程角γ三者之間的關(guān)系：P.197(4）蝸桿的直徑系數(shù)q7.4

蝸桿傳動(dòng)

二、蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)

令：蝸桿的直徑系數(shù),且為標(biāo)準(zhǔn)值。則：

蝸桿分度圓直徑

由上式：

蝸桿分度圓直徑

P.197蝸桿材料：

低、中速：用45鋼調(diào)質(zhì)處理。

高速：用45Cr調(diào)質(zhì)并表面淬火。

蝸輪材料：指齒圈部分材料，輪轂部分用鋼或鑄鐵。從耐磨性上考慮，齒圈部分材料一般用錫青銅等材料，低速或手動(dòng)、大型蝸輪齒圈也可用鑄鐵材料。

7.4

蝸桿傳動(dòng)

三、蝸桿蝸輪的材料P.198蝸桿軸結(jié)構(gòu)：蝸桿部分與軸端部分一般做成一個(gè)整體。

蝸輪結(jié)構(gòu)：

整體式

用于鑄鐵蝸輪或直徑小于100mm的青銅蝸輪。

組合式

對(duì)于直徑較大的青銅蝸輪，為節(jié)省有色金屬材料，采用組合式。7.4

蝸桿傳動(dòng)

四、蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu)整體式組合式蝸桿軸1.蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比P.1987.4

蝸桿傳動(dòng)

五、蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比與幾何尺寸計(jì)算式中：

蝸桿齒數(shù)z1＝1～4；多頭，傳動(dòng)效率好，主用于動(dòng)力傳動(dòng)；單頭，傳動(dòng)比大，效率低，自鎖性好。

蝸輪齒數(shù)z2

傳動(dòng)比i=28～80蝸桿減速器2.蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算P.1997.4

蝸桿傳動(dòng)

五、蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比與幾何尺寸計(jì)算2.蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算P.1997.4

蝸桿傳動(dòng)

五、蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比與幾何尺寸計(jì)算3.

蝸輪轉(zhuǎn)向的判別

P.1997.4

蝸桿傳動(dòng)

五、蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比與幾何尺寸計(jì)算

蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿是主動(dòng)件，其轉(zhuǎn)向是已知的，而蝸輪的轉(zhuǎn)向需要進(jìn)行判別。

問(wèn)題：蝸桿圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，蝸輪轉(zhuǎn)向？蝸輪轉(zhuǎn)向判別方法：1）先判別蝸桿旋向（蝸輪旋向與蝸桿一致）

2）用左、右手法則判斷蝸輪轉(zhuǎn)向。4.

正解嚙合條件

P.1997.4

蝸桿傳動(dòng)

五、蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比與幾何尺寸計(jì)算

一對(duì)蝸桿和蝸輪要能正確嚙合，除了兩輪中間平面內(nèi)的模數(shù)和壓力角要相同，其蝸輪的螺旋角β與蝸桿的導(dǎo)程角γ也要滿足一定關(guān)系，其正確嚙合條件是：αx1＝αt2＝α=20°mx1＝mt2＝mγ1＝β2由于蝸桿傳動(dòng)中的蝸桿表面硬度比蝸輪高，所以蝸桿的接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度都比蝸輪高；而蝸輪齒的根部是圓環(huán)面，彎曲強(qiáng)度也高、很少折斷。蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式有膠合、疲勞點(diǎn)蝕和磨損。

蝸桿軸細(xì)長(zhǎng)，彎曲變形大，會(huì)使嚙合區(qū)接觸不良。需要考慮其剛度問(wèn)題。1.蝸桿傳動(dòng)的失效形式P.2002.蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑

蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑要求與閉式齒輪的潤(rùn)滑要求基本一致，即采用油池潤(rùn)滑或噴油潤(rùn)滑。7.4

蝸桿傳動(dòng)

六、蝸桿傳動(dòng)的失效形式與維護(hù)由于蝸桿傳動(dòng)摩擦嚴(yán)重、發(fā)熱量大，因此蝸桿傳動(dòng)裝置應(yīng)考慮良好的散熱，否則會(huì)進(jìn)一步降低傳動(dòng)效率。

蝸桿傳動(dòng)的散熱方法如下。一般還在箱體外做散熱筋（片）散熱。3.蝸桿傳動(dòng)的散熱P.2007.4

蝸桿傳動(dòng)

六、蝸桿傳動(dòng)的失效形式與維護(hù)7.5

齒輪系與減速器

P.201轎車變速箱

輪系傳動(dòng)：由一系列傳動(dòng)輪（主要是齒輪）組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。

輪系的作用：能實(shí)現(xiàn)由一個(gè)動(dòng)力源，通過(guò)減速并增大扭矩、變速、差速、變向等傳動(dòng)方式，進(jìn)行遠(yuǎn)距離的動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)的傳遞。

減速器：在機(jī)械設(shè)備中，位于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立封閉傳動(dòng)裝置。

驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)

單級(jí)傳動(dòng)多級(jí)傳動(dòng)－－輪系：解決大傳動(dòng)比、遠(yuǎn)距離傳動(dòng)、變速變向等問(wèn)題。7.5

齒輪系與減速器

一、齒輪系的組成與類型P.201單級(jí)傳動(dòng)多級(jí)傳動(dòng)

1．定軸輪系輪系運(yùn)動(dòng)時(shí)，所有齒輪軸線都固定的輪系，稱為定軸輪系

2．行星輪系若有一個(gè)及其以上的齒輪除繞自身軸線自轉(zhuǎn)外，其軸線又繞另一個(gè)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的輪系稱為行星輪系。軸線可動(dòng)的齒輪稱為行星輪7.5

齒輪系與減速器

一、齒輪系的組成與類型P.201定軸輪系

行星（周轉(zhuǎn)）輪系組成：行星輪、行星架H、中心輪（太陽(yáng)輪）。行星輪系

4．傳遞相距較遠(yuǎn)的兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力

1．可獲得大的傳動(dòng)比2．可實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)

3．變向傳動(dòng)5．運(yùn)動(dòng)合成與分解（行星輪系）

P.2027.5

齒輪系與減速器

二、齒輪系的傳動(dòng)特點(diǎn)

輪系的傳動(dòng)比P.203平行軸定軸輪系

非平行軸定軸輪系

輪系的轉(zhuǎn)向:

平行定軸輪系:同轉(zhuǎn)向“+”,反轉(zhuǎn)向用“－”號(hào)表示;

非平行定軸輪系則只能用畫(huà)箭頭的方式表達(dá)轉(zhuǎn)向.7.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算

注意：輪系中的惰輪（中間輪）只會(huì)改變從動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，不會(huì)改變從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速。

1.平行軸定軸輪系

傳動(dòng)路線分析:輪系傳動(dòng)比計(jì)算（示例）

輪系傳動(dòng)比公式:輪系輸出軸轉(zhuǎn)速公式:7.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算P.203

2．非平行軸定軸輪系P.203

輪系輸出軸轉(zhuǎn)速:

輪系輸出軸轉(zhuǎn)向:非平行定軸輪系則只能用畫(huà)箭頭的方式表達(dá)轉(zhuǎn)向。如圓錐齒輪轉(zhuǎn)向和蝸桿傳動(dòng)轉(zhuǎn)向等。7.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算

1.平行軸定軸輪系末軸是螺旋傳動(dòng)的移動(dòng)速度：

末軸是齒條傳動(dòng)的移動(dòng)速度：拓展P.2047.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算例7－6：如圖所示為某越野汽車變速箱的齒輪系，可實(shí)現(xiàn)四種不同的變速與。圖中輸入軸與輸出軸同在同一軸線上，但兩軸獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，只有當(dāng)輸入軸上的齒輪2輸出軸上的齒輪3的內(nèi)齒輪相嚙合時(shí)，輸入軸才與輸出軸連成一體。各齒輪齒數(shù)分別為Z1＝15，Z2＝17，Z3＝20，Z4＝27，Z5＝30，Z6＝27，Z7＝22，Z8＝15，Z9＝12；當(dāng)輸入軸的轉(zhuǎn)速為2000r/min時(shí)，分別求出輸出軸四個(gè)檔的轉(zhuǎn)速。解：例：已知如下圖所示的平行定軸輪系，求輸出軸n5的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速。P.206平行定軸輪系7.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算解：例：

在下圖所示的非平行定軸輪系中，求輪4的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。P.206非平行定軸輪系輪4的轉(zhuǎn)向，如圖所示。7.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算P.2067.5

齒輪系與減速器

三、定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算例3：某傳動(dòng)裝置如下圖所示。除Z2以外，裝置的其它參數(shù)均已在圖中標(biāo)出。

求：（1）齒數(shù)Z2；（2）工作臺(tái)有幾種移動(dòng)速度？（3）工作臺(tái)移動(dòng)的最高速度；（4）在圖示狀態(tài)下，工作臺(tái)的移動(dòng)方向。解：P.2067.5

齒輪系與減速器

四、齒輪減速器的結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)

按照傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，減速器可分為齒輪減速器（圓柱齒輪減速器、圓錐－圓柱齒輪減速器等）、蝸桿減速器（圓柱蝸桿減速器、蝸桿－齒輪減速器等）行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、諧波齒輪減速器五種類型。

上述減速器已有標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品供應(yīng)，配套方便，一般根據(jù)機(jī)器的總體傳動(dòng)方案和工作條件，按照所需的傳統(tǒng)功率、轉(zhuǎn)速、效率、傳動(dòng)比等參數(shù)，并考慮結(jié)構(gòu)尺寸和安裝布置要求，從產(chǎn)品樣本中選取。圓柱齒輪減速器P.2087.5

齒輪系與減速器

拓展、傳動(dòng)類型的選擇在機(jī)器傳遞的功率、傳動(dòng)比和工作條件已知的情況下，如何選擇機(jī)械傳動(dòng)的類型呢？不同的機(jī)械傳動(dòng)各有其優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，要根據(jù)實(shí)際工作情況進(jìn)行具體分析和比較。抓住主要矛盾，合理選擇傳動(dòng)的類型。

選擇機(jī)械傳動(dòng)類型時(shí)，主要考慮以下三個(gè)方面的指標(biāo)：拓展傳動(dòng)類型的選擇1.功率與效率

各類傳動(dòng)所能夠傳遞的功率取決于其傳動(dòng)原理、承載能力、載荷分布、制造精度、機(jī)械效率和發(fā)熱情況等因素。一般來(lái)說(shuō)，嚙合傳動(dòng)的傳遞的功率高于摩擦傳動(dòng)，但是蝸桿傳動(dòng)工作時(shí)的發(fā)熱量較大，不宜用于大功率場(chǎng)合。帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)，為了提高傳遞功率的能力，必須增加傳動(dòng)帶的橫截面積或鏈條根數(shù)（排數(shù)），這又受到載荷分布不均的限制。P.2087.5

齒輪系與減速器

拓展、傳動(dòng)類型的選擇拓展傳動(dòng)類型的選擇2.速度

提高傳動(dòng)速度是機(jī)器發(fā)展的重要方向。表示傳動(dòng)速度的參數(shù)是最大圓周速度和最大轉(zhuǎn)速。這些參數(shù)受到載荷、熱平衡條件、離心力及振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的限制。最大圓周速度。3.外廓尺寸、質(zhì)量和成本

外廓尺寸、質(zhì)量和成本，在同樣功率和傳動(dòng)比的條件下，各類傳動(dòng)外廓尺寸的差異是很可觀的。下表列出了四類傳動(dòng)在相同條件下的尺寸，質(zhì)量與成本對(duì)比，可以作為選擇傳統(tǒng)類型時(shí)的參考。P.209模塊七傳動(dòng)與維護(hù)

小結(jié)

帶傳動(dòng)依靠帶與帶輪之間的摩擦或嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)