汽車機械基礎 課件 模塊3、4 汽車機械傳動裝置、汽車液傳動

模塊三汽車機械傳動裝置任務一帶傳動任務二鏈傳動任務三齒輪傳動任務四蝸桿傳動任務五輪系傳動任務六螺旋傳動

傳動方式可以分為機械傳動、電氣傳動、液壓傳動和氣壓傳動。其中機械傳動最為常見。

傳動方式按照傳動原理，機械傳動可分為兩大類：

1.摩擦傳動――依靠構件接觸面的摩擦力來傳遞動力和運動的傳動，如帶傳動。

2.嚙合傳動――依靠構件間的相互嚙合來傳遞動力和運動的傳動，如鏈傳動、齒輪傳動和蝸桿傳動。機械傳動是利用機械方式傳遞動力和運動的傳動。任務一帶傳動任務引入

轎車發(fā)動機具體采用了哪幾種帶傳動形式？帶傳動的種類、運動特點及失效形式是什么？帶進行安裝、維護時需要注意哪些問題？任務分析

帶傳動用于原動機與工作機之間的傳動，調(diào)整工作部分與原動機部分的速度關系，實現(xiàn)減速、增速和變速要求。1．掌握帶傳動的類型、特點和工作原理。2．掌握V帶的結構、型號，及在汽車上的應用。3．了解同步帶的傳動特點，掌握同步帶在汽車上的應用4．了解V帶的受力情況、參數(shù)，及對帶傳動的影響。5．掌握帶傳動的張緊方法。學習目標相關知識

一、帶傳動的組成、傳動比與特點

二、帶傳動的類型

三、帶傳動在汽車中的應用

四、普通V帶與帶輪的結構

五、汽車用傳動帶的結構和標記

六、普通V帶傳動的工作情況分析

七、帶傳動的張緊、安裝和維護一、帶傳動的組成、傳動比與特點1．帶傳動的組成與傳動比1—主動帶輪

2—從動帶輪

3—傳動帶

帶傳動是由兩個帶輪和一根緊繞在兩輪上的傳動帶組成，靠帶與帶輪接觸面之間的摩擦力（或嚙合力）來傳遞運動和動力的一種撓性傳動。帶傳動的傳動比：設主動帶輪1的轉速為n1，從動帶輪2的轉速為n2，比值n1/n2稱為帶傳動的傳動比i。理論傳動比：帶傳動中的兩輪轉速與帶輪直徑成反比。?摩擦帶傳動，有彈性滑動，傳動比不穩(wěn)定；優(yōu)點：?摩擦帶傳動，過載時打滑可防止其他零件損壞；?具有良好的彈性，能夠緩沖和吸振，傳動平穩(wěn)、噪聲??；?結構簡單，便于加工，無需潤滑，成本低廉；?適用于中心距較大的兩軸間的傳動。缺點：?不宜在高溫、易燃易爆、有油、水等腐蝕介質(zhì)場合下使用；?常需要張緊裝置，對軸和軸承的壓力較大。?傳動效率低，傳動帶的壽命較短，對使用不利；2.帶傳動的特點1.摩擦帶傳動：靠帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力（平帶和V帶傳動）；

2.嚙合帶傳動：靠帶內(nèi)側凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合來傳遞運動和動力（同步帶傳動）。摩擦帶傳動按工作原理不同：二、帶傳動的類型嚙合帶傳動（1）平帶傳動：最簡單，適合于中心距較大的情況；（2）V帶傳動：產(chǎn)生的摩擦力比平帶大，應用最廣泛；（3）多楔帶傳動：適于傳遞功率較大，要求結構緊湊場合；（4）圓形帶傳動：常用于縫紉機、儀器等低速小功率場合。1.摩擦帶傳動按截面形狀分為：圓形帶多楔帶平帶V帶2.嚙合帶傳動曲軸同步帶輪凸輪軸同步帶輪張緊輪水泵同步帶輪同步帶汽車配氣機構同步帶傳動三、帶傳動在汽車中的應用1．V帶在汽車中的應用2．多楔帶在汽車中的應用3．同步帶在汽車中的應用1—主動輪2—從動輪3—張緊輪4—同步帶4．金屬帶在汽車中的應用

汽車V帶

汽車V帶是標準件，根據(jù)公稱頂寬分為AV10、AV13、AV15、AV17、AV22等5種型號，AV后面的數(shù)字表示頂寬的大?。╩m）。汽車V帶標記：型號

×

有效長度公稱值

標準號。

例如：AV13×1000GB/T12732-1996表示型號為AV13，有效長度公稱值為1000mm，標準號是GB/T12732—1996的汽車V帶。1.汽車V帶的結構、型號和標記四、汽車用傳動帶的結構和標記2.汽車多楔帶的結構、型號和標記

多楔帶汽車多楔帶標記：楔數(shù)型號有效長度。

例如：6PK1150表示楔數(shù)為6，型號為PK，有效長度為1150mm的汽車多楔帶。

多楔帶只有PK一種型號，雙面多楔帶為DPK。3.汽車同步帶的結構、型號和標記

同步帶汽車同步帶標記：齒數(shù)型號寬度。

例如：80ZA19表示齒數(shù)為80，型號為ZA，寬度為19mm的汽車同步帶。

同步帶有兩種型號：ZA型和ZB型。

簾布結構：制造方便，抗拉強度高，價格低廉。

線繩結構：韌性好，適用轉速較高、帶輪直徑較小的場合。五、普通V帶與帶輪1．普通V帶（1）普通V帶的結構（2）普通V帶的參數(shù)（3）普通V帶的類型★普通V帶的截型分Y、Z、A、B、C、D、E七種

型號。YZABCDE截面逐漸增大普通V帶參數(shù)：基準長度Ld、節(jié)寬bp、基準直徑dd

等。2.帶輪帶輪由輪緣、輪輻（或腹板）和輪轂三部分組成。

帶輪常用的材料有灰鑄鐵、鑄鋼或非金屬材料等，其中，灰鑄鐵應用最廣。

輪緣輪輻帶輪輪輻的結構形式：輪轂（1）平帶傳動（2）V帶傳動（3）多楔帶傳動（4）圓形帶傳動帶傳動在工作時：

傳動帶與主動輪和從動輪在接觸面上產(chǎn)生摩擦力。靜止時的受力工作時的受力六、普通V帶傳動的工作情況分析1．普通V帶傳動的受力分析★★帶傳動所傳遞的功率：F－有效拉力，即有效圓周力：緊邊拉力增加量＝F1-F0緊邊拉力增加量＝松邊拉力減少量＝△F松邊拉力減少量＝F0-F2設帶的總長度不變：★q—帶單位長度上的質(zhì)量A—帶的截面面積（1）離心應力離心拉應力σc（2）拉應力緊邊拉應力松邊拉應力彎曲拉應力σb（3）彎曲應力yV帶的節(jié)面

dV帶輪的基準圓2．普通V帶傳動的應力分析3.帶的彈性滑動和打滑（1）彈性滑動3.帶的彈性滑動和打滑v1>v帶，v帶>v2v1>v2F2F2n1n2F1F1（1）彈性滑動

彈性滑動后果：傳動比不準確；使帶磨損，效率降低。

產(chǎn)生的原因：帶的彈性變形與拉力差?；瑒勇剩海?）打滑

帶傳動是靠摩擦工作的，當初拉力一定時，帶與帶輪之間的摩擦力總和有一個極限值。當傳遞的有效圓周力F的值超過極限摩擦力時，帶將在帶輪輪面上發(fā)生明顯的滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。

因為小帶輪包角小于大帶輪包角，所以，打滑首先發(fā)生在小帶輪上。因此，小帶輪上的包角不能太小，設計時為了保證帶傳動具有一定的傳動能力，小帶輪上的包角α1≥120°。（3）彈性滑動和打滑的區(qū)別項目彈性滑動打滑現(xiàn)象局部帶在局部輪面上發(fā)生的滑動整個帶在整個輪面上發(fā)生的滑動產(chǎn)生的原因帶兩邊的拉力差超載結論不可避免可以避免七、帶傳動的張緊、安裝和維護1．帶傳動的張緊（1）當兩輪的中心距能夠調(diào)整時（2）當兩輪的中心距不能調(diào)整時

張緊輪位置：①松邊內(nèi)側靠大輪；②松邊外側靠小輪。利用自重滑道式張緊裝置擺架式張緊裝置自動張緊裝置張緊輪裝置①安裝傳動帶時，不能硬撬。應先縮短中心距，然后再裝傳動帶。②安裝時，兩帶輪軸線應保持平行，否則傳動帶會被扭曲而過早磨損，降低帶的壽命。③要保證V帶在帶輪輪槽中的正確位置，過高和過低都不利于帶的正常工作。④同組使用的V帶應型號相同、長度相同，不同廠家的V帶、新舊V帶不能混用。⑤V帶的張緊度要合適。一般中等中心距的帶傳動，帶的張緊度以大拇指能將帶按下

15mm左右為宜，如圖所示。新V帶使用前，最好預先拉緊一段時間后再使用。⑥帶傳動應設置防護罩，防止帶與酸、堿或油接觸而受腐蝕，以保證安全。⑦要定期對傳動帶進行檢查，如有一根帶松弛或損壞，則應更換所有的帶。2．帶傳動的安裝和維護任務實施

一、分析帶傳動的打滑

二、分析汽車上具體采用的帶傳動形式一、分析帶傳動的打滑1.打滑發(fā)生三種情況。（1）包角過小，不能充分利用帶的工作能力，屬于設計問題。（2）沒有足夠的張緊力。這通常是因為帶在工作一段時間后，由于帶的伸長變形而引起張緊力下降?？梢酝ㄟ^調(diào)整帶傳動的中心距來加大張緊力。2．打滑多發(fā)生在小帶輪上。由于小帶輪的包角小于大帶輪的包角，因此打滑多發(fā)生在小帶輪上。要避免打滑，需要求摩擦系數(shù)、包角和張緊力應具有足夠的取值。3．打滑對帶傳動的影響。打滑加劇了帶的磨損，使從動輪轉速急劇降低、甚至停止運動，導致傳動失效。為了保證帶傳動的正常工作，應避免出現(xiàn)過載打滑現(xiàn)象。但當傳動突然超載時，打滑可以起到過載保護的作用，避免其他零件的損壞。二、分析汽車上具體采用的帶傳動形式汽車上采用的帶傳動主要有以下四種形式：

1．汽車發(fā)動機附件（發(fā)電機、空調(diào)壓縮機和水泵）常采用V帶驅(qū)動。

2．汽車發(fā)動機附件（發(fā)電機、空調(diào)壓縮機和水泵）也常采用多楔帶傳動。

3．汽車發(fā)動機曲軸與凸輪軸間的正時傳動采用同步帶傳動。

4．汽車無級變速CVT采用金屬帶傳動。任務二鏈傳動任務引入

汽車發(fā)動機凸輪軸的傳動方式有凸輪軸上置、凸輪軸中置和凸輪軸下置3種。不同的凸輪軸傳動方式對應的發(fā)動機曲軸與凸輪軸的傳動方式也不同。那么，凸輪軸上置的配氣機構，采用的是哪種機械傳動形式?任務分析

凸輪軸上置的配氣機構，一般采用的是鏈傳動。鏈傳動與帶傳動同屬于撓性傳動，其主要作用就是傳遞轉矩和改變轉速。1．了解鏈傳動的特點。2．熟悉鏈傳動的類型。3．掌握鏈傳動在汽車上的應用。學習目標相關知識一、鏈傳動的組成與特點二、傳動鏈的類型三、傳動鏈的運動特性四、滾子鏈的結構和鏈輪五、鏈傳動的失效形式六、鏈傳動的布置七、鏈傳動的張緊一、鏈傳動的組成與特點1．鏈傳動的組成

鏈傳動通常由分別安裝在兩根平行軸上的主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條組成。主動鏈輪從動鏈輪鏈條?對制造和安裝精度要求比帶傳動高；?不需要初拉力，作用在軸上的力小，軸承壽命長；?嚙合傳動，能保持平均傳動比恒定不變；?可在惡劣環(huán)境下可靠地工作；?能傳遞較大的圓周力，相同條件下，其結構更小、更輕便；?過載時不能起保護作用；?鉸鏈磨損后，使鏈節(jié)距變大，鏈條易脫落。?運動平穩(wěn)性差，噪聲和振動大；優(yōu)點：缺點：2．鏈傳動的特點?傳動效率比帶高，一般達0.95～0.98。根據(jù)用途不同分為：傳動鏈、起重鏈、牽引鏈。牽引鏈傳動鏈起重鏈傳動鏈根據(jù)結構不同分為：齒形鏈、滾子鏈。二、傳動鏈的類型齒形鏈滾子鏈三、傳動鏈的運動特性1．平均鏈速和平均傳動比

設鏈傳動中主動鏈輪的齒數(shù)為z1，轉速為n1（r/min），從動鏈輪的齒數(shù)為z2，轉速為n2（r/min），則鏈的平均速度為由上式，可得鏈傳動的平均傳動比為2．瞬時鏈速和瞬時傳動比瞬時傳動比四、滾子鏈的結構和鏈輪1．滾子鏈的結構滾子鏈由內(nèi)鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。1—內(nèi)鏈板2—外鏈板3—銷軸4—套筒5—滾子

滾子鏈的接頭形式：偶數(shù)節(jié)：開口銷（大節(jié)距）或彈簧夾（小節(jié)距）奇數(shù)節(jié)：過渡鏈節(jié)（會產(chǎn)生附加彎矩，一般不采用）開口銷固定彈簧夾固定過渡鏈節(jié)連接滾子鏈有單排或多排結構。滾子鏈上相鄰兩滾子中心的距離。節(jié)距：

排數(shù)越多，承載能力越高，但制造、安裝誤差也越大，各排鏈受載不均勻現(xiàn)象越嚴重。一般的排數(shù)不超過4排。

滾子鏈已標準化，分為A、B兩個系列。其中A系列起源美國，流行于世界；B系列起源英國，主要流行于歐洲。2.滾子鏈的標準3．鏈輪的結構和材料實心式

孔板式

組合式

低速時大鏈輪可采用鑄鐵，小鏈輪的嚙合次數(shù)多，其材料要優(yōu)于大鏈輪，并要進行熱處理。3．鏈輪的結構和材料

鏈輪輪齒應具有足夠的接觸強度和耐磨性，常用材料為中碳鋼（35、45），不重要的場合用Q235、Q275，高速重載時采用合金鋼。1.鏈條疲勞破壞2.鏈條鉸鏈的磨損3.鏈條鉸鏈的膠合

4.靜力拉斷

五、鏈傳動的失效形式六、鏈傳動的布置

鏈傳動的布置方式有：水平布置（最好）、垂直布置、傾斜布置三種。水平布置傾斜布置垂直布置

1.增大兩輪中心距。

2.用張緊輪張緊。張緊輪直徑稍小于小鏈輪直徑，張緊輪應設在松邊的內(nèi)側靠近大鏈輪或外側靠近小鏈輪處。

3.拆除1~2個鏈節(jié)，縮短鏈長。

鏈傳動張緊的目的：主要是為了避免鏈條的垂度過大時，產(chǎn)生嚙合不良和鏈條振動現(xiàn)象，同時也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。七、鏈傳動的張緊張緊方法：彈簧自動張緊重力自動張緊托架自動張緊張緊輪自動張緊任務實施分析汽車發(fā)動機中的正時鏈傳動1—液壓張緊裝置2—鏈條3—曲軸正時鏈輪4—油泵驅(qū)動鏈輪5—導鏈板6—凸輪軸正時鏈輪

曲軸的轉動通過鏈傳動傳遞到凸輪軸，實現(xiàn)凸輪軸的驅(qū)動。上置式凸輪軸的鏈傳動采用滾子鏈。為避免振動和噪聲，工作時應將鏈條張緊，因此，在鏈傳動機構中裝有導鏈板，并在鏈條的松邊設置張緊輪。圖示為液壓式張緊裝置，發(fā)動機的機油進入液壓腔，推動其內(nèi)部的活塞向外移動，使張緊鏈輪壓向鏈條。調(diào)整張緊輪的位置，即可改變鏈條的張力。任務三齒輪傳動任務引入任務引入汽車后橋主減速器任務分析

齒輪傳動是一種嚙合傳動，是應用最為廣泛和特別重要的一種機械傳動形式，它可以用于傳遞空間任意軸之間的運動和動力。

汽車動力傳動部分中，常常用齒輪傳動來傳遞動力、改變轉速或方向。1．熟悉齒輪傳動的特點和分類。2．掌握漸開線直齒圓柱齒輪各部分名稱。3．掌握一些常見齒輪傳動的傳動特點及在汽車上的應用。4．掌握齒輪各部分幾何參數(shù)及算法。學習目標相關知識一、齒輪傳動的組成、傳動比與特點二、齒輪傳動的類型三、漸開線直齒圓柱齒輪傳動四、斜齒圓柱齒輪傳動五、錐齒輪傳動六、齒輪傳動的失效形式七、齒輪的常用材料八、鋼制齒輪的熱處理九、齒輪的結構十、齒輪傳動的使用與維護1．齒輪傳動的組成與傳動比一、齒輪傳動的組成、傳動比與特點齒輪傳動由主動齒輪、從動齒輪直接嚙合傳動組成。汽車后橋齒輪主動齒輪從動齒輪齒輪傳動的傳動比：設主動齒輪的齒數(shù)為z1，轉速為n1；從動齒輪的齒數(shù)為z2，轉速為n2，則傳動比i為：?需要專用設備和刀具制造齒輪，成本較高；優(yōu)點?傳動效率高，工作可靠性使用壽命長；?傳動比穩(wěn)定，傳動準確可靠；?適用功率、速度和尺寸范圍大；?結構緊湊，體積小。缺點?制造和安裝精度要求較高，精度低時噪聲和振動較大；?不適用于兩軸間距離較大的傳動；2.齒輪傳動的特點?沒有過載保護作用。?可用來傳遞空間任意兩軸之間的傳動；二、齒輪傳動的類型

空間齒輪傳動（兩軸不平形）圓柱齒輪傳動兩軸相交兩軸交錯蝸桿傳動交錯軸斜齒輪傳動平面齒輪傳動（兩軸平形）按照一對齒輪軸線的相對位置分外嚙合內(nèi)嚙合齒輪齒條直齒斜齒曲齒直齒斜齒人字齒圓錐齒輪傳動1.平面齒輪傳動內(nèi)嚙合直齒輪外嚙合直齒輪斜齒圓柱齒輪人字齒圓柱齒輪齒輪齒條傳動2.空間齒輪傳動直齒圓錐齒輪

蝸桿傳動交錯軸斜齒輪傳動曲齒圓錐齒輪斜齒圓錐齒輪1.開式齒輪傳動按照工作條件分

齒輪傳動沒有防塵罩或機殼，齒輪完全暴露在外邊。這種傳動不僅外界雜物極易侵入，而且潤滑不良，輪齒也容易磨損，故只宜用于低速或低精度場合，如水泥攪拌機。2.半開式齒輪傳動

齒輪傳動有簡單的防護罩但不封閉，有時還把大齒輪的部分齒輪進入油池中。它的工作條件雖有改善，但仍不能做到嚴密防止外界雜物侵入，潤滑條件也不算最好。卷揚機3.閉式齒輪傳動齒輪傳動裝在經(jīng)過精確加工而且封閉嚴密的箱體內(nèi)，故密封條件好，且易于保證良好的潤滑，使用壽命長，多用于較重要的場合，如汽車變速箱齒輪、減速器齒輪。三、漸開線直齒圓柱齒輪傳動1．漸開線的形成及性質(zhì)漸開線的性質(zhì)：

（1）發(fā)生線長度等于它所對應的基圓弧長。（2）漸開線上任意點的法線，必定與基圓相切。（3）漸開線的形狀取決于基圓的大小。（4）基圓內(nèi)無漸開線。2．漸開線齒廓的壓力角

漸開線齒廓上某點的法線與速度方向線所夾的銳角αk稱為該點的壓力角。3．漸開線直齒圓柱齒輪各部分名稱（1）齒頂圓da：齒頂圓柱面與端平面的交線。（2）齒根圓df：齒根圓柱面與端平面的交線。（3）分度圓d：齒輪計算和加工基準的圓。（4）齒厚s：分度圓上輪齒兩側齒廓間的弧度稱為齒厚。（5）齒槽寬e：分度圓上齒槽兩側齒廓間的弧長。（6）齒距p：相鄰兩齒同側齒廓間的弧長。

p＝s+e（7）齒頂高ha：齒頂圓與分度圓之間的徑向距離。

ha

＝（da-d）/2（8）齒根高hf：齒根圓與分度圓之間的徑向距離。

hf

＝（d-df）/2（9）全齒高h：齒根圓與齒頂圓之間的徑向距離。

h＝ha+hf（1）齒數(shù)z（2）模數(shù)m

分度圓直徑:令:

漸開線齒廓在分度圓上的壓力角—齒輪壓力角。m為標準值（3）壓力角標準壓力角=20°4．漸開線直齒圓柱齒輪主要參數(shù)分度圓周長:5．漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸當模數(shù)確定后，齒輪的齒頂高、齒根高和全齒高可以表示為ha*：齒頂高系數(shù)，c*：頂隙系數(shù)，c：頂隙（mm）。式中：正常齒：ha*＝1.0，c*＝0.25；短齒：ha*＝0.8，c*＝0.3。按國家標準：標準齒輪（具有標準模數(shù)和標準壓力角的直齒圓柱齒輪）：標準中心距（兩齒輪輪心之間的距離）：齒頂圓直徑和齒根圓直徑計算公式為：例

4-1已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪的中心距a

=

160mm，齒數(shù)z1=20，z2=60，求模數(shù)和分度圓直徑。解：求得模數(shù)為再由公式

求得分度圓直徑為因為是標準直齒圓柱齒輪傳動，所以，由公式例

4-2一對漸開線標準直齒圓柱齒輪，主動齒輪齒數(shù)z1=19，從動齒輪齒數(shù)z2=81，試計算傳動比。并判斷該齒輪傳動是減速增扭，還是增速減扭?因為傳動比即小齒輪帶大齒輪。所以，該齒輪傳動是減速增扭傳動。解：漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件為：6.標準直齒圓柱齒輪的正確嚙合和連續(xù)傳動條件（1）正確嚙合條件（2）連續(xù)傳動的條件滾直齒插直齒仿形法加工齒輪方法：范成法（展成法）與成型法（仿形法）（3）避免根切和干涉條件根切位置不根切的條件：Z≥17即：四、斜齒圓柱齒輪傳動

螺旋角β越大，輪齒就越傾斜，傳動的平穩(wěn)性也越好。

螺旋角β：螺旋線的切線與軸線的夾角β稱為斜齒輪的螺旋角。它表示輪齒的傾斜程度。

接觸線是斜直線，逐漸接觸，逐漸脫開，傳動平穩(wěn)，沖擊和噪聲小。1．斜齒圓柱齒輪齒面的形成2．斜齒圓柱齒輪傳動的特點及應用

從嚙合開始時起，接觸線長度由零逐漸增大，到某一位置后又逐漸減小，直至脫離嚙合。所以，斜齒輪嚙合是逐漸進入和逐漸退出的，且斜齒輪嚙合的時間比直齒輪長，故斜齒輪傳動平穩(wěn)、噪聲小、承載能力強。

錐齒輪傳動傳遞兩相交軸之間的運動和動力，常見軸交角為90,加工和安裝比較困難，一般用于輕載、低速場合。五、錐齒輪傳動斜齒圓錐齒輪曲齒圓錐齒輪1.分類直齒圓錐齒輪

直齒錐齒輪在汽車機械中廣泛應用于減速機構。曲齒錐齒輪應用于轎車驅(qū)動橋的主減速器和差速器中。2.應用1.齒面點蝕

六、齒輪傳動的失效形式2.齒面磨損

3.齒面膠合

4.齒面塑性變形5.輪齒折斷七、齒輪的常用材料

①齒面有足夠的硬度，以抵抗齒面磨損、點蝕、膠合以及塑性變形等。②齒心有足夠的強度和較好的韌性，以抵抗齒根折斷和沖擊載荷。③有良好的加工工藝性能及熱處理性能，使之便于加工且便于提高其力學性能。

常用的齒輪材料為各種牌號的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼、鑄鋼、合金結構鋼、鑄鐵和非金屬材料等，一般多采用鍛件或軋制鋼材。齒輪應滿足條件:九、齒輪的結構

齒輪結構一般由輪緣、輪轂和輪輻三部分組成，其中輪緣的齒面、輪轂的內(nèi)孔是主要的功能面。齒輪軸實體式孔板式輪輻式八、鋼制齒輪的熱處理1.表面淬火

2.滲碳淬火

3.滲氮

4.調(diào)質(zhì)

5.正火開式傳動或半開式傳動定期人工加油潤滑v<12m/s的閉式傳動浸油潤滑v>12m/s的閉式傳動噴油潤滑1．齒輪傳動的潤滑十、齒輪傳動的使用與維護噴油潤滑不帶油輪的浸油潤滑不帶油輪的浸油潤滑帶油輪的浸油潤滑2．使用齒輪傳動的注意事項

①安裝與跑合。

②正確使用齒輪傳動。

③經(jīng)常檢查潤滑系統(tǒng)的狀況，如潤滑油量、供油狀況、潤滑油質(zhì)量等，按照使用規(guī)則定期更換或補充規(guī)定牌號的潤滑油。

④注意監(jiān)視齒輪傳動的工作狀況，通過看、摸、聽，監(jiān)視有無不正常的聲音或箱體過熱現(xiàn)象，禁止其“帶病工作”。

⑤裝防護罩。任務實施一、分析汽車齒輪齒條轉向器的工作原理二、分析汽車后橋主減速器的組成和功用一、分析汽車齒輪齒條轉向器的工作原理

當駕駛員轉動轉向盤時，轉向盤帶動轉向齒輪轉動，轉向齒輪與轉向齒條嚙合，帶動轉向齒條左右直線移動，并推動汽車轉向車輪左右擺動，從而實現(xiàn)轉向功能。

轉向齒輪是特殊的螺旋形狀，可以改善轉向時的柔順感。二、分析汽車后橋主減速器的組成和功用1-主動錐形齒輪2-從動圓盤形齒輪

主動錐形齒輪接收來自發(fā)動機的動力，并將此動力傳遞給與之相嚙合的從動圓盤形齒輪，再由從動圓盤形齒輪經(jīng)過一系列裝置，最終傳遞給兩邊的車輪。由于是小齒輪帶大齒輪，所以，主減速器有減速增扭的作用。還可以改變力的傳動方向，將發(fā)動機縱向傳來的力變成橫向力，輸出給兩端的車輪。任務四蝸桿傳動任務引入

托森差速器廣泛應用于全輪驅(qū)動轎車的中央差速器以及后驅(qū)動橋輪間。那么，它是通過什么傳動實現(xiàn)運動傳遞的？其工作原理如何？任務分析

托森差速器主要是通過蝸桿傳動來實現(xiàn)運動傳遞的。蝸桿、蝸輪的軸線在空間成直角交錯，傳遞兩軸間的運動和動力，其傳動具有不可逆性。1．掌握蝸桿傳動的原理。2．掌握蝸桿傳動的特點。3．掌握蝸桿傳動在汽車中的應用。學習目標相關知識一、蝸桿傳動的組成、傳動比和特點二、蝸桿傳動的類型三、蝸桿傳動旋轉方向的判定四、蝸桿傳動的失效形式五、蝸桿、蝸輪的材料六、蝸桿、蝸輪的結構七、蝸桿傳動的安裝和維護1．蝸桿傳動的組成

蝸桿傳動是由蝸桿、蝸輪組成的用以傳遞空間交錯軸間的運動和動力的一種機械傳動。通常軸交角為90o。蝸桿蝸輪一、蝸桿傳動的組成、傳動比和特點蝸桿蝸輪嚙合時是線接觸，而不是點接觸。2.蝸桿傳動傳動比

蝸桿的頭數(shù)為z1，蝸輪的齒數(shù)為z2，則傳動比為：單頭蝸桿多頭蝸桿

蝸桿的頭數(shù)一般取z1=1～4。當傳動比大于40或要求蝸桿自鎖時，常取z1=1（單頭蝸桿）；當傳遞功率較大時，為提高傳動效率，常取z1=2～4。蝸桿有單頭、雙頭和多頭多種形式。蝸桿頭數(shù)越多，加工精度越難保證。3．蝸桿傳動的特點①傳動比大，在動力傳動中，一般傳動比為8～100；在分度機構中，傳動比可達1000。

②傳動平穩(wěn)，噪聲小，結構緊湊。

③可以實現(xiàn)自鎖。蝸桿只能作為主動件帶動蝸輪，反之不能傳動。

④磨損較嚴重，因此蝸輪齒圈部分常用減摩性能好的有色金屬（如青銅）制造，成本較高。

⑤傳動效率較低，故大功率連續(xù)傳動一般不用。二、蝸桿傳動的類型圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動三、蝸桿傳動旋轉方向的判定右旋蝸桿左旋蝸桿1．蝸桿螺旋方向的判定2．蝸輪旋轉方向的判定四、蝸桿傳動的失效形式蝸桿傳動的主要失效形式是蝸輪齒面的膠合、點蝕和磨損。蝸桿高速重載低碳合金鋼（15Cr、20Cr）+滲碳淬火；中碳鋼（45）或中碳合金鋼（40Cr）+表面淬火。低速中載中碳鋼（45）+調(diào)質(zhì)。蝸輪vs≥12~26m/s

重要傳動鑄造錫青銅鑄造鋁青銅灰鑄鐵和球墨鑄鐵要求：強度足夠，減摩、耐磨、易跑合和抗膠合。vs≤10m/s一般傳動vs

<2m/s不重要傳動五、蝸桿、蝸輪的材料蝸桿螺旋部分的直徑不大，所以常和軸做成一個整體。六、蝸桿、蝸輪的結構七、蝸桿傳動的安裝和維護

蝸桿傳動的安裝精度要求很高。

根據(jù)蝸桿傳動的嚙合特點，應使蝸輪的中間平面通過蝸桿的軸線。2．蝸桿傳動的維護

蝸桿傳動的潤滑一般采用浸油潤滑和噴油潤滑兩種潤滑方式。中低速蝸桿傳動，大多采用浸油潤滑，高速蝸桿傳動，采用噴油潤滑。1．蝸桿傳動的安裝任務實施簡述托森差速器的工作原理

在彎道正常行駛沒有車輪打滑時，前后差速器的作用是傳統(tǒng)差速器，蝸桿齒輪不影響不同半軸的輸出速度，如車向左轉時，右側車輪比差速器快，而左側速度低，左右速度不同的蝸輪，能夠嚴密地匹配同步嚙合齒輪。此時，蝸輪蝸桿并沒有鎖止，因為扭矩是從蝸輪到蝸桿齒輪，這一方向動力傳輸暢通無阻。而當一側車輪打滑時，蝸輪蝸桿組件發(fā)揮作用，通過托森差速器或液壓式多盤離合器，可極為迅速地自動調(diào)整動力分配。任務五輪系傳動任務引入

汽車變速器、差速器、分動器等是由多對齒輪傳動或蝸桿傳動組成的封閉箱體內(nèi)的傳動裝置，多對相互嚙合齒輪組成的傳動裝置稱為輪系。

汽車變速器、差速器、分動器為什么采用輪系傳動？輪系有幾種類型，它們有何不同？當多組齒輪嚙合時，如何計算它們的轉速和傳動比?任務分析

在實際機械中，為了獲得大的傳動比或?qū)崿F(xiàn)較大的變速、換向，只用一對齒輪傳動往往不能滿足工作要求，而是需要用若干齒輪彼此嚙合組成的傳動系統(tǒng)即輪系進行傳動。學習目標1．了解輪系的分類和應用。2．掌握定軸輪系和周轉輪系的組成和特點。3．掌握定軸輪系和周轉輪系傳動比的計算方法。相關知識一、輪系的類型二、輪系的功用三、輪系的傳動比計算一、輪系的類型一系列齒輪組成的齒輪傳動系統(tǒng)稱為輪系。

按輪系中各齒輪軸線在空間的相對位置是否固定，可分為三類：定軸輪系周轉輪系混合輪系1.定軸輪系：傳動時輪系中所有齒輪的幾何軸線都是固定的輪系。平面定軸輪系空間定軸輪系2.周轉輪系：傳動時至少有一個齒輪的幾何軸線繞另一個齒輪軸線轉動的輪系。3.混合輪系：既含有定軸線，又含有周轉輪系。1.傳遞相距較遠兩軸之間的運動和動力。二、輪系的功用2.獲得大的傳動比。3.實現(xiàn)變速和換向。實現(xiàn)換向4.實現(xiàn)分路傳動。5.實現(xiàn)運動的合成與分解。汽車差速器三、輪系的傳動比計算

輪系中首末兩輪的轉速或角速度之比稱為輪系的傳動比，用iab表示。

輪系的傳動比計算，包括計算傳動比的大小和確定輸出軸的轉向兩個內(nèi)容。

（一）定軸輪系的傳動比計算1．定軸輪系中一對齒輪傳動方向的確定箭頭法判斷方向：

2.定軸輪系的傳動比計算（1）平面定軸輪系的傳動比計算

齒輪4既是從動輪，又是主動輪，其存在不影響傳動比，但改變了外嚙合的次數(shù)，稱為過橋齒輪或惰輪。輪系傳動比的一般表達式：（1）對于圓柱齒輪組成的定軸輪系確定傳動比正負的方法：

a.外嚙合的次數(shù)；b.畫箭頭。（2）當輪系中包含圓錐齒輪、蝸桿蝸輪時，傳動比的計算仍用上式計算，但各輪的轉向必須畫箭頭確定。

a.當首末兩輪軸線平行時，仍用正負表示兩輪之間的關系。

b.當首末兩輪軸線不平行時，不能用正負表示，只能依次畫箭頭。n表示外嚙合的次數(shù)。（2）空間定軸輪系的傳動比計算解：由公式若齒輪1轉動方向向下，齒輪6的轉動方向向左。例4-4圖示輪系中，各齒輪的齒數(shù)分別為z1=z2=z3=25、z3′=25、z4=75、z4′=30、z5=60，求傳動比i15。解：（1）由公式（2）用標注箭頭的方法確定從動輪的轉向，箭頭如圖所示。1.周轉輪系的組成

一個基本周轉輪系中，行星輪可有多個，太陽輪的數(shù)量不多于兩個，行星架只能有一個。（二）周轉輪系的傳動比計算行星輪太陽輪行星架周轉輪系機架軸線位置固定既自轉又公轉又稱系桿行星輪太陽輪行星架太陽輪機架太陽輪與行星架幾何軸線必須重合！差動輪系行星輪系定軸輪系周轉輪系的分類差動輪系：太陽輪都能轉動的周轉輪系；行星輪系：有一個太陽輪固定不動的周轉輪系。定軸輪系：行星架的轉速為0。2.周轉輪系傳動比的計算

用“反轉法”，給整個輪系加上一個（-nH），各構件間的相對運動不變。構件原來的轉速轉化輪系中的轉速1n1n1H=n1-nH2n2n2H=n2-nH3n3n3H=n3-nHHnHnHH=nH-nH=0轉化輪系中，輪1、3間的傳動比可以按定軸齒輪系傳動比求解：各構件前、后的轉速：對上式作以下說明：

（1）只適用于轉化齒輪系的首末輪的回轉軸線平行（或重合）的周轉齒輪系；（2）齒數(shù)比前一定有“+”或“-”號。其正負號判定，可將轉臂H視為靜止，然后按定軸齒輪系判別主從動輪轉向關系的方法確定；（3）注意n1、nk、nH應分別用正負號代入（推導時假定三者同向）；（4）n1、nk、nH三個量，須知其中任意兩個角速度的大小和轉向，才能確定第三個角速度的大小和轉向。一般計算式:例4-5圖示行星輪系中，已知z1

=

50、z2

=

30、z3

=

100，求傳動比i1H。即解：根據(jù)轉化輪系法，齒輪1、3和行星架軸線相重合解得由例4-6圖示的差動輪系中，已知z1

=

20、z2

=

30、z3

=

80，齒輪1和齒輪3的轉速大小為10r/min，方向相反。求行星架H的轉速及傳動比iH1。解：設齒輪1轉向為正，則即解得由負號表示行星架H與齒輪1的轉向相反。因此（三）混合輪系的傳動比計算

混合輪系：由定軸輪系+周轉輪系、或由幾個單一的周轉輪系組合而成的輪系。1.混合輪系（1）劃分出基本類型的輪系。（2）分別列出周轉輪系和定軸輪系的傳動比計算公式。（3）聯(lián)立求解，求得所需的參數(shù)。2.計算混合輪系傳動比的方法和步驟：例4-7圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)Z1=20，Z2=40，Z2’=20，Z3=30，Z4=80。計算傳動比i1H。

周轉輪系傳動比：（3）聯(lián)立以上兩式，得（1）分解輪系解：周轉輪系：輪2’，3，H，4定軸輪系：輪1，2定軸輪系傳動比：（2）分別計算各輪系傳動比任務實施一、分析汽車后橋差速器傳動輪系的組成二、分析三軸式汽車變速器各擋齒輪傳動

路線的傳動比

解：因為齒輪1、2的軸線固定，所以1-2構成定軸輪系。又因為齒輪4的軸線可動，齒輪4為行星輪，行星架H與齒輪2固接，隨齒輪2一起轉動，齒輪3、5均能繞軸線轉動，為兩個活動的太陽輪，所以，4-3-5-H構成差動輪系。綜上，汽車后橋差速器中的輪系是由定軸輪系和差動輪系組成的混合輪系。一、分析汽車后橋差速器傳動輪系的組成

另分析：（1）齒輪3、齒輪5和行星架H的轉速n3、n5和nH之間的關系；（2）汽車直線行駛時，行星輪4的運動情況（即分析行星輪4的自轉和公轉情況）。

解：（1）將齒輪3看作主動齒輪，齒輪5看作從動齒輪，并設齒輪3的轉向為正，畫箭頭，則齒輪5的箭頭與齒輪3相反，故為負。故有：

（2）汽車轉彎時內(nèi)外均輪作純滾動，因此，轉彎時內(nèi)外輪均繞轉彎中心O作圓周運動，故有：①當汽車直線行駛時，轉彎半徑r趨于無窮大，故有：②當汽車轉彎時，轉彎半徑r為某一值，聯(lián)立以上兩式得：討論n4：行星輪的自轉轉速。又所以所以二、分析三軸式汽車變速器各擋齒輪傳動路線的傳動比解：

一擋傳動比：三擋傳動比：二擋傳動比：四擋傳動比：任務六螺旋傳動任務引入汽車循環(huán)球式轉向器

汽車循環(huán)球式轉向器的工作原理是怎樣的？是如何使汽車轉向的呢？任務分析

汽車轉向系統(tǒng)中的循環(huán)球式轉向器，采用的是螺旋傳動。螺旋傳動是利用螺桿和螺母的嚙合來傳遞動力和運動的機械傳動，主要用于將旋轉運動轉換成直線運動，將扭矩轉換成推力。1．分析汽車轉向系統(tǒng)中循環(huán)球式轉向器的

構造和工作原理。2．了解螺紋的種類和螺旋傳動的特點。學習目標相關知識

一、螺紋的種類

二、螺旋傳動一、螺紋的種類1．按不同的螺紋牙型分類2．按螺旋線的數(shù)目分類3．按螺旋線的繞行方向分類4．按螺旋線形成的表面分類5.按用途不同分類

矩形螺紋

三角形螺紋

梯形螺紋

鋸齒形螺紋15o30o3o30o1.按螺紋牙型可分為矩形螺紋、三角形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋。2.按螺旋線的數(shù)目可分為單線螺紋和多線螺紋。

單線螺紋自鎖性好，常用于連接；多線螺紋傳動效率較高，常用于傳動。3.按螺旋線繞行方向可分為左旋螺紋和右旋螺紋。4.按螺旋線形成的表面可分為內(nèi)螺紋與外螺紋。外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋與外螺紋共同組成螺旋副。連接用螺紋傳動用螺紋5.按用途不同可分為連接螺紋與傳動螺紋。

三角形螺紋多用于連接，而且多用單線螺紋，因為三角形螺紋的摩擦力大、強度高、自鎖性能好；梯形螺紋、鋸齒形螺紋和矩形螺紋多用于傳動。二、螺旋傳動1．螺旋傳動的組成

螺旋傳動利用螺旋副傳遞運動和動力，主要功能是把回轉運動變?yōu)橹本€運動。

螺旋傳動由螺桿1、螺母2和機架3組成。實例1

定心夾緊機構，由平面夾爪和V型夾爪組成定心機構。定心夾緊機構

實例2

壓榨機構，螺桿兩端分別與兩螺母組成旋向相反、導程相同的螺旋副。壓榨機構2．螺旋傳動的類型螺旋傳動按其用途不同螺旋壓力機螺旋千斤頂車床的進給螺旋調(diào)整螺旋（1）傳力螺旋（2）傳導螺旋（3）調(diào)整螺旋螺旋傳動按螺旋副間的摩擦性質(zhì)不同虎鉗車床絲杠（1）滑動螺旋傳動車床車床絲杠滾珠螺旋傳動絲杠（螺桿）螺母滾珠滾珠循環(huán)裝置（2）滾動螺旋傳動

轉向器任務實施簡述汽車循環(huán)球式轉向器的構造和工作原理1．循環(huán)球式轉向器的構造汽車循環(huán)球式轉向器主要由連接轉向盤的轉向軸、螺桿、螺母以及連接驅(qū)動轉向搖臂的扇形齒輪組成。2．循環(huán)球式轉向器的工作原理當駕駛員左右轉動轉向盤時，通過帶有萬向傳動裝置的轉向柱轉動，使轉向螺桿一起旋轉，螺桿的旋轉運動使鋼球在螺旋管狀通道內(nèi)滾動，形成“球流”。鋼球流動的同時，推動螺母沿螺桿前后移動，從而帶動與之嚙合的扇形齒輪擺動。然后，扇形齒輪的擺動使轉向搖臂軸發(fā)生轉動。最后，通過轉向搖臂及轉向傳動機構，推動轉向輪偏轉，實現(xiàn)汽車轉向。模塊四汽車液壓傳動任務一液壓傳動基礎知識任務二液壓元件任務三液壓基本回路

液壓傳動是利用液體作為工作介質(zhì)來傳遞運動、動力和進行控制的一種傳動方式。液壓傳動利用液壓元件組成不同功能的基本回路，再由若干個基本回路有機地組合成能完成一定控制功能的傳動系統(tǒng)來進行能量的傳遞、轉換和控制，以滿足機器設備對各種運動和動力的要求。

液壓傳動任務一液壓傳動基礎知識任務引入

汽車大多配有防抱死制動系統(tǒng)（ABS）和汽車液壓助力轉向系統(tǒng)。在這些裝置中，液壓傳動系統(tǒng)起到重要作用，是主要組成部分之一。那么，什么是液壓傳動？液壓傳動的基本原理如何？特點如何？任務分析

要了解液壓傳動系統(tǒng)在防抱死制動系統(tǒng)（ABS）和汽車液壓助力轉向系統(tǒng)中的作用，首先要了解液壓傳動的基本知識，即液壓傳動的基本原理、液壓傳動的特點、油液壓力的產(chǎn)生和壓力傳遞、液壓傳動的組成等。1．了解液壓傳動系統(tǒng)的特點。2．掌握液壓傳動的工作原理。3．掌握液壓傳動系統(tǒng)的組成及圖形符號。4．了解液壓傳動系統(tǒng)的有關參數(shù)。學習目標相關知識一、液壓傳動的基本原理二、油液壓力的產(chǎn)生和壓力傳遞三、流量、流速和壓力損失四、液壓傳動系統(tǒng)的組成與圖形符號

黏性

當液體在外力作用下流動時，液體內(nèi)部各流層之間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)稱為液體的黏性。粘性的大小可用黏度來衡量。一、液壓傳動的基本原理1．油液的特性

壓縮性

液體受壓力作用發(fā)生體積變化的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。一般中、低壓液壓系統(tǒng)，其液體的可壓縮性很小。因而可以認為液體是“不可壓縮”的。而在壓力變化很大的高壓系統(tǒng)中，就需要考慮液體可壓縮性的影響。當液體中混入空氣時，可壓縮性將顯著增加，并將嚴重影響液壓系統(tǒng)的工作性能，因而在液壓系統(tǒng)中應使油液中的空氣含量減少到最低限度。

（1）液壓傳動以液體作為工作介質(zhì)來傳遞運動和動力；（2）液體必須在密閉的容器中傳遞，如果容器不密封，不能形成必要的壓力；（3）液壓傳動必須經(jīng)過兩次能量轉換。首先通過動力裝置把機械能轉變?yōu)橐后w的壓力能，然后通過執(zhí)行機構把液體的壓力能轉換為機械能；（4）液壓傳動依靠密封容積變化來傳遞運動；（5）液壓傳動依靠液體的靜壓力來傳遞動力。2.液壓傳動的（自身）特點3．液壓千斤頂?shù)囊簤簜鲃釉?—杠桿手柄

2—小缸體

3—小活塞

4、7—單向閥

5—吸油管

6、10—管道

8—大活塞

9—大缸體

11—截止閥

12—油箱液壓千斤頂二、油液壓力的產(chǎn)生和壓力傳遞1—活塞

2—油液

3—壓力表液體的靜壓力

靜止液體在單位面積上所受的法向力稱為靜壓力。靜壓力在液壓傳動中簡稱壓力，在物理學中則稱為壓強。單位：Pa（N/m2）1MPa=103kPa=106Pa液體靜壓力有兩個重要特性:（1）垂直并指向于承壓表面

∵液體在靜止狀態(tài)下不呈現(xiàn)粘性，

∴內(nèi)部不存在切向剪應力而只有法向應力。

（2）各向壓力相等

∵有一向壓力不等，液體就會流動，

∴各向壓力必須相等。靜壓力的傳遞

帕斯卡原理：在密閉容器內(nèi)，由外力作用產(chǎn)生的壓力可以等值同時傳遞到液體內(nèi)所有各點。

液壓系統(tǒng)中的壓力取決于負載，壓力形成的過程是從無到有、從小到大，最后達到額定壓力。額定壓力應符合公稱壓力，公稱壓力系列（MPa）：…，1.0，1.6，2.5，4.0，6.3，10，16，20，25，31.5，…。系統(tǒng)壓力的建立1.流量和平均流速

單位時間內(nèi)流過管道或液壓元件某一截面的液體體積稱為流量，用q表示。單位：m3/s。平均流速：三、流量、流速和壓力損失流速：結論：①由于油液的不可壓縮性，在液壓缸內(nèi)油液的流速即是活塞（或液壓缸）的運動速度。

②油液在管道內(nèi)的流速或活塞（或液壓缸）的運動速度v，僅與作用面積A及流量q兩個因素有關，而與壓力大小無關。

③管道的通流面積或液壓缸的有效作用面積A一定時，活塞（或液壓缸）的運動速度v，取決于進入管道或液壓缸內(nèi)的流量q。連續(xù)性方程①在同一管道中流動的油液，流過任一截面的流量相等。

②等徑管道中流動的油液，其進入管道的平均流速與流出管道的平均流速相等。

③變徑管道中流動的油液，其平均流速隨流經(jīng)截面的變化而變化，截面積小，平均流速大；截面積大，平均流速小。結論：液體流動的連續(xù)性原理:2.液阻和壓力損失

由于流動油液各質(zhì)點之間以及油液與管壁之間的摩擦與碰撞會產(chǎn)生阻力，這種阻力叫液阻。系統(tǒng)存在液阻，油液流動時會引起能量損失，主要表現(xiàn)為壓力損失（包括沿程損失和局部壓力損失）。

油液在管道中流動，由于液阻造成壓力損失，會帶來功率損失，進而油液發(fā)熱黏度減小而引起泄漏增加，甚至使液壓元件受熱膨脹而“卡死”。因此，應盡量減少液阻，以減少壓力損失。

液阻也有可以利用的方面，如某些液壓元件是利用液阻來實現(xiàn)流量和壓力控制的，以及利用液阻來實現(xiàn)緩沖等。3.泄漏和流量損失

從液壓元件密封間隙漏過少量油液的現(xiàn)象稱泄漏。泄漏分內(nèi)泄漏和外泄漏，泄漏必然引起流量損失。1-低壓區(qū)2-高壓區(qū)3-內(nèi)泄漏4-外泄漏

（1）動力元件--液壓泵，將原動機輸入的機械能轉換為液體的壓力能，作為系統(tǒng)供油能源裝置。（2）執(zhí)行元件--液壓缸（或液壓馬達），將流體的壓力能轉換為機械能，而對負載作功。（3）控制元件--各種控制閥，用以控制流體的方向、壓力和流量，以保證執(zhí)行元件完成預期的工作任務。（4）輔助元件--油箱、油管、濾油器以及各種信號轉換器等，保證系統(tǒng)正常工作。（5）工作介質(zhì)--液壓油。

四、液壓傳動系統(tǒng)的組成與圖形符號1.液壓系統(tǒng)的組成液壓泵：將機械能轉換成液體的壓力能。齒輪泵柱塞泵（1）動力元件液壓缸液壓馬達液壓缸、液壓馬達：將液體的壓力能轉換成機械能。（2）執(zhí)行元件（3）控制元件壓力閥、方向閥、流量閥：控制液壓系統(tǒng)的壓力、方向、流量。換向閥溢流閥過濾器壓力表（4）輔助元件各種油管、油箱、過濾器等：保證液壓系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定地工作。（5）工作介質(zhì)液壓油：傳遞能量。2.液壓系統(tǒng)的圖形符號機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)

1—油箱

2—濾油器

3—液壓泵

4—溢流閥

5—節(jié)流閥

6—換向閥

7—工作臺

8—液壓缸任務實施

利用液壓傳動基本知識分析計算液壓千斤頂?shù)墓ぷ餍Ч猓海?）求作用在小活塞上的力F。根據(jù)杠桿原理，得（2）求小液壓缸內(nèi)的壓力p。（3）求大活塞的液壓作用力Fp

。（4）計算頂起的重物的質(zhì)量m。

所以，當T＝320N時，大活塞能頂起5038.9kg的重物。任務二液壓元件任務引入

水泵采用的是哪種液壓泵？機油泵采用的又是哪種液壓泵？它們的工作原理是什么?汽車冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)除了應用液壓泵，還應用了哪些液壓元件？是通過哪些液壓元件控制潤滑系統(tǒng)的壓力始終在一定范圍內(nèi)的呢?任務分析

汽車冷卻系統(tǒng)采用的水泵和潤滑系統(tǒng)采用的油泵。控制水泵和油泵液體流量和壓力的是液壓系統(tǒng)中的控制元件，通過控制液體流量和壓力可以控制執(zhí)行元件的啟動、停止、運動方向和速度等。此外，還需要一些輔助元件，才能實現(xiàn)對汽車的冷卻和潤滑。1．掌握動力元件—液壓泵的組成、工作原理、圖形符號、特點及應用。2．掌握執(zhí)行元件—液壓馬達和液壓缸的組成、工作原理、圖形符號、特點及應用。3．掌握控制元件—液壓閥的組成、工作原理、圖形符號、特點及應用。4．掌握輔助元件—蓄能器、過濾器、油箱等的作用及應用。學習目標相關知識一、液壓泵二、液壓馬達和液壓缸三、液壓控制閥四、液壓輔助元件動力元件：液壓泵機械能→液壓能執(zhí)行元件：液壓馬達、液壓缸液壓能→機械能

液壓泵、液壓馬達和液壓缸的相互關系:1—液壓泵

2—液壓缸

3—液壓馬達

4—電動機液壓馬達：旋轉形式機械能液壓缸：直線（或擺動）形式機械能一、液壓泵（一）液壓泵的工作原理、類型及圖形符號

吸油：密封容積增大，產(chǎn)生真空；壓油：密封容積減小，油液被迫壓出。

液壓泵的基本原理1.液壓泵的基本原理液壓泵的基本原理a.形成密封容積；

b.密封容積變化；c.吸壓油口隔開--具有配流裝置。

必要條件概括成“三句話，十八個字”：構成容積式泵有兩個必要條件：①具有密封容積，且密封容積又可以周期性的變化。密封容積由小變大時吸油，密封容積由大變小時壓油。

②具有配流裝置（將吸、壓油口隔開）。配流裝置保證密封容積由小變大時只與吸油管連通，密封容積由大變小時只與壓油管連通。按結構形式:齒輪式、葉片式、柱塞式

按輸油方向能否改變:單向泵、雙向泵按輸出排量能否調(diào)節(jié)：定量泵、變量泵按工作壓力：低壓泵、中壓泵、中高壓泵、高壓泵2．液壓泵的類型和圖形符號（二）液壓泵的主要性能參數(shù)（1）工作壓力pp

（2）額定壓力pn

3．液壓泵的功率（1）液壓泵的輸入功率

Pi（2）液壓泵的輸出功率

P01．液壓泵的壓力2．液壓泵的排量和流量（1）排量Vp（2）流量：①理論流量qt；②實際流量qp；③額定流量qn。（三）常用液壓泵的結構原理及特點1.齒輪泵按嚙合形式可分為：外嚙合內(nèi)嚙合外嚙合內(nèi)嚙合

組成：由前、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、模數(shù)、齒形完全相同的漸開線外嚙合齒輪組成。（1）外嚙合齒輪泵①密封容積形成：齒輪的齒槽、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成。

②密封容積變化：齒輪退出嚙合容積增大吸油；齒輪進入嚙合容積減小壓油。

③吸壓油口隔開：兩齒輪嚙合線及泵蓋。外嚙合齒輪泵的工作原理：外嚙合齒輪泵工作原理圖組成：小齒輪、內(nèi)齒輪、月牙形隔板等。（2）內(nèi)嚙合齒輪泵漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵①小齒輪帶動內(nèi)齒輪同向（順時針）異速旋轉，上半部分輪齒退出嚙合，形成真空吸油；下半部分輪齒進入嚙合，容積減小壓油。②月牙板同兩齒輪將吸壓油口隔開。內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理：擺線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵（擺線轉子泵）組成：內(nèi)、外轉子相差一齒，且有一偏心距。擺線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵2.葉片泵分類:雙作用卸荷式——定量泵單作用非卸荷式——變量泵雙作用葉片泵單作用葉片泵（1）雙作用式葉片泵組成：定子、轉子、葉片、配油盤、傳動軸、殼體等。雙作用式葉片泵結構示意圖定子雙作用式葉片泵的工作原理圖①V密形成：定子、轉子和相鄰兩葉片、配油盤圍成。

②V密變化：轉子順轉，左上、右下，葉片伸出，密封容積增大吸油；右上、左下，葉片縮回，密封容積減小壓油。

③吸壓油口隔開：配油盤上封油區(qū)及葉片。特點：

①轉子轉一周，吸、壓油各兩次，稱雙作用式。

②吸、壓油口對稱，徑向力平衡，稱卸荷式。雙作用式葉片泵工作原理：（2）單作用式葉片泵

組成：定子、轉子（偏心安裝）、葉片、配油盤、傳動軸、殼體等。單作用式葉片泵工作原理：①v密形成：定子、轉子、葉片和配油盤圍成。

②v密變化：轉子逆轉，上半周，密封容積增大吸油；下半周，密封容積減小壓油。

特點：

①轉子轉一周，吸、壓油各一次，稱單作用式。

②吸、壓油口各半，徑向力不平衡，稱非卸荷式。

3.柱塞泵按柱塞排列方式：軸向柱塞泵徑向柱塞泵軸向柱塞泵：①斜軸式②斜盤式徑向柱塞泵

斜盤式軸向柱塞泵特征：柱塞軸線平行或傾斜于缸體的軸線。組成：配油盤、柱塞、缸體、傾斜盤等。（1）斜盤式軸向柱塞泵工作原理：

①V密形成：柱塞和缸體配合而成。

②V密變化：缸體逆轉，右半周，密封體積增大吸油；左半周，密封體積減小壓油。

③吸壓油口隔開：配油盤上的封油區(qū)及缸體底部的通油孔。斜盤式軸向柱塞泵工作原理

特征：各柱塞排列在傳動軸半徑方向，即柱塞中心線垂直于傳動軸中心線。組成：定子、轉子（偏心）、柱塞、配油軸（固定）等。（2）回轉式徑向柱塞泵1－定子；2－轉子；3－配油軸；4－壓油孔；5－柱塞；6－吸油孔；a－吸油腔；b－壓油腔。工作原理：

①V密形成：柱塞和缸體配合而成。

②V密變化：轉子順轉，上半周，密封體積增大吸油，下半周，密封體積減小壓油。4．液壓泵的性能比較及應用液壓馬達的作用：

將液壓能轉換為旋轉形式的機械能，而對負載作功。液壓馬達和液壓泵的區(qū)別：

①作用上相反；

②結構上相似（略有差別）；

③原理上互逆，當向泵輸入壓力油時，其軸輸出轉速和轉矩則成為馬達。二、液壓馬達和液壓缸液壓缸的作用：將液壓能轉變?yōu)橹本€運動或擺動的機械能而對負載作功。

按照轉速分：高速（額定轉速大于500r/min）、低速（額定轉速小于500r/min）；按照排量能否調(diào)節(jié)：定量、變量；按照輸油方向能否改變：單向、雙向；按照輸出轉矩是否連續(xù)：旋轉式、擺動式。（一）液壓馬達

特點：起動力矩小，低速穩(wěn)定性差，適用于回轉運動機構。1.齒輪式液壓馬達2.雙作用葉片式液壓馬達進油口出油口結構特點：

①進出油口相等，有單獨的泄油口；

②葉片徑向放置，葉片底部設有扭力彈簧；

③在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有單向閥。斜盤式軸向柱塞液壓馬達工作原理3.斜盤式軸向柱塞液壓馬達1—斜盤

2—缸體

3—柱塞

4—配流盤（二）液壓缸作用：將液壓能轉變?yōu)橹本€運動或擺動的機械能而對負載作功。

（1）按結構形式分：活塞缸、柱塞缸、擺動缸

①活塞缸和柱塞缸實現(xiàn)往復直線運動，輸出速度和推力；

②擺動缸實現(xiàn)往復擺動，輸出角速度（轉速）和轉矩。（2）按作用方式分：單作用式缸、雙作用式缸、復合式缸

①單作用式液壓缸反方向依靠外力實現(xiàn)；

②雙作用式液壓缸中，壓力油交替進入液壓缸的兩腔，使缸實現(xiàn)正反兩個方向的運動。1．液壓缸的類型及運動形式2.常用液壓缸的結構原理

活塞式液壓缸：在缸體內(nèi)作相對往復運動的組件為活塞的液壓缸。分類：按伸出活塞桿不同：雙桿、單桿

按固定方式不同：缸體固定、活塞桿固定

（1）雙桿活塞液壓缸

特點：①兩腔面積相等；

②壓力相同時，推力相等；流量相同時，速度相等。

（即具有等推力等速度特性）雙桿活塞液壓缸工作示意圖（2）單桿活塞液壓缸特點：①兩腔面積不等；

②壓力相同時，推力不等；流量相同時，速度不等。

（即不具有等推力等速度特性）單桿活塞液壓缸工作示意圖

柱塞式液壓缸：在缸體內(nèi)作相對往復運動的組件為柱塞的液壓缸。結構：缸體、柱塞、導向套、鋼絲卡圈等。

工作原理：只能單向運動，回程需靠外力（彈簧力、自重）；需雙向運動時，常成對使用。柱塞式液壓缸結構（3）柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸工作示意圖3.液壓缸的密封

液壓缸的密封主要是指活塞與缸體、活塞桿與端蓋之間的動密封以及缸蓋與缸體之間的靜密封。常見的密封形式：間隙密封和密封圈密封。

（1）間隙密封

密封原理：利用相對運動零件配合面之間的微小間隙防止泄漏。

環(huán)形槽作用：①自動對中心，減小摩擦力；②增大泄漏阻力，減小偏心量，提高密封性能；③儲存油液，自動潤滑。

特點應用：

∵結構簡單，摩擦阻力小，耐高溫，但泄漏較大，并且隨著時間增加而增加，加工要求高。

∴主要用于尺寸小，壓力低，速度高的液壓缸或各種閥。（2）密封圈密封

密封圈類型：O型、Y型、V型等；材料：耐油橡膠、尼龍。①O型密封圈

密封原理：利用密封圈的安裝變形來密封。

特點應用：

∵O型圈截面為圓形，結構簡單，制造方便，密封性能好，摩擦力小。

∴一般安裝在外圓或內(nèi)圓上截面為距形的溝槽內(nèi)以實現(xiàn)密封。

O型圈應用相當廣泛，既可用于動密封又可用于靜密封。②Y型密封圈

密封原理：密封圈受油壓作用使兩唇張開并貼緊在軸或孔的表面實現(xiàn)密封。

特點應用：

∵Y型圈靠唇邊張開后實現(xiàn)密封，∴安裝時唇邊必須對著壓力油腔；又∵Y型圈密封可靠，摩擦力小，壽命長，∴常用于速度較高的液壓缸。③V型密封圈

結構：由支撐環(huán)、密封環(huán)、壓緊環(huán)疊合而成，開口面向高壓側。

密封原理：當壓緊環(huán)壓緊密封環(huán)時，支撐環(huán)使密封環(huán)產(chǎn)生變形而實現(xiàn)密封。特點應用：

∵V型密封圈是組合裝置，∴密封效果良好，耐高壓，壽命長。增加密封環(huán)可提高密封效果，但摩擦阻力增大，尺寸大，成本高。三、液壓控制閥閥的分類和功用：1.方向控制閥功用：控制油液流動方向，改變進入執(zhí)行元件油液方向，滿足工作機構往復運動或鎖緊的要求。2.壓力控制閥功用：控制和調(diào)節(jié)液流壓力，滿足執(zhí)行元件對力或力矩、或其它有關壓力的要求。3.流量控制閥功用：控制液體流量，以控制執(zhí)行元件運動速度。

液壓控制閥：液壓系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)裝置統(tǒng)稱為控制閥。結構：閥體、閥芯、控制動力三大部分組成。（一）方向控制閥（1）普通單向閥（逆止閥或止回閥）功用：只允許油液正向流動，不許反流。結構：閥體、閥心（錐形或鋼球式）、彈簧等組成。功用：用以控制油液的流動方向或液流的通斷。分類：單向閥、換向閥1.單向閥管式單向閥板式單向閥（2）液控單向閥功用：正向流通，反向受控流通。結構：普通單向閥+液控裝置。液控單向閥①按工作位置數(shù)分：二位、三位、四位位：閥芯相對于閥體的工作位置數(shù)。②按通路數(shù)分：二通、三通、四通、五通通:

閥體對外連接的主要油口數(shù)。（不包括控制油、泄漏油口）③按控制方式分：電磁換向閥、液動換向閥、電液換向閥、機動換向閥、手動換向閥（1）換向閥的分類2.換向閥（滑閥式）（2）換向閥的工作原理閥芯（臺肩）：有多段環(huán)形槽的圓柱。閥體（沉割槽）：有多級沉割槽的圓柱孔。

三臺肩五沉割槽兩臺肩三沉割槽滑閥式換向閥換向閥的工作原理①位：用方格表示，幾位即幾個方格。②通（↑）不通（┴、┬）：

箭頭首尾和堵截符號與一個方格有幾個交點即為幾通。③油口有固定方位和含義：

P-進油口（左下），T-回油口（右下）,

A、B-與執(zhí)行元件連接的工作油口（左上、右上）。

④彈簧：W、M，畫在方格兩側。⑤常態(tài)位置：

二位閥，靠彈簧的一格；三位閥，中間一格。

原理圖中，油路應該連接在常態(tài)位置。（3）換向閥的圖形符號二位二通換向閥二位三通換向閥（4）中位機能

換向閥處于常位態(tài)位置時，閥中各油口的連通方式，稱為中位機能。

（5）幾種常用的換向閥

①手動換向閥特征：利用手動杠桿操縱閥芯運動以控制流向。

②機動換向閥（行程閥）特征：利用擋鐵或凸輪使閥芯運動以控制流向。

③電磁換向閥特征：利用電磁鐵推力，推動閥芯運動以控制流向。

④液動換向閥特征：利用壓力油改變滑閥位置以控制流向。

⑤電液換向閥特征：利用電磁閥控制液動閥，以變換液流方向。

電磁閥（先導閥）與液動閥（主閥）組合而成。

電磁換向閥機動換向閥手動換向閥電液換向閥液動換向閥三位四通電磁換向閥三位四通電磁換向閥三位四通電磁換向閥（二）壓力控制閥1.溢流閥

（1）溢流閥的結構原理直動型溢流閥符號①直動型溢流閥分類：溢流閥、減壓閥和順序閥功用：控制液壓系統(tǒng)的壓力。②先導型溢流閥先導閥主閥RXPT先導型溢流閥符號（2）溢流閥的應用①用于溢流穩(wěn)壓②用于防止過載③實現(xiàn)遠程調(diào)壓2.減壓閥

功用：降低系統(tǒng)某一支路的油液壓力，使同一系統(tǒng)有兩個或多個不同壓力。

減壓原理：利用油液在某個地方的壓力損失，使出口壓力低于進口壓力，并保持恒定，故稱定值減壓閥。

（1）先導型減壓閥

（2）直動型減壓閥先導型減壓閥符號一般減壓閥符號

溢流閥

減壓閥

a.保持進口壓力不變保持出口壓力不變

b.內(nèi)部回油

外部回油

c.閥口常閉閥口常開

d.閥芯二臺肩閥芯三臺肩

e.一般并聯(lián)于系統(tǒng)

一般串聯(lián)于系統(tǒng)減壓閥與溢流閥比較：減壓閥溢流閥3.順序閥

功用：利用液壓系統(tǒng)壓力變化來控制油路的通斷，從而實現(xiàn)多個液壓元件按一定的順序動作。

工作原理：閥的出口通壓力油，必須專門設置一泄漏油口，以使其正常工作。

分類：按結構形式分：先導型、直動型按控制油路不同分：內(nèi)控式、外控式按泄漏方式分：內(nèi)卸式、外卸式內(nèi)控式外控式順序閥應用:（三）流量控制閥

功用：通過改變閥口過流面積來調(diào)節(jié)輸出流量，從而控制執(zhí)行元件的運動速度。分類：節(jié)流閥、調(diào)速閥

結構：閥體、閥芯、彈簧、調(diào)節(jié)手輪等。1.節(jié)流閥2.調(diào)速閥

功用：創(chuàng)造必要條件，保證液壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久地工作。

四、液壓輔助元件

分類：蓄能器、過濾器、壓力計、壓力計開關、油箱、油管等。1.蓄能器

蓄能器是一種儲存壓力油的容器。在系統(tǒng)中短時間內(nèi)供應大量壓力油，以實現(xiàn)執(zhí)行機構的快速運動。