機(jī)械基礎(chǔ)-第3版 課件 王英杰 第5、6單元 平面機(jī)構(gòu)的組成、帶傳動_第1頁
機(jī)械基礎(chǔ)-第3版 課件 王英杰 第5、6單元 平面機(jī)構(gòu)的組成、帶傳動_第2頁
機(jī)械基礎(chǔ)-第3版 課件 王英杰 第5、6單元 平面機(jī)構(gòu)的組成、帶傳動_第3頁
機(jī)械基礎(chǔ)-第3版 課件 王英杰 第5、6單元 平面機(jī)構(gòu)的組成、帶傳動_第4頁
機(jī)械基礎(chǔ)-第3版 課件 王英杰 第5、6單元 平面機(jī)構(gòu)的組成、帶傳動_第5頁
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文檔簡介

模塊一平面機(jī)構(gòu)的組成機(jī)械設(shè)備中常用的機(jī)構(gòu)有:平面四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和多種間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)等。一、平面機(jī)構(gòu)概述機(jī)構(gòu)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件通過活動聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)規(guī)定運(yùn)動的構(gòu)件組合。或者說,機(jī)構(gòu)是具有確定的相對運(yùn)動構(gòu)件的組合體,是用來傳遞運(yùn)動和力的構(gòu)件系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)按其運(yùn)動空間進(jìn)行分類,可分為平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)。其中平面機(jī)構(gòu)是指機(jī)構(gòu)中所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行平面內(nèi)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。模塊一平面機(jī)構(gòu)的組成二、構(gòu)件構(gòu)件是組成機(jī)構(gòu)的基本的運(yùn)動單元,多數(shù)構(gòu)件是由若干零件固定連接而組成的剛性組合,如齒輪構(gòu)件就是由軸、鍵和齒輪連接組成的。機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件分為固定件(機(jī)架)、原動件和從動件三類。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖中,構(gòu)件可用直線(或小方塊)表示。模塊一平面機(jī)構(gòu)的組成1.具有轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件圖5-4所示是具有轉(zhuǎn)動副的不同形狀和橫截面的桿狀構(gòu)件。模塊一平面機(jī)構(gòu)的組成2.具有移動副和轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件內(nèi)燃機(jī)里的活塞與氣缸體組成移動副,活塞與連桿組成轉(zhuǎn)動副,其中活塞通常統(tǒng)稱為滑塊。3.具有兩個(gè)移動副的構(gòu)件具有兩個(gè)移動副的構(gòu)件不多見,其中最常見的構(gòu)件是十字滑塊式聯(lián)軸器的中間滑塊。三、運(yùn)動副構(gòu)件與構(gòu)件之間既保持直接接觸和制約,又保持確定的相對運(yùn)動的可動連接稱為運(yùn)動副。運(yùn)動副分為平面運(yùn)動副和空間運(yùn)動副。兩構(gòu)件在同一平面內(nèi)所組成的運(yùn)動副稱為平面運(yùn)動副。平面運(yùn)動副包括低副和高副。模塊一平面機(jī)構(gòu)的組成1.低副構(gòu)件之間通過面接觸所形成的運(yùn)動副稱為低副,常見的平面低副有轉(zhuǎn)動副和移動副。低副的接觸面一般為平面,承載時(shí)壓強(qiáng)較小,容易制造和維修,承載能力大,但低副磨損較大,傳動效率較低,不能傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動。(1)轉(zhuǎn)動副(或稱為鉸鏈)是指組成運(yùn)動副的兩構(gòu)件在接觸處僅做相對轉(zhuǎn)動的運(yùn)動副。轉(zhuǎn)動副通常由圓柱面與圓柱孔組成。例如,內(nèi)燃機(jī)的活塞與連桿屬于轉(zhuǎn)動副。轉(zhuǎn)動副表示方法是:圓圈表示轉(zhuǎn)動副,直線表示構(gòu)件,帶斜線部分表示固定構(gòu)件(或機(jī)架),三角形通常表示原動件。模塊一平面機(jī)構(gòu)的組成(2)移動副是指組成運(yùn)動副的兩構(gòu)件在接觸處僅做相對移動的運(yùn)動副。移動副一般由滑塊與導(dǎo)槽組成,如內(nèi)燃機(jī)的活塞與汽缸之間的連接就屬于移動副。轉(zhuǎn)動副表示方法是:方塊表示滑塊,直線表示構(gòu)件,帶斜線部分表示固定構(gòu)件(或機(jī)架)。模塊一平面機(jī)構(gòu)的組成(3)螺旋副是指組成運(yùn)動副的兩構(gòu)件在接觸處僅做螺旋面轉(zhuǎn)動的運(yùn)動副。螺旋副通常由絲杠與螺母組成,構(gòu)成螺旋副的兩構(gòu)件的運(yùn)動為空間的螺旋曲面,不屬于平面運(yùn)動副范疇。轉(zhuǎn)動副表示方法是:方塊表示螺母,直線與螺紋線表示絲杠,帶斜線部分表示固定螺母(或固定絲杠)。利用螺旋副可傳遞動力和運(yùn)動,可使主動件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為從動件的直線運(yùn)動。模塊一平面機(jī)構(gòu)的組成2.高副兩構(gòu)件之間通過點(diǎn)(或線)接觸形成的運(yùn)動副稱為高副。例如,齒輪的嚙合(齒輪副)、凸輪與從動件的接觸(凸輪副)、滾動輪與軌道的接觸等都屬于高副。高副可用兩構(gòu)件直接接觸處的輪廓表示。由于高副是以點(diǎn)或線相接觸,其接觸部分的壓強(qiáng)較高,因此,易磨損,壽命短,制造和維修較困難,但高副可傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動。模塊一平面機(jī)構(gòu)的組成四、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動副簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖是采用簡單符號表示運(yùn)動副的類型,按一定比例確定運(yùn)動副的相對位置以及與運(yùn)動有關(guān)的尺寸,用來表示機(jī)構(gòu)各構(gòu)件運(yùn)動關(guān)系的圖形。對于只為了表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動情況,而不嚴(yán)格按比例繪制的簡圖,通常稱為機(jī)構(gòu)示意圖。五、繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖(1)觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況,找出原動件、從動件和機(jī)架。(2)根據(jù)相連兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動性質(zhì)和接觸情況,確定各個(gè)運(yùn)動副的類型。(3)根據(jù)機(jī)構(gòu)實(shí)際尺寸和圖樣大小,確定合適的長度比例尺(實(shí)際長度/圖示長度)。按照各運(yùn)動副間的距離和相對位置(如回轉(zhuǎn)中心、中心線),采用規(guī)定的符號將各個(gè)運(yùn)動副表示出來。(4)用線條將同一構(gòu)件上的運(yùn)動副連接起來,就完成了機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。模塊一平面機(jī)構(gòu)的組成例5.1

圖5-12所示是單缸內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)圖,已知LAB=75mm,LBC=300mm,試?yán)L制單缸內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。解:(1)在內(nèi)燃機(jī)中,活塞是原動件,曲軸是從動件?;钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動經(jīng)連桿變換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。(2)活塞與缸體(機(jī)架)組成移動副,活塞與連桿在C點(diǎn)組成轉(zhuǎn)動副;曲軸與缸體在A點(diǎn)組成轉(zhuǎn)動副,曲軸與連桿在B點(diǎn)組成轉(zhuǎn)動副。(3)選擇合適的比例尺,按規(guī)定符合繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,如圖5-12b所示。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)是由多個(gè)構(gòu)件在同一平面或相互平行的平面內(nèi)組合而成的,也稱為低副機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件大部分呈長桿形狀,習(xí)慣上將此類構(gòu)件稱為桿件,桿件與桿件之間用轉(zhuǎn)動副或移動副連接而成。最簡單的平面連桿機(jī)構(gòu)是由四個(gè)構(gòu)件用低副連接而成的平面四桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)平面四桿機(jī)構(gòu)有無移動副進(jìn)行分類,平面四桿機(jī)構(gòu)可分為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和滑塊四桿機(jī)構(gòu)兩大類。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副都是轉(zhuǎn)動副時(shí),此類機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,四個(gè)桿件經(jīng)過4個(gè)鉸鏈(即轉(zhuǎn)動副)連接即形成鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),其中固定不動的構(gòu)件4稱為機(jī)架。兩連架桿之一均可做原動件。1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,根據(jù)兩連架桿的運(yùn)動形式進(jìn)行分類,可分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)三種基本形式。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)(1)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的兩連架桿中有一個(gè)為曲柄,另一個(gè)為搖桿,則該機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)曲柄作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動時(shí),搖桿將在一定角度內(nèi)作變速的往復(fù)搖動。如果曲柄為原動件時(shí),曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可將曲柄的連續(xù)等速圓周轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為搖桿的往復(fù)擺動。如果搖桿為原動件時(shí),曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的功能是:將搖桿的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換為曲柄的連續(xù)圓周轉(zhuǎn)動示。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)(2)雙曲柄機(jī)構(gòu)。如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的兩連架桿都是能作整周轉(zhuǎn)動的曲柄,則該機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。當(dāng)其中一個(gè)曲柄作連續(xù)等速整周轉(zhuǎn)動時(shí),另一個(gè)從動曲柄通常也作整周轉(zhuǎn)動。如果兩曲柄的長度不相等,則從動曲柄只能作變速轉(zhuǎn)動。如果兩曲柄的長度相等且平行,則稱該雙曲柄機(jī)構(gòu)為平行雙曲柄機(jī)構(gòu),其從動曲柄也作勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)雙曲柄的轉(zhuǎn)向相同時(shí),雙曲柄的角速度相等,該機(jī)構(gòu)又可稱為同向雙曲柄機(jī)構(gòu);當(dāng)雙曲柄的轉(zhuǎn)向相反時(shí),雙曲柄的角速度不相等,該機(jī)構(gòu)可稱為反向雙曲柄機(jī)構(gòu)。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)(3)雙搖桿機(jī)構(gòu)。如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的兩連架桿都是搖桿,則該機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。雙搖桿機(jī)構(gòu)中不存在曲柄。雙搖桿機(jī)構(gòu)在機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用也很廣泛,如電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)就是利用雙搖桿機(jī)構(gòu)工作的,鶴式起重機(jī)(或港口起重機(jī))也是應(yīng)用雙搖桿機(jī)構(gòu)的實(shí)例。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型判定鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中是否存在曲柄,取決于機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件長度之間的關(guān)系。(1)如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最長桿與最短桿長度之和,小于或等于其余兩桿長度之和(桿長和條件),則該機(jī)構(gòu)可能存在曲柄,但還要看選取哪一個(gè)桿件作為機(jī)架,才能確定是否存在曲柄。如果以最短桿作為連架桿,以最短桿的相鄰桿為機(jī)架,則該機(jī)構(gòu)一定是曲柄搖桿機(jī)構(gòu),而且最短桿為曲柄;如果以最短桿作為機(jī)架,則相鄰兩桿均為曲柄,該機(jī)構(gòu)一定是雙曲柄機(jī)構(gòu);如果以最短桿作連桿,最短桿的對面桿作為機(jī)架,則該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)(2)如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最長桿與最短桿長度之和,大于其他兩構(gòu)件長度之和時(shí),則不論取哪個(gè)桿件作為機(jī)架,該機(jī)構(gòu)均無曲柄存在,該機(jī)構(gòu)只能是雙搖桿機(jī)構(gòu)。例5.2

如圖5-26所示,已知構(gòu)件的尺寸,如果分別以構(gòu)件AB、BC、CD、DA為機(jī)架,分析該機(jī)構(gòu)應(yīng)屬于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的哪類基本形式?解:構(gòu)件AB為最短桿,構(gòu)件BC為最長桿,因?yàn)椋?,滿足桿長和條件。(1)如果以構(gòu)件AB為機(jī)架,因最短桿AB為機(jī)架,兩連架桿均為曲柄,此時(shí)該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。(2)如果以構(gòu)件BC或AD為機(jī)架,因最短桿AB為連架桿,且為曲柄,所以得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。(3)如果以構(gòu)件CD為機(jī)架,因最短桿AB為連桿,不能滿足最短桿條件,機(jī)構(gòu)無曲柄,此時(shí)該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)二、滑塊四桿機(jī)構(gòu)滑塊四桿機(jī)構(gòu)是指含有移動副的四桿機(jī)構(gòu),簡稱滑塊機(jī)構(gòu)。滑塊四桿機(jī)構(gòu)按機(jī)構(gòu)含有的滑塊數(shù)目進(jìn)行分類,可分為單滑塊機(jī)構(gòu)和雙滑塊機(jī)構(gòu)。常用滑塊四桿機(jī)構(gòu)主要有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、搖桿滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄搖塊機(jī)構(gòu)等。1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是由曲柄、連桿、滑塊和機(jī)架組成的機(jī)構(gòu)。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是指連架桿中至少有一個(gè)構(gòu)件為導(dǎo)桿的平面四桿機(jī)構(gòu)。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,如果,將構(gòu)件1作為機(jī)架,構(gòu)件2作為原動件,則當(dāng)構(gòu)件2作圓周轉(zhuǎn)動時(shí),構(gòu)件3(滑塊)沿連架桿(又稱為導(dǎo)桿)移動并作平面運(yùn)動,導(dǎo)桿4將作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動,該機(jī)構(gòu)稱為曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,如果,將構(gòu)件1作為機(jī)架,構(gòu)件2作為原動件,則當(dāng)構(gòu)件2作圓周轉(zhuǎn)動時(shí),構(gòu)件3(滑塊)沿連架桿(又稱為導(dǎo)桿)移動并作平面運(yùn)動,導(dǎo)桿4將作往復(fù)擺動運(yùn)動,該機(jī)構(gòu)稱為曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的功能是:將曲柄的圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)換為導(dǎo)桿的往復(fù)擺動。例如,插床、牛頭刨床的主運(yùn)動機(jī)構(gòu)就利用了曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)3.搖桿滑塊機(jī)構(gòu)在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,如果僅將滑塊3作為機(jī)架,BC桿作為繞鉸鏈C擺動的搖桿,AC桿在滑塊中作往復(fù)移動,則該機(jī)構(gòu)就稱為搖桿滑塊機(jī)構(gòu)(或稱定塊機(jī)構(gòu))。搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的功能是:將連桿的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換為導(dǎo)桿的往復(fù)移動。例如,手壓抽水機(jī)機(jī)構(gòu)就利用了搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)4.曲柄搖塊機(jī)構(gòu)在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,如果將連桿BC作為機(jī)架,曲柄AB作整周轉(zhuǎn)動,滑塊只能繞鉸鏈C擺動,導(dǎo)桿AC桿在滑塊中作往復(fù)擺動,則該機(jī)構(gòu)就稱為曲柄搖塊機(jī)構(gòu)(或稱搖塊機(jī)構(gòu))。曲柄搖塊機(jī)構(gòu)的功能是:將曲柄的整周轉(zhuǎn)動(或往復(fù)擺動)轉(zhuǎn)換為滑塊的往復(fù)擺動。例如,自卸汽車的翻斗機(jī)構(gòu)就利用了曲柄搖塊機(jī)構(gòu)。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)三、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性1.急回特性在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,當(dāng)曲柄作勻速轉(zhuǎn)動時(shí),搖桿來回?cái)[動的速度不相等,即搖桿擺動回來的速度快,擺動過去的速度慢,這種搖桿快速擺回的特性稱為急回特性。在往復(fù)式工作的機(jī)械(如插床、插齒機(jī)、刨床、搓絲機(jī)等)中,常利用機(jī)構(gòu)的急回特性來縮短空行程的時(shí)間,以提高生產(chǎn)率。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)2.壓力角與傳動角曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,主動件曲柄AB經(jīng)連桿BC傳遞到從動件搖桿CD上,搖桿上C點(diǎn)受到的力F與C點(diǎn)的運(yùn)動速度之間所夾的銳角,稱為機(jī)構(gòu)在該位置的壓力角。壓力角的余角稱為傳動角。壓力角越小或傳動角越大,對機(jī)構(gòu)的傳動越有利;壓力角越大或傳動角越小,會使轉(zhuǎn)動副中的壓力增大,磨損加劇,降低機(jī)構(gòu)的傳動效率。因此,壓力角不能太大或傳動角不能太小,通常規(guī)定工作行程中的最小傳動角是≥40°~50°。模塊二平面四桿機(jī)構(gòu)3.死點(diǎn)位置在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,如果主動件是搖桿,曲柄是從動件,當(dāng)搖桿在左、右兩個(gè)極限位置時(shí),連桿與曲柄共線,通過連桿施加于曲柄的作用力正好經(jīng)過曲柄的轉(zhuǎn)動中心,連桿對曲柄A點(diǎn)的推動力矩為零,無法使曲柄轉(zhuǎn)動,此時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)處于靜止?fàn)顟B(tài)。機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)死點(diǎn)現(xiàn)象的位置稱為死點(diǎn)位置。模塊三凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)是指由凸起(或凹槽)輪廓形狀的凸輪、從動件和機(jī)架所組成的高副機(jī)構(gòu)。一、凸輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)主要用于轉(zhuǎn)換運(yùn)動形式,它可將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動或移動轉(zhuǎn)換為從動件的連續(xù)或間歇的往復(fù)移動或擺動。1.按凸輪的外部形狀分類凸輪機(jī)構(gòu)按凸輪的外部形狀進(jìn)行分類,可分為盤形凸輪機(jī)構(gòu)、移動凸輪機(jī)構(gòu)、圓柱凸輪機(jī)構(gòu)等。(1)盤形凸輪機(jī)構(gòu)是凸輪機(jī)構(gòu)的常見形式,屬于平面凸輪機(jī)構(gòu)。當(dāng)凸輪作勻速轉(zhuǎn)動時(shí),從動件隨凸輪輪廓徑向的變化而上下移動。盤形凸輪結(jié)構(gòu)簡單,從動件的行程不大,多用于行程較短的場合,如手搖式補(bǔ)鞋機(jī)、家用塑鋼窗的鎖緊凸輪機(jī)構(gòu)、繞線機(jī)的引線機(jī)構(gòu)等。模塊三凸輪機(jī)構(gòu)(2)移動凸輪機(jī)構(gòu)也屬于平面凸輪機(jī)構(gòu),當(dāng)移動凸輪相對于機(jī)架沿左右直線運(yùn)動時(shí),從動件將沿豎直方向上下移動。實(shí)際上,移動凸輪是由盤形凸輪演變而來,即將盤形凸輪從中心展開而得到的。與盤形凸輪機(jī)構(gòu)相比,移動凸輪機(jī)構(gòu)的從動件位移可以比盤形凸輪機(jī)構(gòu)大些。在機(jī)械工程中,移動凸輪機(jī)構(gòu)也有較廣的應(yīng)用,如靠模車削加工機(jī)構(gòu)就是典型的移動凸輪機(jī)構(gòu)。車削加工過程中,移動凸輪作為靠模板,在機(jī)架上固定,被加工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動,刀架(從動件)依靠滾子在移動凸輪的輪廓曲線驅(qū)動下作橫向進(jìn)給,從而連續(xù)地車削出與靠模板輪廓曲線一致的工件。模塊三凸輪機(jī)構(gòu)(3)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)是在圓柱面上開槽(或在圓柱端面上制出輪廓曲線)制成的,它也可看成是將移動凸輪卷曲在圓柱體上形成的。圓柱凸輪機(jī)構(gòu)屬于空間凸輪機(jī)構(gòu)。2.按從動件的端部形狀及從動件的運(yùn)動形式分類凸輪機(jī)構(gòu)按從動件的端部形狀及從動件的運(yùn)動形式進(jìn)行分類,可分為尖頂從動件凸輪機(jī)構(gòu)、滾子從動件凸輪機(jī)構(gòu)、平底從動件凸輪機(jī)構(gòu)、曲面從動件凸輪機(jī)構(gòu)等。3.按凸輪與從動件之間的鎖合方式分類鎖合是使凸輪與從動件始終保持接觸狀態(tài)。凸輪機(jī)構(gòu)按凸輪與從動件之間的鎖合方式進(jìn)行分類,可分為力鎖合凸輪機(jī)構(gòu)和形鎖合凸輪機(jī)構(gòu)。模塊三凸輪機(jī)構(gòu)二、凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和制造材料1.凸輪的結(jié)構(gòu)按凸輪的大小分類,凸輪結(jié)構(gòu)主要有整體式凸輪軸和組合式凸輪兩大類。(1)整體式凸輪軸結(jié)構(gòu)緊湊,所占空間較小,可減小機(jī)器的體積。(2)組合式凸輪。當(dāng)凸輪的輪廓與軸的直徑相差較大時(shí),可將凸輪和軸分別制成零件,然后再用緊固件連接在一起。模塊三凸輪機(jī)構(gòu)2.凸輪和滾子的制造材料凸輪和滾子的制造材料主要是調(diào)質(zhì)鋼(如45鋼、40Cr鋼、38CrMoAl等)、滲碳鋼(如20Cr鋼、20CrMnTi鋼的等)以及灰鑄鐵(如HT250、HT300等)、球墨鑄鐵(如QT800-2、QT900-2)等。不管采用何種材料制造凸輪,通常都需要對凸輪進(jìn)行合理的熱處理才能滿足使用要求。三、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,動作精確可靠,容易實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律。但由于凸輪與從動件之間是高副接觸,又不易潤滑,因此,凸輪和從動件容易磨損。另外,凸輪輪廓線比較復(fù)雜,不易加工,凸輪機(jī)構(gòu)傳遞的力不易太大,而且受凸輪尺寸的限制,從動件的行程也較小。模塊三凸輪機(jī)構(gòu)四、凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析在凸輪機(jī)構(gòu)中,從動件的運(yùn)動是由凸輪的輪廓曲線決定的。1.從動件的運(yùn)動曲線從動件的運(yùn)動規(guī)律是指從動件的位移s隨時(shí)間t變化的規(guī)律。通常將從動件的位移s、速度、加速度隨δ而變化的直角坐標(biāo)曲線稱為從動件的運(yùn)動線圖,它可直觀地反映從動件的運(yùn)動規(guī)律。模塊三凸輪機(jī)構(gòu)2.盤形凸輪的運(yùn)動分析以凸輪輪廓的最小半徑rb為半徑所作的圓稱為凸輪的基圓,rb為基圓半徑。從動件在圖中處于即將上升的起始位置,其尖頂與凸輪在A點(diǎn)接觸。當(dāng)凸輪以勻角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí),凸輪輪廓AB段逐步推動從動件按預(yù)定運(yùn)動規(guī)律上升到最高位置B,這個(gè)過程稱為推程,從動件移動的距離h稱為升程,對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為升程角。3.凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性凸輪機(jī)構(gòu)在工作過程中,從動件與凸輪輪廓上各點(diǎn)接觸時(shí),因?yàn)槠渌艿耐屏的方向是變化的,因此,凸輪輪廓上各點(diǎn)的壓力角大小也是變化的。模塊四間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)

間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)是指能夠?qū)⒅鲃蛹倪B續(xù)勻速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為從動件的周期性間歇運(yùn)動。間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)有多種,其中應(yīng)用最多的是棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)。一、棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)是由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)可將主動件的連續(xù)轉(zhuǎn)動或往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成從動件的單向步進(jìn)運(yùn)動(或間歇運(yùn)動)。1.棘輪機(jī)構(gòu)的組成棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪、工作棘爪、止逆棘爪、搖桿以及機(jī)架等組成。在棘輪機(jī)構(gòu)中,主動件是棘爪(鉸接在連桿機(jī)構(gòu)的搖桿上),當(dāng)搖桿逆時(shí)針擺動時(shí),裝在搖桿上的工作棘爪插入棘輪的齒槽中,推動棘輪轉(zhuǎn)過一定角度;當(dāng)搖桿順時(shí)針擺動時(shí),止逆棘爪阻止棘輪轉(zhuǎn)動,棘爪在棘齒背上滑過,此時(shí)棘輪停歇不動。模塊四間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)

2.棘輪機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用根據(jù)棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理進(jìn)行分類,棘輪機(jī)構(gòu)可分為齒嚙式棘輪機(jī)構(gòu)和摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。根據(jù)棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類,棘輪機(jī)構(gòu)可分為外接式棘輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)接式棘輪機(jī)構(gòu)。(1)齒嚙式棘輪機(jī)構(gòu)是依靠棘爪的尖齒與棘輪的凹齒之間的嚙合來傳遞運(yùn)動的。齒嚙式棘輪機(jī)構(gòu)和摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)的從動件轉(zhuǎn)動的角度大小是由主動棘爪搖過的角度決定的。齒嚙式棘輪機(jī)構(gòu)和摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)分為外接式棘輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)接式棘輪機(jī)構(gòu)兩種。例如,自行車的后軸鏈輪裝置就是內(nèi)接式齒嚙棘輪機(jī)構(gòu),棘爪安裝在自行車后軸上,鏈輪的外圈是鏈輪齒,內(nèi)圈是棘輪。模塊四間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)

(2)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪與棘輪之間是依靠摩擦楔塊(或滾子)的擠壓力傳遞運(yùn)動,其運(yùn)動特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)整轉(zhuǎn)角,運(yùn)動過程平穩(wěn)無噪聲,但會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,使得轉(zhuǎn)角精度降低。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)主要用于低速、輕載的間歇傳動機(jī)構(gòu)。模塊四間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)

3.棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角需要根據(jù)工作要求隨時(shí)調(diào)整,棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)方法有兩種:一是通過調(diào)節(jié)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄的長度來改變搖桿的擺角,從而改變棘輪的轉(zhuǎn)角;二是利用遮板調(diào)節(jié)棘輪的轉(zhuǎn)角。模塊四間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)

4.棘輪轉(zhuǎn)動方向的調(diào)整棘輪機(jī)構(gòu)中,棘輪的轉(zhuǎn)動方向不一定是單向固定不動的,有時(shí)可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)雙向來回轉(zhuǎn)動。隨著搖桿的往復(fù)擺動,當(dāng)棘爪在實(shí)線位置時(shí),棘輪沿逆時(shí)針方向作間歇轉(zhuǎn)動;當(dāng)棘爪翻轉(zhuǎn)到虛線位置時(shí),棘輪沿順時(shí)針方向作間歇轉(zhuǎn)動。通常將可變向棘輪機(jī)構(gòu)中的棘爪爪端設(shè)計(jì)成對稱結(jié)構(gòu),棘輪一般采用對稱齒形。模塊四間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)

二、槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)是由機(jī)架、帶有徑向槽的槽輪和圓柱銷組成的單向間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu),又稱馬爾他機(jī)構(gòu)。它常被用來將主動件的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成從動件的帶有停歇的單向周期性轉(zhuǎn)動。1.槽輪機(jī)構(gòu)的組成槽輪機(jī)構(gòu)由帶圓柱銷的撥盤、帶徑向槽的槽輪以及機(jī)架組成。模塊四間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)

2.槽輪機(jī)構(gòu)的類型槽輪機(jī)構(gòu)根據(jù)槽輪與撥盤的轉(zhuǎn)動方向進(jìn)行分類,可分為外槽輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)。其中外槽輪機(jī)構(gòu)的主動撥盤與從動槽輪的轉(zhuǎn)動方向相反;內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)的主動撥盤與從動槽輪的轉(zhuǎn)動方向相同。槽輪機(jī)構(gòu)根據(jù)撥盤上圓柱銷的數(shù)目進(jìn)行分類,可分為單圓柱銷槽輪機(jī)構(gòu)、雙圓柱銷槽輪機(jī)構(gòu)和多圓柱銷槽輪機(jī)構(gòu)等。模塊四間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)

3.槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn)單圓柱銷外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn)是:撥盤每轉(zhuǎn)一周,槽輪只作一次與撥盤轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)動。雙圓柱銷外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的撥盤上有兩個(gè)圓柱銷,其運(yùn)動特點(diǎn)是:撥盤每轉(zhuǎn)一周,槽輪可作兩次與撥盤轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)動。如果是內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu),撥盤與槽輪具有相同的轉(zhuǎn)動方向,同時(shí)機(jī)構(gòu)更加緊湊。電影放映機(jī)的卷片機(jī)構(gòu)是利用槽輪機(jī)構(gòu)制成的。當(dāng)撥盤轉(zhuǎn)動一周時(shí),槽輪轉(zhuǎn)過1/4周,膠片移動一個(gè)畫面,并停留一定時(shí)間。撥盤連續(xù)轉(zhuǎn)動,槽輪帶動膠片重復(fù)間歇運(yùn)動,利用人眼的視覺暫留特性,可使人感覺看到的是連續(xù)的畫面。模塊一帶傳動機(jī)械傳動是指利用機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動或動力的傳動方式。常見的機(jī)械傳動有:帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動和蝸桿傳動等。帶傳動是利用帶輪與傳動帶之間的摩擦力(或帶輪與傳動帶之間的嚙合)來傳遞運(yùn)動和扭矩的一種機(jī)械傳動。一、帶傳動的原理和組成帶傳動原理是利用帶輪與傳動帶之間的摩擦力或帶輪與傳動帶之間的嚙合來傳遞運(yùn)動和扭矩。帶傳動通常由主動帶輪、從動帶輪和緊套在兩帶輪上的傳動帶組成。二、帶傳動的特點(diǎn)帶傳動的主要特點(diǎn)是:傳動柔和,帶具有彈性,可起緩沖、吸振作用,傳動過程平穩(wěn),噪聲??;發(fā)生過載時(shí),傳動帶會在帶輪上打滑,可防止零件損壞,起到安全保護(hù)作用;結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、不需要潤滑,安裝和維護(hù)方便,多應(yīng)用于兩軸相距較遠(yuǎn)的機(jī)械傳動。模塊一帶傳動三、帶傳動的類型和應(yīng)用帶傳動按帶的截面形狀進(jìn)行分類,可分為平帶傳動、V帶傳動、同步帶傳動和圓帶傳動等。帶傳動按工作原理進(jìn)行分類,可分為同步帶傳動和摩擦式帶傳動兩大類。模塊一帶傳動1.平帶傳動平帶傳動是依靠帶的內(nèi)側(cè)表面與帶輪外圓之間的摩擦力傳遞動力。平帶是標(biāo)準(zhǔn)件,平帶的截面為扁平矩形,帶的內(nèi)側(cè)表面為工作平面。平帶傳動結(jié)構(gòu)簡單,帶輪制造容易,主要適用于兩軸平行、轉(zhuǎn)向相同、距離較遠(yuǎn)的機(jī)械傳動。2.V帶傳動V帶傳動是依靠帶的兩側(cè)面與帶輪的輪槽之間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞動力。V帶是標(biāo)準(zhǔn)件,V帶的截面為等腰梯形,兩側(cè)面為工作平面,兩側(cè)面之間的夾角是40°。V帶傳動結(jié)構(gòu)緊湊,傳遞的功率是平帶的3倍,廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械傳動中。3.同步帶傳動同步帶傳動是通過同步帶上的齒形與帶輪上的齒形相嚙合實(shí)現(xiàn)運(yùn)動和動力的傳遞。同步帶傳動具有傳遞功率大,傳動比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),故多用于要求傳動平穩(wěn)、傳動精度較高的機(jī)械傳動,如數(shù)控機(jī)床、錄像機(jī)、放映機(jī)等精密機(jī)械都采用同步帶傳動。模塊一帶傳動4.圓帶傳動圓帶傳動是由圓帶和帶輪組成的摩擦傳動。圓帶傳動結(jié)構(gòu)簡單,圓帶的截面為圓形,傳遞的動力較小,通常用于小功率輕型機(jī)械傳動,如縫紉機(jī)、牙科醫(yī)療器械、儀器等機(jī)械設(shè)備中都可采用圓帶傳動。模塊一帶傳動四、V帶的結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)1.V帶的結(jié)構(gòu)V帶根據(jù)其結(jié)構(gòu)分為包邊V帶和切邊V帶(如普通切邊V帶、有齒切邊V帶和底膠夾布切邊V帶)兩種。V帶通常由膠帆布(頂布)、頂膠、緩沖膠、抗拉體、底膠、底布(底膠夾布)等組成。V帶是無接頭的環(huán)形帶,其斷面結(jié)構(gòu)如圖6-3所示。頂膠和底膠的主要材料是橡膠;抗拉體分為繩芯結(jié)構(gòu),在V帶中起承載作用。2.V帶的標(biāo)準(zhǔn)V帶是標(biāo)準(zhǔn)件,按其截面尺寸由小到大進(jìn)行分類,可分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號,其中E型V帶的截面積最大。V帶截面尺寸越大,其傳遞的功率越大,生產(chǎn)中使用最多的是A、B、C三種型號的V帶。中性層面稱為節(jié)面,節(jié)面的寬度稱為節(jié)寬,用表示。V帶在中性層面上的周線長度稱為基準(zhǔn)長度,用表示。普通V帶是指帶的兩側(cè)面所夾角的銳角是40°。模塊一帶傳動五、V帶輪的結(jié)構(gòu)V帶輪通常由輪緣、輪輻和輪轂三部分組成。帶輪的結(jié)構(gòu)取決于帶輪基準(zhǔn)直徑的大小。1.輪緣輪緣上有輪槽,輪槽的槽形應(yīng)與V帶的型號一致。與V帶中性層處在同一位置的輪槽寬度稱為基準(zhǔn)寬度?;鶞?zhǔn)寬度處的帶輪直徑稱為基準(zhǔn)直徑。為了使變形后的V帶仍然能夠與帶輪充分地貼合,V帶輪的楔角應(yīng)按帶的型號和帶輪直徑的不同做成32°、34°、36°、38°四種。模塊一帶傳動2.輪輻輪輻是連接輪緣和輪轂的部分。根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑不同,輪輻的結(jié)構(gòu)可制成實(shí)心式、腹板式(孔板式)和橢圓輪輻式三種。3.輪轂輪轂是帶輪與軸相配合的部分,輪轂的內(nèi)徑要與軸徑一致,選用過渡配合,以保證孔與軸的同心度要求。六、帶輪的制造材料帶輪常用的制造材料主要有灰鑄鐵、鑄鋼(或鋼)、鋁合金和工程塑性。模塊一帶傳動七、帶傳動的傳動比在帶傳動過程中,主動輪的轉(zhuǎn)速與從動輪的轉(zhuǎn)速之比,稱為帶傳動的傳動比,用i12表示。八、V帶傳動的主要參數(shù)及其選用在V帶傳動過程中,涉及的傳動參數(shù)主要有:帶輪包角、傳動比、V帶的線速度、V帶輪基準(zhǔn)直徑(如、)、中心距a、V帶的根數(shù)等。1.帶輪包角帶輪包角是指帶與帶輪接觸面的弧長所對應(yīng)的中心角。帶輪包角越小,摩擦力就越小,通常要求帶輪的包角≥120°。在驗(yàn)算帶傳動過程中,僅要求驗(yàn)算小帶輪的包角即可,因?yàn)榇髱л喌陌潜刃л喆?。模塊一帶傳動2.傳動比在主動輪與從動輪的中心距不變的情況下,帶傳動比越大,兩帶輪的直徑相差越大,小帶輪上的包角就越小,帶的傳動能力就會下降。通常V帶傳動的傳動比≤7,一般控制在2~7之間。3.V帶的線速度V帶的線速度通??刂圃?~30m/s之間,最佳的線速度是10~20m/s之間。4.V帶輪基準(zhǔn)直徑V帶輪基準(zhǔn)直徑主要指主動輪的基準(zhǔn)直徑和從動輪的基準(zhǔn)直徑。V帶輪基準(zhǔn)直徑越大,傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸就越大;V帶輪基準(zhǔn)直徑越小,傳動裝置的結(jié)構(gòu)就越緊湊。采用V帶傳動時(shí),帶輪有最小基準(zhǔn)直徑要求。5.中心距a帶傳動中,兩帶輪軸線之間的距離稱為中心距。如果兩帶輪的中心距越大,傳動結(jié)構(gòu)會越大,傳動時(shí)還會引起V帶顫動;帶傳動中,如果兩帶輪的中心距越小,小帶輪上的包角越小,將使摩擦力減小,也會降低有效拉力。模塊一帶傳動6.V帶的根數(shù)V帶的根數(shù)越多,傳動的功率越大,但V帶的根數(shù)多,會影響每根V帶受力的均勻性。在V帶傳動過程中,通常應(yīng)將V帶的根數(shù)控制在10根以內(nèi),一般控制在2~5根之間。九、帶傳動的彈性滑動和打滑1.帶傳動的彈性滑動現(xiàn)象在帶傳動過程中,帶是有彈性的,受力后就要發(fā)生伸長變形,拉力不同,帶的伸長量不同。帶在緊邊的伸長量要比在松邊的伸長量大,而且在主動帶輪上由緊邊到松邊,拉力逐漸減小,帶的伸長量也會逐漸減小,這樣就導(dǎo)致帶在主動帶輪上產(chǎn)生向后相對滑動現(xiàn)象;在從動帶輪上由松邊到緊邊,拉力逐漸增大,帶的伸長量會逐漸增大,這樣就導(dǎo)致帶在從動帶輪上滯后帶的線速度。由于帶的彈性變形的變化所引起的帶在帶輪的局部區(qū)域產(chǎn)生微小滑動的現(xiàn)象,稱為帶的彈性滑動。模塊一帶傳動2.帶傳動的打滑現(xiàn)象在帶傳動過程中,帶的滑動量將隨著所傳遞的有效力的增大而增大,當(dāng)有效圓周力(或載荷)達(dá)到并超過帶與帶輪間的摩擦力時(shí),帶將在帶輪上劇烈滑動,從動帶輪轉(zhuǎn)速會急劇下降或停止轉(zhuǎn)動,這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑現(xiàn)象一般出現(xiàn)在小帶輪上。十、帶傳動的安裝、張緊和維護(hù)1.帶傳動的安裝事項(xiàng)(1)安裝帶傳動前應(yīng)檢查帶與帶輪的型號是否一致,多根V帶的實(shí)際長度應(yīng)當(dāng)將偏差控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。(2)安裝帶傳動時(shí),兩帶輪的軸線應(yīng)當(dāng)保持平行,兩帶輪的端面應(yīng)在同一平面內(nèi),主動帶輪與從動帶輪的輪槽要對正。模塊一帶傳動(3)安裝V帶時(shí),應(yīng)先將中心距縮小后再將V帶套入帶輪上,然后逐漸調(diào)整中心距,直至帶張緊。正確的檢查方法是:用大拇指在每條帶中部施加20N左右的垂直壓力,帶下沉15mm為宜。(4)V帶斷面在輪槽中應(yīng)有正確的位置,V帶外緣應(yīng)與帶輪外緣平齊。模塊一帶傳動2.帶傳動的張緊常用的帶傳動張緊方法有:移動法、擺動法和安裝張緊輪法。移動法是通過改變兩帶輪的中心距來調(diào)整帶的張力。擺動法是通過調(diào)整螺栓或調(diào)整螺母,增大兩帶輪的中心距來達(dá)到帶的張緊。安裝張緊輪法是通過安裝張緊輪來調(diào)整傳動帶的張力。模塊一帶傳動3.帶傳動的維護(hù)事項(xiàng)帶傳動裝置必須安裝防護(hù)罩,不允許傳動件外露;避免橡膠帶與酸、堿、油等化學(xué)物質(zhì)接觸,傳動帶的工作溫度不應(yīng)超過60℃,也不宜在陽光下暴曬;如果發(fā)現(xiàn)傳動帶出現(xiàn)裂紋、變長,應(yīng)及時(shí)更換;及時(shí)調(diào)整帶的張力,保證帶傳動正常工作;帶輪在軸端應(yīng)有固定裝置,以防帶輪脫軸;切忌在有易燃易爆氣體環(huán)境中(如煤礦井下)使用帶傳動,以免發(fā)生危險(xiǎn)。模塊二鏈傳動鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運(yùn)動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。一、鏈傳動的原理和組成鏈傳動原理是利用鏈輪輪齒和鏈條之間的嚙合來傳遞運(yùn)動和動力。鏈傳動由主動鏈輪、從動鏈輪和傳動鏈組成。二、鏈傳動的特點(diǎn)鏈傳動的特點(diǎn)是:平均傳動比準(zhǔn)確,沒有彈性滑動和打滑現(xiàn)象;鏈傳動承載能力較大,傳動效率高,適合于兩軸平行、距離較遠(yuǎn)、低速重載傳動機(jī)械;由鋼材制成的鏈條、鏈輪可在高溫、有水、有油、多灰塵的惡劣環(huán)境中工作;鏈傳動在高速運(yùn)動時(shí)噪聲較大,鏈條磨損后容易發(fā)生脫落現(xiàn)象;鏈傳動不適合急速反向的傳動機(jī)械。模塊二鏈傳動三、鏈傳動的類型和應(yīng)用鏈傳動按用途進(jìn)行分類,可分為傳動鏈、起重鏈和牽引鏈三大類。鏈條按結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類,可分為滾子鏈和齒形鏈,其中最常用的是滾子鏈。傳動鏈主要用于一般機(jī)械中傳遞運(yùn)動和動力,如自行車、摩托車等機(jī)械等;起重鏈主要用于各種起重機(jī)械中,如港口用的集裝箱起重機(jī)械和叉車提升裝置等;牽引鏈主要用于運(yùn)輸機(jī)械中的牽引輸送帶,如礦山的各種牽引輸送機(jī)、自動扶梯的牽引鏈、自動生產(chǎn)線的運(yùn)輸帶、機(jī)械化裝卸設(shè)備等。模塊二鏈傳動四、鏈條的結(jié)構(gòu)1.滾子鏈的結(jié)構(gòu)滾子鏈?zhǔn)怯扇舾蓛?nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)依次鉸接而成。單排滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、軸銷、套筒、滾子組成。內(nèi)鏈節(jié)由內(nèi)鏈板、套筒和滾子組成,內(nèi)鏈板與套筒采用過盈配合,套筒與滾子之間采用間隙配合,滾子可繞套筒自由轉(zhuǎn)動。外鏈節(jié)由外鏈板和銷組成,采用過盈配合。內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)之間采用套筒和銷軸連接起來,并采用間隙配合,套筒可以繞銷軸轉(zhuǎn)動。鏈條的各個(gè)零件由碳素鋼或合金鋼制造,并經(jīng)熱處理后以提高其強(qiáng)度和耐磨性。模塊二鏈傳動單排滾子鏈的接頭有開口銷、彈性鎖片和過渡鏈節(jié)三種形式。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí),內(nèi)、外鏈板可選用開口銷或彈性鎖片連接;當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí),內(nèi)、外鏈板必須采用過渡鏈節(jié)連接。滾子鏈?zhǔn)菢?biāo)準(zhǔn)件,通常由專業(yè)工廠生產(chǎn),其標(biāo)記是:鏈號-排數(shù)-鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)編號。例如,20A-2×80GB/T1243-2006,表示鏈號是20A,鏈?zhǔn)枪?jié)距為31.75mm的A系列、雙排、80節(jié)的滾子鏈。鏈條上相鄰銷軸的軸間距稱為節(jié)距,節(jié)距越大,鏈的結(jié)構(gòu)尺寸越大,鏈的承載能力也越大,但鏈的穩(wěn)定性也變差。模塊二鏈傳動2.齒形鏈的結(jié)構(gòu)齒形鏈由齒形鏈板、導(dǎo)板、套筒和銷軸等組成。套筒和銷軸之間為間隙配合。傳動時(shí),鏈板的齒與鏈輪的齒相互嚙合。齒形鏈的特點(diǎn)是傳動平穩(wěn),傳動速度(≤30m/s)高,承受沖擊性能好,噪聲?。ㄓ址Q無聲鏈),但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,裝拆較難,質(zhì)量較大,摩擦力較大,鏈容易磨損且制造成本較高。模塊二鏈傳動五、鏈輪的結(jié)構(gòu)小直徑鏈輪可采用整體式結(jié)構(gòu),中等直徑的鏈輪可采用輻板式(或孔板式)結(jié)構(gòu),大直徑的鏈輪可采用輪輻式結(jié)構(gòu)(或組合式結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)),組合式結(jié)構(gòu)的鏈輪在輪齒磨損后可更換齒圈。應(yīng)用較多的鏈輪端面是雙圓弧齒形。鏈輪的主要參數(shù)有齒數(shù)z、節(jié)距、分度圓、齒頂圓、齒根圓等。齒數(shù)z是鏈輪上的齒數(shù);節(jié)距是兩相鄰鏈節(jié)鉸鏈中心的距離;分度圓是鏈輪上銷軸中心處被鏈條節(jié)距等分的圓;齒頂圓是齒頂所在的圓;齒根圓是與齒槽底相切的圓。模塊二鏈傳動六、鏈輪的制造材料鏈輪制造材料通常采用20Cr等低碳合金鋼制造,然后采用滲碳淬火加低溫回火處理,使鏈輪輪齒表面具有高硬度、高耐磨性,心部具有良好的韌性;或者采用中碳鋼或中碳合金鋼(如45鋼、40Cr鋼等)制造,然后經(jīng)表面淬火,使鏈輪輪齒表面具有高硬度、高耐磨性,心部具有良好的韌性。模塊二鏈傳動七、鏈傳動的傳動比鏈傳動的傳動比是主動鏈輪的轉(zhuǎn)速與從動鏈輪的轉(zhuǎn)速之比,也是從動鏈輪的齒數(shù)與主動鏈輪的齒數(shù)之比。八、鏈傳動的主要參數(shù)及其選用鏈傳動涉及的傳動參數(shù)主要有:鏈輪齒數(shù)、鏈節(jié)距、中心距a、傳動比等。1.鏈輪齒數(shù)鏈輪齒數(shù)通??刂圃?7~120范圍內(nèi)。在鏈傳動中,小鏈輪的齒數(shù)不宜過少,大鏈輪的齒數(shù)也不宜過多。另外,鏈條的節(jié)數(shù)多為偶數(shù),因此,鏈輪的齒數(shù)最好為奇數(shù),以使鏈條磨損均勻。2.鏈節(jié)距鏈的節(jié)距越大,鏈的各個(gè)元件尺寸也越大,鏈的傳動能力越強(qiáng),但動載荷和噪音會增加,會使傳動平穩(wěn)性變差。對于重載鏈傳動,盡量選用小節(jié)距多排鏈。多排鏈相當(dāng)于幾個(gè)普通單排鏈之間用長銷軸連接而成,排數(shù)越多,越難使各排鏈?zhǔn)芰鶆?,故排?shù)不宜過多,一般常用雙排鏈和三排鏈。模塊二鏈傳動3.中心距a兩鏈輪軸線之間的距離稱為中心距。鏈傳動中,通常將中心距控制在a=(30~50)p,最大中心距控制在amax≤80。4.傳動比i12滾子鏈傳動比通常小于6,推薦傳動比i12

=2~3.5。九、鏈傳動過程中的失效形式常見的鏈條失效形式主要有:鏈條的疲勞斷裂、滾子和套筒的疲勞點(diǎn)蝕、銷軸和套筒的膠合、鏈條的脫落和鏈條的過載拉斷等。銷軸和套筒的膠合是指當(dāng)套筒轉(zhuǎn)速很高、載荷很大時(shí),套筒與銷軸間由于摩擦產(chǎn)生高溫而發(fā)生的粘附現(xiàn)象。模塊二鏈傳動十、鏈傳動的安裝、張緊和維護(hù)1.鏈傳動的安裝事項(xiàng)2.鏈傳動的張緊鏈傳動時(shí),應(yīng)使緊邊在上、松邊在下,采用調(diào)整中心距(或加用張緊輪)的方法可防止鏈條的垂度過大。除了上述兩個(gè)方法外,還可用去掉1~2個(gè)鏈節(jié)的方法調(diào)整鏈條的松緊。3.鏈傳動的維護(hù)事項(xiàng)鏈傳動時(shí),需要進(jìn)行良好的潤滑,潤滑可以減少鏈條和鏈輪的磨損,延長鏈傳動的使用壽命。模塊三齒輪傳動齒輪傳動是由主動齒輪、從動齒輪和機(jī)架組成的高副傳動。一、齒輪傳動的特點(diǎn)(1)齒輪傳動的瞬時(shí)傳動比準(zhǔn)確、恒定,傳動比范圍大,可用于減速或增速。(2)齒輪傳動運(yùn)行可靠,傳動平穩(wěn),結(jié)構(gòu)緊湊,使用壽命長,傳動效率高。(3)齒輪傳動可實(shí)現(xiàn)兩軸平行、交叉、交錯等形式的傳動。(4)齒輪傳動適宜近距離傳動。(5)齒輪需要專用設(shè)備制造,制造工藝復(fù)雜,加工制造成本較高。二、齒輪傳動的類型及應(yīng)用根據(jù)齒輪軸線的相互位置、輪齒的齒向和嚙合情況進(jìn)行分類,齒輪傳動可分為平行軸間齒輪傳動、相交軸間齒輪傳動和交錯軸間齒輪傳動三大類。模塊三齒輪傳動1.平行軸間齒輪傳動平行軸間齒輪傳動用于兩平行軸之間的傳動。平行軸間齒輪傳動包括外嚙合圓柱齒輪傳動、內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動、齒輪齒條傳動。模塊三齒輪傳動2.相交軸間齒輪傳動相交軸間齒輪傳動用于兩相交軸(夾角是90°)之間的傳動。相交軸間齒輪傳動包括直齒錐齒輪傳動、斜齒錐齒輪傳動、曲齒錐齒輪傳動。3.交錯軸間齒輪傳動交錯軸間齒輪傳動用于兩相錯軸之間的傳動。交錯軸間齒輪傳動包括交錯軸斜齒輪傳動和雙曲線錐齒輪傳動。模塊三齒輪傳動三、漸開線齒輪1.漸開線齒形齒輪齒廓曲線有漸開線、擺線和圓弧曲線,其中應(yīng)用最廣的是漸開線齒廓。當(dāng)一直線在圓周上作純滾動時(shí),該直線上任一點(diǎn)的軌跡稱為該圓的漸開線,這個(gè)圓稱為基圓;該直線稱為漸開線發(fā)生線。兩條反向的漸開線可形成漸開線齒輪的齒廓。模塊三齒輪傳動2.漸開線齒論各部分的名稱輪齒上每個(gè)凸起的部分稱為輪齒,相鄰兩輪齒之間的空間稱為齒槽。(1)分度圓是指齒輪上作為齒輪尺寸基準(zhǔn)的圓。(2)齒頂圓是在圓柱齒輪上,其齒頂所在的圓。(3)齒根圓是在圓柱齒輪上,其齒槽底所在的圓。(4)齒寬是指齒輪有齒部位沿分度圓柱面的直線方向量度的寬度,用b表示。(5)齒厚是在圓柱齒輪上,一個(gè)齒的兩側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長,用s表示。(6)齒槽寬。在圓柱齒輪上,齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間稱為齒槽,一個(gè)齒槽的兩側(cè)齒廓之間的分度圓弧長稱為齒槽寬,用e表示。(7)齒距是指在分度圓周上相鄰兩齒同側(cè)齒廓之間的弧長,用表示。模塊三齒輪傳動(8)齒頂高是指分度圓與齒頂圓之間的徑向距離。(9)齒根高是指分度圓與齒根圓之間的徑向距離。(10)全齒高是指齒頂高與齒根圓之間的徑向距離。(11)齒頂間隙是指一個(gè)齒輪的齒頂與另一個(gè)齒輪的齒根在連心線上的徑向距離,用c表示。(12)中心距是指一對嚙合齒輪兩軸線之間的最短距離。當(dāng)一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的分度圓相切時(shí),稱為標(biāo)準(zhǔn)安裝。標(biāo)準(zhǔn)安裝的中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距,用符號a表示。3.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱外齒輪的基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱外齒輪的基本參數(shù)有齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)等。模塊三齒輪傳動四、齒輪的結(jié)構(gòu)常用圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)由輪轂、輪輻和輪緣三部分組成。圓柱齒輪輪輻的結(jié)構(gòu)按齒頂圓的大小進(jìn)行分類,可分為齒輪軸、實(shí)心齒輪、腹板式齒輪和輪輻式齒輪四種形式。1.齒輪軸齒輪與軸融為一體的零件,稱為齒輪軸。對于直徑較小的鋼制圓柱齒輪,當(dāng)齒頂圓直徑不大或直徑與相配軸直徑相差很小時(shí),可將齒輪與軸制成一體。2.實(shí)心齒輪齒頂圓直徑≤200mm的中、小尺寸的鋼制齒輪,可采用鍛造成形方式將齒輪制成實(shí)心結(jié)構(gòu)。模塊三齒輪傳動3.腹板式齒輪齒頂圓直徑da=200~500mm的較大尺寸的齒輪,為了減輕質(zhì)量和節(jié)約材料,通常采用鍛造成形方式將齒輪制成腹板式結(jié)構(gòu)(或孔板式結(jié)構(gòu))。5.輪輻式齒輪齒頂圓直徑da>500mm的較大尺寸的齒輪,由于受鍛造設(shè)備的限制,通常采用鑄鐵(或鑄鋼)利用鑄造成形方式將齒輪制成輪輻式結(jié)構(gòu)。模塊三齒輪傳動五、齒輪的制造材料齒輪常用的制造材料主要有鋼、鑄鋼、鑄鐵、非鐵金屬和非金屬材料等。六、齒輪傳動的傳動比在一對齒輪傳動中,主動齒輪轉(zhuǎn)速與從動齒輪之比稱為齒輪傳動的傳動比,用符號i12表示。七、外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指分度圓上的齒厚s等于齒槽寬e,且模數(shù)m、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值的齒輪。八、直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件一對漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是:兩齒輪的模數(shù)必須相等;兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等,且等于標(biāo)準(zhǔn)值。如果是一對斜齒圓柱齒輪,則還需要兩齒輪的螺旋角大小相等,但螺旋方向相反。模塊三齒輪傳動九、齒輪的切削加工方法齒輪輪齒的加工方法主要有切削加工法、鑄造法、模鍛法、熱軋法、沖壓法、粉末冶金法、3D打印法等。按齒輪齒形成形原理進(jìn)行分類,齒輪切削加工法可分為仿形法和展成法兩種。1.仿形法仿形法(又稱為成形法)加工齒輪是在普通銑床上,利用與齒輪齒廓形狀相同的成形銑刀進(jìn)行銑削加工。常用的成形銑刀有盤形齒輪銑刀和指形齒輪銑刀。模塊三齒輪傳動2.展成法展成法(又稱范成法)加工齒輪是利用切削刀具與齒輪坯之間強(qiáng)制地按一對齒輪進(jìn)行嚙合運(yùn)動,并在嚙合運(yùn)動過程中實(shí)現(xiàn)刀具對齒輪坯進(jìn)行切削加工的齒輪加工方法。展成法加工齒輪主要有插齒和滾齒。模塊三齒輪傳動十、根切現(xiàn)象和最少齒數(shù)根切是指用展成法加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí),如果齒輪的齒數(shù)太少,輪齒根部的漸開線齒廓會被部分切去。輪齒被根切后,齒根的強(qiáng)度會被削弱,傳動精度會降低,傳動的平穩(wěn)性會變差,因此,應(yīng)避免根切現(xiàn)象。正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切現(xiàn)象的條件是被加工齒輪的齒數(shù)z不小于17齒,即z≥17。當(dāng)z<17時(shí),如果不允許發(fā)生根切現(xiàn)象,則可采用變位修正法加工齒輪。十一、變位齒輪變位修正法是采用改變刀具與被加工齒輪相對位置來加工齒輪的方法。變位齒輪是采用變位修正法加工的齒輪。模塊三齒輪傳動非標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形的齒輪是通過改變標(biāo)準(zhǔn)刀具對齒輪坯的徑向位置(或改變標(biāo)準(zhǔn)刀具的齒槽寬)切制出的齒輪。徑向變位是切制輪齒時(shí)改變標(biāo)準(zhǔn)刀具對齒輪坯的徑向位置的變位方法。切向變位是改變標(biāo)準(zhǔn)刀具的齒槽寬的變位方法。用展成法加工齒輪時(shí),如果齒條形刀具的中線與齒輪坯的分度圓相切并作純滾動時(shí),加工出來的齒輪稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。如果齒條形刀具的中線不與齒輪坯的分度圓相切,而是與刀具中線平行的另一條分度線(機(jī)床節(jié)線)與齒輪坯的分度圓相切并作純滾動,則加工出來的齒輪稱為徑向變位齒輪。加工徑向變位齒輪時(shí),齒條形刀具的中線相對被加工齒輪分度圓移動的距離稱為變位量,用xm表示,x稱為變位系數(shù),m為模數(shù)。x取正值,稱為正變位;x取負(fù)值,稱為負(fù)變位。采用正變位加工齒輪時(shí),分度圓上的齒厚大于齒槽寬;采用負(fù)變位加工齒輪時(shí),分度圓上的齒厚小于齒槽寬。模塊三齒輪傳動十二、齒輪的失效形式齒輪的失效是指齒輪傳動失去正常的工作能力的精度。齒輪失效主要有輪齒折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合、齒面塑性變形五種形式。1.輪齒折斷——齒輪在傳動過程中,輪齒承受很大的載荷,齒根部會產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。在循環(huán)載荷的循環(huán)作用下,會導(dǎo)致疲勞折斷。另外,輪齒還會產(chǎn)生過載折斷或局部折斷。模塊三齒輪傳動2.齒面疲勞點(diǎn)蝕——是齒輪在傳動過程中,齒面在交變接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下,會出現(xiàn)微小的疲勞裂紋,隨后裂紋逐漸擴(kuò)展,使齒面金屬剝落而形成麻點(diǎn)狀凹坑的現(xiàn)象。3.齒面磨損——包括磨粒磨損和嚙合磨損兩種情形。4.齒面膠合——是齒輪傳動過程中,在高速重載作用下,相互嚙合的金屬齒面由于表面壓力和溫度過高容易造成齒面黏著,隨著齒面的相對運(yùn)動,較硬的齒面將較軟的齒面撕成溝紋的現(xiàn)象。5.齒面塑性變形——是指齒輪的齒面硬度不高,在低速重載、沖擊載荷或頻繁啟動時(shí),輪齒表面在切向摩擦力的相互作用下,主動齒輪的表面被拉出凹槽變形,從動齒輪的表面被擠壓出凸棱,破壞了正常的齒形的現(xiàn)象。模塊三齒輪傳動十三、齒輪傳動的精度國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095-2008規(guī)定,齒輪傳動的精度分為12級,精度從1~12級依次降低。常用中級精度6、7、8級。一對齒輪傳動的精度由四個(gè)方面組成:第I公差組(運(yùn)動精度)、第II公差組(平穩(wěn)性精度)、第III公差組(接觸精度)、齒輪副的側(cè)隙。運(yùn)動精度是指齒輪轉(zhuǎn)動一周的轉(zhuǎn)角的最大誤差值不超過允許的范圍,表示傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性。平穩(wěn)性精度是指齒輪瞬時(shí)傳動比的變化限制在一定的范圍內(nèi),它表示傳遞運(yùn)動的平穩(wěn)性。接觸精度是指齒輪傳動的輪齒接觸表面大且均勻,以及接觸斑點(diǎn)占整個(gè)齒面的比例(如接觸斑點(diǎn)超過60%以上)。模塊三齒輪傳動齒輪副的側(cè)隙是指齒輪非工作面在齒廓法線方向上的間隙,間隙用于儲存潤滑油和防止卡死。齒輪副的側(cè)隙采用上、下極限偏差來表示,如上極限偏差表示為“F”、下極限偏差表示為“L”。常見的齒輪傳動精度標(biāo)記方法是“8-7-7FLGB/T10095-2008”,表示該對齒輪的精度要求是:運(yùn)動精度為8級、平穩(wěn)性精度為7級、接觸精度為7級、齒輪副的側(cè)隙為FL。標(biāo)記中的數(shù)值越小,齒輪的精度等級越高。模塊三齒輪傳動十四、齒輪傳動的裝配、檢測、潤滑和維護(hù)1.齒輪的裝配齒輪裝配工序包括兩步:第一步,先將齒輪、鍵等零件安裝到軸上,其固定和定位都應(yīng)符合技術(shù)要求;第二步,再將齒輪軸部件裝入箱體內(nèi)。2.齒輪傳動的檢測為了保證齒輪傳動符合技術(shù)要求,齒輪傳動機(jī)構(gòu)在安裝過程中要進(jìn)行運(yùn)動精度檢測、接觸精度檢測、齒輪副的側(cè)隙檢測等。其中運(yùn)動精度檢測包括徑向跳動檢測和端面跳動檢測兩項(xiàng),可用百分表進(jìn)行檢測;接觸精度檢測可采用涂色法檢查。齒輪副的側(cè)隙檢測常用壓鉛絲法或打表法來檢測。模塊三齒輪傳動3.齒輪傳動的潤滑齒輪傳動絕大多數(shù)是使用潤滑油進(jìn)行潤滑。其中載荷大、低速的齒輪傳動可選用粘度大的潤滑油;載荷小、高速的齒輪傳動可選用粘度小的潤滑油。加潤滑油時(shí),應(yīng)按機(jī)器規(guī)定的潤滑油牌號、規(guī)定的油量,定期加油。不得使用混雜不潔的潤滑油,油箱內(nèi)的臟油要定期更換。4.齒輪傳動的維護(hù)事項(xiàng)(1)按維護(hù)規(guī)程要求,定時(shí)、定質(zhì)、定量給齒輪傳動加潤滑油。(2)要經(jīng)常檢查潤滑系統(tǒng),注意觀察齒輪傳動的工作狀況,始終保持齒輪傳動潤滑正常。(3)經(jīng)常通過看、摸、聽等方式,監(jiān)視齒輪傳動有無超常規(guī)溫度、異常響聲、振動等不正?,F(xiàn)象。(4)對于開式齒輪傳動系統(tǒng)應(yīng)裝防護(hù)罩,防止灰塵、切屑等雜物侵入齒面,加速齒面磨損。(5)齒輪傳動切勿超載,否則容易引起齒牙折斷或降低齒輪的使用壽命。(6)裝配或調(diào)整齒輪時(shí)須注意手指不要放在兩輪之間,否則齒輪轉(zhuǎn)動時(shí)容易夾傷手指。模塊四蝸桿傳動

蝸桿傳動是在空間交錯的兩軸間傳遞運(yùn)動和動力的一種傳動,兩軸線間的夾角可為任意值,常用的是90°。一、蝸桿傳動的組成和特點(diǎn)蝸桿傳動由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成。通常蝸桿是主動件,蝸輪是從動件。蝸桿傳動的主要特點(diǎn)是:傳動比大,一般為28~80。蝸桿傳動是減速傳動,蝸桿轉(zhuǎn)動一周,蝸輪僅轉(zhuǎn)過一個(gè)齒。傳動平穩(wěn),噪聲小,結(jié)構(gòu)緊湊,體積?。晃仐U傳動具有自鎖功能,即只能蝸桿帶動蝸輪,反之則不能傳動;蝸輪與蝸桿齒面的滑動速度大,摩擦發(fā)熱嚴(yán)重,傳動效率較低,僅為0.7~0.9,一般用于中小功率的傳動場合。模塊四蝸桿傳動

二、蝸桿傳動的類型及應(yīng)用根據(jù)蝸桿分度曲面形狀進(jìn)行分類,蝸桿傳動可分為圓柱蝸桿傳動、圓弧面蝸桿傳動和錐面蝸桿傳動。圓柱蝸桿傳動又有普通圓柱蝸桿傳動和圓弧圓柱蝸桿傳動之分,而普通圓柱蝸桿傳動按蝸桿齒形進(jìn)行分類,又分為阿基米德蝸桿(ZA蝸桿)傳動、漸開線蝸桿(ZI蝸桿)傳動、法向直廓蝸桿傳動(ZN蝸桿)、圓弧圓柱蝸桿(ZC蝸桿)傳動和錐面包絡(luò)蝸桿(ZK蝸桿)傳動等,其中應(yīng)用最廣的是阿基米德蝸桿傳動。蝸桿傳動適用于傳動比大,傳遞功率不大(一般不超過50kW)的機(jī)械上,如蝸桿減速器、卷揚(yáng)機(jī)傳動系統(tǒng)、滾齒機(jī)傳動系統(tǒng)中都采用蝸桿傳動。模塊四蝸桿傳動

三、蝸桿傳動的結(jié)構(gòu)在蝸桿傳動中,蝸桿與軸通常做成一體,稱為蝸桿軸。最常用的蝸桿是阿基米德蝸桿,阿基米德蝸桿在其軸向剖面內(nèi)的齒形是直線,在橫截面內(nèi)的齒形是阿基米德螺旋線。阿基米德蝸桿按螺旋方向分類,可分為右旋蝸桿和左旋蝸桿,通常多用右旋蝸桿。蝸桿的頭數(shù)1~6蝸桿,有單頭、雙頭和多頭之分。單頭蝸桿主要用于傳動比較大的機(jī)械傳動,要求自鎖的蝸桿傳動必須采用單頭蝸桿;多頭蝸桿主要用于傳動比不大和要求傳動效率較高的機(jī)械傳動。模塊四蝸桿傳動

蝸輪的外形類似于帶有內(nèi)凹圓弧的圓柱齒輪。蝸輪的結(jié)構(gòu)有整體式蝸輪和組合式蝸輪兩種。其中組合式蝸輪由齒圈和蝸輪芯兩部分組成,齒圈可選用青銅制造,蝸輪芯可選用鑄鐵或鋼。四、蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸蝸桿傳動涉及的傳動參數(shù)主要有:蝸桿與蝸輪的模數(shù)、蝸桿分度圓直徑、蝸桿與蝸輪的壓力角、蝸桿升角(或?yàn)閷?dǎo)程角)、蝸輪螺旋角、蝸桿直徑系數(shù)、蝸桿齒頂高系數(shù)、蝸桿頂隙系數(shù)、中心距、蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒數(shù)、傳動比、蝸桿傳動的旋轉(zhuǎn)方向等。模塊四蝸桿傳動

在主平面內(nèi),蝸桿的形狀相當(dāng)于齒條,蝸輪相當(dāng)于漸開線齒輪。1.蝸桿與蝸輪的模數(shù)蝸桿的模數(shù)是指軸面模數(shù),用mx1表示;蝸輪的模數(shù)是指端面模數(shù),用mt1表示。mx1

=mt1

。2.蝸桿分度圓直徑國家標(biāo)準(zhǔn)已將蝸桿分度圓直徑規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值,并與標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)相匹配。蝸桿的分度圓直徑不僅與模數(shù)有關(guān),而且還與蝸桿頭數(shù)和升角有關(guān)。3.蝸桿與蝸輪的壓力角蝸桿的壓力角是指軸向壓力角,用ax1表示;蝸輪的壓力角是指端面壓力角,用at1表示。ax1=at1=20°模塊四蝸桿傳動

4.蝸桿升角和蝸輪螺旋角蝸桿升角(又稱為導(dǎo)程角)是指蝸桿的分度圓螺旋線的切線與端平面之間的夾角,用表示。蝸桿升角大則傳動效率高,但自鎖性差;蝸桿升角小則傳動效率低,但自鎖性好。蝸輪的螺旋角是指蝸輪的分度圓輪齒的旋向與軸線間的夾角。5.蝸桿直徑系數(shù)蝸桿直徑系數(shù)是蝸桿的分度圓直徑與軸向模數(shù)的比值。常用蝸桿的直徑系數(shù)的取值是:18、16、12.5、11.2、10、9、8。6.蝸桿齒頂高系數(shù)和蝸桿頂隙系數(shù)蝸桿齒頂高系數(shù)=1;蝸桿頂隙系數(shù)=0.2。7.中心距對于普通圓柱蝸桿傳動,其中心距的尾數(shù)應(yīng)為0或5;標(biāo)準(zhǔn)蝸桿減速器的中心距應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值,如40、50、65、80、100、125、160、(180)、200、(225)、250、(280)、315、(335)、400、(450)、500。模塊四蝸桿傳動

8.蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2對于傳動比大或要求自鎖性好的蝸桿傳動,常取z1=1;為了提高傳動效率,z1可取較大值,但加工難度增加,故z1常取1、2、4、6。蝸輪齒數(shù)z2通常是在27~80范圍內(nèi)選擇。當(dāng)z2<27時(shí),加工蝸輪時(shí)會產(chǎn)生根切現(xiàn)象;當(dāng)z2>80后,會使蝸輪尺寸過大及蝸桿軸的剛度下降。9.傳動比i12蝸桿傳動的傳動比是蝸桿轉(zhuǎn)速n1與蝸輪轉(zhuǎn)速n2之比,或者是蝸輪的齒數(shù)z2與蝸桿頭數(shù)z1之比。通常傳動比i12

=10~40。如果蝸桿傳動僅用于傳遞運(yùn)動(如分度運(yùn)動),其傳動比可達(dá)1000。模塊四蝸桿傳動

10.蝸桿傳動的旋轉(zhuǎn)方向蝸桿、蝸輪的旋向按右手法則判定。手心對著自己,四個(gè)手指順著蝸桿(或蝸輪)的軸線方向擺正,如齒向與右手拇指指向一致,則該蝸桿(或蝸輪)為右旋。反之,該蝸桿(或蝸輪)為左旋。模塊四蝸桿傳動

在蝸桿傳動時(shí),蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向可用左、右手法則判定。當(dāng)蝸桿右旋時(shí)用右手法則判定,當(dāng)蝸桿左旋時(shí)用左手法則判定。蝸輪旋轉(zhuǎn)方向判定的具體做法是:手握住蝸桿軸向,四指彎曲的方向代表蝸桿旋轉(zhuǎn)方向,大拇指所指的反方向就是蝸輪的回轉(zhuǎn)方向。模塊四蝸桿傳動

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