常用機械傳動裝置.ppt

1、第二章 常用機械傳動裝置,機械傳動裝置的主要功用是將一根軸的旋轉運動和動力傳給另一根軸，并且可以改變轉速的大小和轉動的方向。常用的機械傳動裝置有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動和蝸桿傳動等。,第一節(jié)帶 傳 動 一、帶傳動的工作原理和速比 帶傳動的工作原理 帶傳動是用撓性傳動帶做中間體而靠摩擦力工作的一種傳動。如圖2-1所示。 帶傳動的速比 帶傳動的速比計算公式為： i n1/n2 D2/D1 上式表明，帶傳動中的兩輪轉速與帶輪直徑成反比。,圖2-1 帶傳動,二、帶傳動的特點和類型 帶傳動的特點 1) 可用于兩軸距離較遠的傳動(最大中心距可達40m)。 2) 帶本身具有彈性，因而可以緩和沖擊和振動，使傳

2、動平穩(wěn)，且無噪聲。 3) 當機器過載時，帶會在輪上打滑，能起到對機器的保護作用。 4) 結構簡單，成本低，安裝維護方便，帶損壞后容易更換。 5) 結構不夠緊湊。 6) 不能保證準確的傳動速比。 7) 由于需要施加張緊力，所以軸及軸承受到的不平衡徑向力較大。 8) 帶的壽命較短。,圖2-2 帶傳動的類型 a)平帶傳動 b) V帶傳動 c) 圓帶傳動 d) 同步齒形帶傳動 1帶 2帶輪,帶傳動的類型 生產(chǎn)中使用的帶傳動，有平帶、V帶、圓帶、同步齒形帶等類型(見圖22)，以平帶和V帶使用最多。,三、V帶及帶輪 V帶的結構和型號 V帶是一種無接頭的環(huán)形帶，其橫截面的結構如圖2-3所示。 根據(jù)國家標準，

3、我國生產(chǎn)的普通V帶共分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。Y型V帶的截面積最小，E型的截面積最大。 國家標準還規(guī)定，V帶的節(jié)線長度為基準長度，以Ld 表示。 普通V帶的基準長度系列如表2-l所示。,在進行V帶傳動計算和選用時，可先按下列公式計算基準長度Ld的近似值Ld : Ld 2p(D1D2)/2(D1-D2)/ 4 式中 主、從二帶輪的中心距； D1、D2 主、從二帶輪的基準直徑(與基準長度相對應的帶輪直徑)。 計算出 Ld 的值需按表2-1取相近值進行圓整，最后便可確定Ld 的標準值。,圖2-3 V帶的結構 1包布層 2伸張層 3強力層 4壓縮層,表2-l 普通V帶的基準長度系列 (G

4、Bll544-1997) (mm),V帶的型號由帶型和基準長度兩部分組成，例如標記為Z1400，即表示基準長度為1400mm的Z型V帶。,帶輪的結構 帶輪由輪緣、輪輻和輪轂三部分組成(見圖2-4)。帶輪的輪輻部分有實心、輻板(或孔板)和橢圓輪輻三種形式。,圖2-4 V帶傳動的帶輪 1輪緣 2輪輻 3輪轂,四、帶傳動的張緊裝置 V帶傳動常用的張緊裝置有調距張緊和張緊輪張緊兩種結構： (1) 調距張緊 如圖2-5、圖2-6所示。 (2) 張緊輪張緊 如圖2-7所示 。,圖2-5 調距張緊裝置 1電動機 2滑道 3調整螺釘,圖2-6 自動張緊裝置 1電動機 2擺架,圖2-7 張緊輪緊張裝置,第二節(jié)

5、鏈傳動 一、鏈傳動及其速比 鏈傳動是由兩個具有特殊齒形的鏈輪和一條撓性的閉合鏈條所組成的(見圖2-8)。它依靠鏈和鏈輪輪齒的嚙合而傳動。,圖2-8 鏈傳動,設某鏈傳動，主動鏈輪齒數(shù)為，從動鏈輪齒數(shù)為。當主動鏈輪轉過周，即轉過個齒時，從動鏈輪就被帶動轉過周，即轉過個齒。 顯然，主動輪與從動輪所轉過的齒數(shù)相等，即 z1 n1 = z2 n2 故有 i = n1 / n2 = z2 / z1 上式表明：鏈傳動中的兩輪轉速和鏈輪齒數(shù)成反比。,二、鏈傳動的特點和應用 鏈傳動的主要特點是： 1) 能保證準確的平均速比。 2) 可以在兩軸中心相距較遠的情況下傳遞運動和動力。 3) 鉸鏈易磨損，使鏈條的節(jié)距變

6、大，會造成脫鏈現(xiàn)象。 鏈傳動主要用于要求傳動速比準確、且兩軸相距較遠的場合，目前廣泛地應用于農(nóng)業(yè)機械、輕工機械、交通運輸機械、機床和國防工業(yè)等部門。,第三節(jié) 齒輪傳動 一、概述 齒輪傳動是一種嚙合傳動，如圖2-9所示。 1齒輪傳動的速比 設主動齒輪的轉速為，齒數(shù)為；從動齒輪的轉速為，齒數(shù)為。每分鐘內兩輪轉過的齒數(shù)應該相等，即 z1 n1 = z2 n2 由此可得一對齒輪傳動的速比為 i = n1 / n2 = z2 / z1 上式表明：在一對齒輪傳動中，兩輪的轉速與它們的齒數(shù)成反比。 通常，一對圓柱齒輪傳動的速比5，一對錐齒輪傳動的速比3。,由圖2-9可見，一對齒輪傳動時，通過兩輪中心連線上的

7、節(jié)點P 的二切圓在作無滑動的相互對滾運動，此二圓稱為節(jié)圓。設二節(jié)圓直徑為d1和d2 ，存在如下關系： i = n1 /n2 = d2 /d1 上式表明，在一對齒輪傳動中，兩輪的轉速與節(jié)圓直徑成反比。,圖2-9 齒輪傳動,2齒輪傳動的優(yōu)缺點及應用 齒輪傳動的主要優(yōu)點是： 1）傳動速比恒定不變； 2) 傳遞功率范圍較大； 3) 傳動效率高(一般效率為O.950.98，最高可達0.99)； 4) 工作可靠，壽命較長； 5) 結構緊湊，外廓尺寸小。,齒輪傳動的主要缺點是： 1) 制造和安裝精度要求較高，而精度較低的齒輪在高速運轉時會產(chǎn)生較大的振動和噪聲； 2) 軸間距離較大時，傳動裝置較龐大。 齒輪傳

8、動廣泛用于各種機械中。通常既用于傳遞動力，又用于傳遞運動。,3齒輪傳動的類型 按照兩軸相對位置的不同，齒輪傳動可分為三大類：兩軸平行的齒輪傳動、兩軸相交的齒輪傳動以及兩軸相錯的齒輪傳動。 常用齒輪傳動的分類以及它們的特點見表2-2。 按照防護方式的不同，齒輪傳動又可分為開式傳動和閉式傳動。,表2-2 常用齒輪傳動的分類,照按防護方式的不同，齒輪傳動又可分為開式傳動和閉式傳動。,二、漸開線齒廓曲線 對齒輪傳動最基本的要求是它的角速比(兩輪角速度的比值1/2 )必須恒定不變。為此，齒輪的輪齒必須選用適當?shù)凝X廓曲線。目前生產(chǎn)中已經(jīng)采用的齒廓曲線有漸開線、擺線和圓弧曲線。 漸開線齒輪不僅能滿足傳動平衡

9、的基本要求，而且具有易于制造的優(yōu)點，故常用齒輪多為漸開線齒輪。 1漸開線的形成 如圖2-10所示，當一直線AB 沿半徑為rb 的圓作純滾動時，此直線上任意一點K 的軌跡CD 稱為該圓的漸開線。該圓稱為漸開線的基圓，rb為基圓半經(jīng)，而AB 稱為漸開線的發(fā)生線。,2漸開線的性質(圖2-10) 1) 發(fā)生線在基圓上滾過的線段長度 等于基圓上被滾過的一段弧長 ，即 2) 漸開線上任意一點的法線必切于基圓。由此可見，漸開線上各點的曲率半徑是變化的，離基圓越遠，其曲率半徑就越大，漸開線就越趨平直。 3) 漸開線的形狀決定于基圓的大小。由圖2-1l可見：基圓越小，漸開線越彎曲；基圓越大，漸開線越平直。 4)

10、 基圓內無漸開線。,圖2-10 漸開線的形成,圖2-11 基圓對漸開線形狀的影響,3漸開線齒廓的壓力角 如圖2-12所示，漸開線齒廓上任意一點 K 的正壓力 F 的方向與漸開線繞基圓圓心 O 轉動時該點速度K 的方向之間所夾的銳角，稱為齒廓在K 點的壓力角，以K 表示。,圖2-12 漸開線齒廓的壓力角,由圖2-12可知 NOK = K cosK=ON/OK=rb/rk 由式可知，對同一基圓的漸開線，基圓半徑 rb 是常數(shù)，漸開線上某一點 K 的壓力角大小是隨該點至圓心距離 rK 而變的，rK 越小，壓力角越小,在漸開線起始點(基圓上)的壓力角為零。,三、直齒圓柱齒輪傳動 1漸開線直齒圓柱齒輪各

11、部分的名稱及幾何關系(見圖2-13) (1) 齒頂圓 直徑以 da 表示。 (2) 齒根圓 直徑以 df 表示。 (3) 齒厚與齒槽寬 在任意直徑 dx 的圓周上，齒厚以 sx 表示，齒槽寬以 ex 表示。 (4) 齒距 在任意直徑 dx 的圓周上，齒距以 px 表示。顯然存在如下關系： px = sx + ex = dx/z,圖2-13 直齒圓柱齒輪各部分的名稱和尺寸,(5) 分度圓 分度圓是一個理論圓，無法直接測量，其直徑以d 表示。 分度圓上的齒距、齒厚、齒槽寬通常稱為齒輪的齒距、齒厚、齒槽寬，分別以 p 、s 、e 表示。 存在下列關系 d = pz/ 在標準齒輪中，有 s = e =

12、 p/2,(6) 模數(shù) 以m 表示，定義為 m = p / 因此有 d = mz 模數(shù)是齒輪尺寸計算中的一個重要基本參數(shù)。 齒數(shù)相同的齒輪，模數(shù)較大者輪齒較大，分度圓也較大(見圖 2-14)。 模數(shù)已經(jīng)標準化了，我國制訂的齒輪模數(shù)標準系列見課本表2-3。,圖2-14 不同模數(shù)的輪齒,(7) 壓力角 通常說的壓力角，指的是分度圓上的壓力角，以 表示。 分度圓上的壓力角規(guī)定為標準值，我國規(guī)定標準壓力角為 20和 15。 至此，可得確切而完整的分度圓概念：齒輪上壓力角和模數(shù)均為標準值的圓稱為分度圓。,(8) 全齒高、齒頂高、齒根高和頂隙 分別以 h 、ha 、hf 和 c 表示。有如下關系： h=

13、ha + hf hf = ha + c = ha*m + c*m =(ha* + c* )m 式中 ha*為齒頂高系數(shù)， c*為頂隙系數(shù)。 ha* 和 c* 已經(jīng)標準化了，對正常齒， ha* = 1 ， c*=0 .25 ；對短齒， ha* = 0.8 ， c* = 0.3 。 齒輪頂隙的存在，有利于齒輪傳動（見圖2-15）。 (9) 齒寬 以 b 表示。,圖2-15 一對標準齒輪的嚙合,表 2-4 標準值齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算公式 （ ha* = 1 ， c* = 0.25 , 20 ）,2標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 為了能正確嚙合和連續(xù)傳動，必須滿足以下幾個條件： (1) 正確嚙合的條件

14、 兩齒輪的模數(shù)、壓力角必須相等。 (2) 連續(xù)傳動的條件 在一對輪齒即將脫離嚙合時，后一對輪齒必須進入嚙合。 (3) 避免根切和干涉的條件 齒輪的齒數(shù)必須大于或等于17（根切現(xiàn)象見圖2-16）。,圖2-16 齒廓的根切,四、斜齒圓柱齒輪傳動和錐齒輪傳動的特點及應用 1斜齒圓柱齒輪傳動的特點及應用 斜齒圓柱齒輪簡稱斜齒輪，其輪齒形狀如圖2-17所示。,圖2-17 斜齒與直齒的比較 a）直齒 b）斜齒,圖2-18 斜齒輪沿分度圓柱面展開,圖2-18是一斜齒輪沿分度圓柱面的展開圖，其中，角為齒輪的螺旋角。角愈大，則輪齒傾斜愈厲害。,由圖2-19可見，與直齒圓柱齒輪傳動相比較，斜齒輪傳動更為平穩(wěn)，承載能力也大為提高。但斜齒輪承受載荷時會產(chǎn)生附加的軸向分力，這是不利的方面。,圖2-19 齒輪接觸線 a）直齒輪 b）斜齒輪,2錐齒輪傳動的特點及應用 一對錐齒輪用于兩相交軸之間的傳動。錐齒輪有直齒和曲線齒兩種形狀的輪齒，直齒錐齒輪應用較廣。 錐齒輪的輪齒是均勻分布在圓錐體上的，如圖2-20所示。 錐齒輪的加工和安裝比較困難，齒輪嚙合傳動精度和承載能力較低。因此，錐