第七章機(jī)械傳動(dòng)

1、第七章 機(jī)械傳動(dòng) 機(jī)械傳動(dòng)與常用機(jī)構(gòu)一樣，都是起傳動(dòng)的作用。常用機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)的形式，如將轉(zhuǎn)動(dòng)改變成移動(dòng)或擺動(dòng)。而機(jī)械傳動(dòng)只起改變轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大小或轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。 常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、齒輪系。一、帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)1、帶傳動(dòng)的組成 主、從動(dòng)帶輪和傳動(dòng)帶。 靠帶與帶輪之間接觸面的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，屬于利用中間撓性件的摩擦運(yùn)動(dòng)。2、帶傳動(dòng)的類型（1）平帶傳動(dòng) 如圖71所示。見(jiàn)實(shí)物（2）V帶傳動(dòng) 如圖72所示。見(jiàn)實(shí)物。（3）同步帶傳動(dòng) 如圖73所示。見(jiàn)實(shí)物。3、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用（1）特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸收振動(dòng)、無(wú)噪聲，過(guò)載能打滑起保護(hù)作用。 缺點(diǎn) 不能保證準(zhǔn)確

2、的傳動(dòng)比。（2）應(yīng)用 一般安裝在與電機(jī)直接相連接的傳動(dòng)軸上。相同條件下V帶傳遞功率是平皮帶的3倍左右，因此V帶應(yīng)用最廣。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、數(shù)控車床的進(jìn)給電機(jī)傳動(dòng) 。二V帶與帶輪的結(jié)構(gòu)1、V帶結(jié)構(gòu) 如圖75所示。 根據(jù)傳遞功率大小，分為Y、Z、A、B、C、D、E七號(hào)，Y、Z型號(hào)的皮帶斷面較小，常用于家用電器上。依次為A、B、C、D、E, 隨著皮帶斷面形狀逐漸變大，傳遞的功率也相應(yīng)變大。 V帶做成環(huán)形的密封整體，不能斷開(kāi)調(diào)整長(zhǎng)度，國(guó)家已制定標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列，使用中應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。 2帶輪材料、結(jié)構(gòu)（1）帶輪材料 工業(yè)上常用帶輪材料為HT150鑄鐵。具有強(qiáng)度足夠、易于加工、價(jià)格便宜的特點(diǎn)；在低速或輕

3、載中常用工程塑料或鋁合金，如洗衣機(jī)的大帶輪選用工程塑料，小帶輪用鋁合金、鐵板沖壓制成。（2）帶輪結(jié)構(gòu) 如圖76、7所示。 輪槽的結(jié)構(gòu)與帶相配合使用，在中性層處的尺寸相同。 當(dāng)d小于150mm時(shí)，選用實(shí)心式。如圖78所示。 當(dāng)d等于150450mm時(shí)，選用腹板式。如圖79所示。 當(dāng)d大于450mm時(shí)，選用橢圓輪輻式。如圖710所示。 帶傳動(dòng)時(shí)，帶在小輪中的彎曲變形較大，內(nèi)側(cè)受壓縮變形。為了保證帶與帶輪槽充分的接觸，產(chǎn)生足夠的摩擦力，將 V帶的楔角做成40，而帶輪的楔角依型號(hào)和小帶輪直徑的變化而變化，分別為32、34、36和38四種。 三、帶傳動(dòng)的失效形式 1打滑 當(dāng)載荷超過(guò)帶傳動(dòng)所能傳遞的動(dòng)力時(shí)

4、帶在帶輪上打滑。 2疲勞撕裂 摩擦帶的疲勞磨損產(chǎn)生撕裂是另一種失效形式。 四、帶傳動(dòng)的緊邊與松邊 為了增大傳動(dòng)的接觸摩擦角，獲得最大的傳遞動(dòng)力，要求帶傳動(dòng)的下面為緊邊，上面為松邊。 五、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為： i=n1/n2=d2/d1 例71 主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比，也等于從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑與主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑之比。傳動(dòng)比一般小于3。六、V帶傳動(dòng)的張緊、安裝和維護(hù) 1、帶的張緊 （1）調(diào)整中心距 如圖711所示。（2）安裝張緊輪 如圖712所示。2、安裝和維護(hù)（1）新舊帶不能一起使用 注意選擇相同型號(hào)和規(guī)格的內(nèi)周長(zhǎng)帶安裝在同一帶輪上。（2）在裝卸V帶 先調(diào)近兩帶輪的中心矩，可

5、方便地將帶拆卸或安裝，后調(diào)整兩輪中心矩。 如果不調(diào)整兩輪中心矩，強(qiáng)將帶從帶輪上撬下來(lái)，一定先把帶從大輪上撬下來(lái)；安裝時(shí)應(yīng)先把帶套在小輪上，再將帶盤上從動(dòng)輪，應(yīng)注意不能用手直接操作，防止將手夾在帶與帶輪之間。（3）帶在帶輪上的張緊 要符合10-15mm的壓下要求，如圖713所示。過(guò)松不能傳遞足夠的摩擦力和扭矩，過(guò)緊將會(huì)增大壓軸力，加大對(duì)軸承的徑向載荷。如果是滑動(dòng)軸承，將加劇磨損。如洗衣機(jī)皮帶太松，水流緩慢，衣服洗不凈；如果皮帶過(guò)緊，波輪軸很快過(guò)度磨損產(chǎn)生中間漏水。（4） 輪槽對(duì)正，軸線平行 如圖714所示。 輪槽與帶的型號(hào)一致，如圖715所示。 一、鏈傳動(dòng)的組成與特點(diǎn) 1、鏈傳動(dòng)的組成 主動(dòng)鏈輪

6、、從動(dòng)鏈輪和鏈條組成。如圖716所示。 2、鏈傳動(dòng)的種類 常用的有套筒滾子鏈和齒形鏈，前者應(yīng)用較廣泛。按用途分成起重鏈、牽引鏈和傳動(dòng)鏈。 4鏈傳動(dòng)的特點(diǎn) 平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確；能在高溫、潮濕等條件下工作；但有噪音。 二鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比 鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比等于為主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比i=n1/n2 ，也等于從動(dòng)輪的齒數(shù)與主動(dòng)輪的齒數(shù)之比。i= n1/n2=z2/z1 。 例72三、鏈傳動(dòng)的安裝與維護(hù) 1、鏈傳動(dòng)的安裝 （1） 兩軸平行，鏈輪同平面，如圖720所示。（2） 鏈條張緊 緊邊在上，松邊在下。太松易掉鏈，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)；太緊會(huì)影響傳動(dòng)。可用張緊輪張緊，如圖721所示。（3） 兩鏈輪軸心線連線與水

7、平線夾角小于45度。（4） 安裝防護(hù)罩。2鏈傳動(dòng)的維護(hù) 定期注油，如圖722所示。 四、套筒滾子鏈的標(biāo)記 鏈條為標(biāo)準(zhǔn)件，其標(biāo)記為鏈號(hào)及節(jié)數(shù)。如某鏈條為代號(hào)為 10A60GB/T12432006。 表示 10號(hào)鏈，節(jié)距可查標(biāo)準(zhǔn)為15.87毫米，共有60節(jié)。一、齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 1、齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu) 如圖723所示，齒輪傳動(dòng)由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪和機(jī)架組成。靠齒面直接嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。2、齒輪傳動(dòng)的類型 如圖724所示，常用為外嚙合直齒圓柱齒輪 傳動(dòng)、內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)等。按兩軸位置之間相互關(guān)系可分為三種類型：（1）兩軸相互平行的圓柱齒輪傳動(dòng)；（2）兩軸相交的圓錐齒數(shù)傳動(dòng)；（3）兩

8、軸交錯(cuò)的蝸桿蝸輪傳動(dòng)。 3、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪的輪廓齒形按漸開(kāi)線曲線制作，具有許多特點(diǎn)： （1）傳動(dòng)比恒定 無(wú)論任何瞬時(shí)傳動(dòng)，傳動(dòng)比都達(dá)到完全準(zhǔn)確。 （2）具有壽命長(zhǎng)，傳遞功率大。 （3）制造比較復(fù)雜，成本較高。 由于齒輪傳動(dòng)具有其他傳動(dòng)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。二、漸開(kāi)線齒輪 1、漸開(kāi)線齒輪齒廓曲線 如圖725所示。 2、漸開(kāi)線齒輪的各部份名稱 如圖726所示。名稱苻號(hào) ，見(jiàn)表72。 3、直齒圓柱齒輪的主要參數(shù) 齒數(shù) z 模數(shù) m 見(jiàn)表73 壓力角 a = 20 齒頂高系數(shù) h=1 頂隙系數(shù) c=1 主要參數(shù)表示決定齒輪幾何尺寸的值，首先要區(qū)分參數(shù)和幾何尺寸兩者的概念。模數(shù)

9、是主要參數(shù)中的最重要表示量，從分度圓的長(zhǎng)度計(jì)算推出，即: 周長(zhǎng) 由于 值是無(wú)理數(shù)，為了便于計(jì)算和測(cè)量，用模數(shù)代入上式，即得 m為一系列標(biāo)準(zhǔn)值，即使分度圓的值成為一個(gè)比較整齊的數(shù)值。見(jiàn)表73。 4齒輪的結(jié)構(gòu)及材料 （1）齒輪的結(jié)構(gòu) 按齒輪外徑分： 齒輪軸 如圖729所示。齒根圓到鍵槽底部距離小于 (22.5)m。 實(shí)體齒輪 如圖730所示。d小于200mm 。 腹板式齒輪 如圖731所示。d200500mm 。 輪幅式齒輪 如圖732所示。d大于500mm 。 (2) 齒輪的材料 常用中碳鋼和中碳合金鋼鍛造而成。 鍛鋼 d小于500mm 。當(dāng)表面硬度小于350HBW時(shí)，稱軟齒面齒輪；當(dāng)表面硬度大

10、于350HBW時(shí)，稱硬齒面齒輪。 鑄鋼 當(dāng)直徑大于500毫米而不方便鍛造時(shí)，采用鑄鋼或灰鑄鐵。 鑄鐵 用于低速、輕載。 非金屬 用于高速、輕載。如辦公機(jī)械。 5、傳動(dòng)比與基本幾何尺寸計(jì)算公式 傳動(dòng)比 i= n1/n2=z2/z1 基本幾何尺寸計(jì)算公式 見(jiàn)表74。 課堂練習(xí)； 例73已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)為23和49，齒輪模數(shù)為8，試計(jì)算以下 幾何尺寸？ 解： 計(jì)算中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)齒輪的齒數(shù)是質(zhì)數(shù)，只能被本身和1才能除盡的數(shù)，為何不取整齊的數(shù)，如20、40呢？如果一對(duì)齒輪其中至少一個(gè)是質(zhì)數(shù)，第1個(gè)齒輪的第1個(gè)齒在嚙合的過(guò)程中將輪流和第2個(gè)齒輪的每一個(gè)齒嚙合,第2、第3及以后的每個(gè)齒也是一樣.輪

11、流嚙合將會(huì)延長(zhǎng)齒輪使用壽命，讓每個(gè)齒都有機(jī)會(huì)去承擔(dān)不同的載荷，不會(huì)使載荷總是集中在少數(shù)固定的單一齒對(duì)中。 例72 已知某個(gè)舊齒輪需要更換，已測(cè)得齒輪的外圓直徑為102mm,齒數(shù)Z118，兩輪中心矩a=121mm，請(qǐng)計(jì)算除齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸。解：依尺寸計(jì)算公式， 得 6圓柱齒輪的正確嚙合傳動(dòng)的條件 m1 = m 2= m7加工切削 （1）切削方法（2）根切現(xiàn)象與最少齒數(shù) 根切現(xiàn)象 如圖736所示。 最少齒數(shù) z 當(dāng)齒數(shù)小于17時(shí)，需要變位。如圖737所示。 三齒輪的失效形式 失效的形式有5種，但以折斷和齒面點(diǎn)蝕為常見(jiàn)。 1、輪齒折斷 如圖738所示。 2、齒面疲勞點(diǎn)蝕 如圖739所示。 3

12、、齒面膠合 如圖740所示。 4、齒面磨損 如圖741所示。 5、齒面塑性變形 如圖742所示。 四齒輪傳動(dòng)的精度 齒輪的加工是一刀切削成形，精度的差別不可能超過(guò)2級(jí)。 用傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，載荷分布的均勻性等三項(xiàng)精度和齒側(cè)間隙四項(xiàng)指標(biāo)表示。 如 887 G M GB/T 10095-2008五齒輪的裝配與檢測(cè) 1 齒輪的裝配 2齒輪的檢測(cè) 運(yùn)動(dòng)精度 百分表測(cè)徑向和端面跳動(dòng)。 接觸精度 涂色法。 齒側(cè)間隙 壓鉛法和打表法。 六、齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑是減少摩擦磨損的有效方法。閉式傳動(dòng)夏天選用L-CKB320潤(rùn)滑油，冬天選用L-CKB220潤(rùn)滑油。俗稱30號(hào)和20號(hào)機(jī)油。 開(kāi)式傳動(dòng)

13、選用脂潤(rùn)滑，如常用的鈣鈉基潤(rùn)滑脂，呈微黃色，俗稱黃油。 浸油12齒 浸油輪 噴油一、蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 1、蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu) 由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成。如圖747所示。2、蝸桿傳動(dòng)的類型 圓柱形和圓弧形，如圖748所示。 3、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)（1）傳動(dòng)比大。蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，蝸輪才轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒（2）兩軸相錯(cuò)成90。（3）只能蝸桿帶動(dòng)蝸輪，蝸輪不能帶動(dòng)蝸桿，傳動(dòng)具有自鎖性。（4）和蝸輪的接觸為圓弧面，接觸面積大，屬于滑動(dòng)摩擦，因此摩擦發(fā)熱嚴(yán)重。（5） 常用的蝸桿是阿基米德蝸桿二、蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù) 1、模數(shù)m和壓力角a 2、蝸桿分度圓直徑d 見(jiàn)表75。 3、導(dǎo)程角 如圖753所示。 tan= 4、蝸桿的直

14、徑系數(shù)q q=m q 5、齒頂高系數(shù) h h=1、頂隙系數(shù) c c= 0.2mm三、蝸桿蝸輪的材料 蝸桿 常用45鋼調(diào)質(zhì)或中碳合金鋼經(jīng)過(guò)熱處理。 蝸輪 選用鑄造錫青銅，耐磨性好而又抗膠合性強(qiáng)的。 不重要的蝸輪可以選用鑄鐵材料。四、蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu) 蝸桿 作成蝸桿軸，如圖754所示。 蝸輪 作成整體式或組合式。如圖755所示。 五、蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比與幾何尺寸計(jì)算 1、蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i =n1/n2=z2/z1 2、蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 引入中間平面的概念，通過(guò)蝸桿的軸線又垂直于蝸輪軸線的平面將蝸桿傳動(dòng)截開(kāi)，得到蝸桿的軸面和蝸輪的端面相當(dāng)于齒條和齒輪的嚙合傳動(dòng)，得出蝸桿的軸面參數(shù)與蝸輪的端面參

15、數(shù)相等的結(jié)論。它是幾何尺寸計(jì)算的依據(jù)。見(jiàn)表76。 3、蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷 應(yīng)用左、右定則方法。如圖756所示。 4、正確嚙合的條件 除了模數(shù)和壓力角相等外，蝸桿的導(dǎo)程角和蝸輪的壓力角必需相等。 六、蝸桿的失效形式及維護(hù) 1、失效形式 齒面膠合、疲勞點(diǎn)蝕、磨損和輪齒折斷。 2、蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 摩擦發(fā)熱大，選用粘度大、親和力大潤(rùn)滑油。同時(shí)選用必要的散熱泠卻方法，如加風(fēng)扇、通泠卻水等強(qiáng)制泠卻，保證潤(rùn)滑的效果。見(jiàn)表77所示。 3、蝸桿傳動(dòng)的散熱一、齒輪系的組成與類型1、齒輪系的組成 由多對(duì)齒輪傳動(dòng)組合而成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，稱為齒輪系。如圖759所示 2、齒輪系的類型 （1）定軸輪系 如圖760、61所示，所

16、有的齒輪軸線在傳動(dòng)中都是固定不動(dòng)的。（2）行星輪系 如圖762所示，所有的齒輪軸線在傳動(dòng)中至少有一個(gè)齒輪軸線是不斷變化的。二、齒輪系傳動(dòng)的特點(diǎn) 1、能獲得大的傳動(dòng)比 2、可實(shí)現(xiàn)變速和變向傳動(dòng) 如汽車速度的變化和轉(zhuǎn)向變化, 如圖763、64所示。三、 定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算 以圖75為例，推導(dǎo)出定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式。 注意：要使學(xué)生能讀懂簡(jiǎn)圖的含義，并用汽車的四級(jí)變速箱為例分別計(jì)算出四種不同的轉(zhuǎn)速。分析四種不同傳動(dòng)路線，得出四種不同的傳動(dòng)比。齒輪傳動(dòng)的齒輪傳動(dòng)的 比比 變速自行車如何騎的更快換檔換檔 鏈條掛到小齒輪小齒輪上變速自行車如何騎上坡變速自行車如何騎上坡?lián)Q檔換檔 鏈條掛到大齒輪大齒輪上齒輪可以改變速度齒輪可以改變速度大齒輪帶小齒輪，速度就變快。大齒輪帶小齒輪，速度就變快。小齒輪帶大齒輪，速度就變慢。小齒輪帶大齒輪，速度就變慢。速度改變多少呢？速度改變多少呢？齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，如何定？齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，如何定？大齒輪大齒輪Z1Z1的齒數(shù)為的齒數(shù)為20 20 ，小齒輪小齒輪Z2Z2的齒數(shù)為的齒數(shù)為10 10 。其傳動(dòng)比為多少？其傳動(dòng)比為多少？大齒輪大齒輪n1n1轉(zhuǎn)一圈，轉(zhuǎn)一圈，小齒輪小齒輪n2n2要轉(zhuǎn)幾圈？要轉(zhuǎn)幾圈？n1n2121020z2z1齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為n1n2z2z1定軸齒輪系傳動(dòng)的傳動(dòng)比為結(jié)結(jié) 論論 i15=i12