常用機械傳動裝置

關(guān)于常用機械傳動裝置第一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

第一節(jié)帶傳動

一、帶傳動的工作原理和速比１．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。是由兩個帶輪（主動從動輪）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來傳遞運動和動力的一種撓性摩擦傳動２．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(zhuǎn)速與帶輪直徑成反比。

圖2-1帶傳動第二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

二、帶傳動的特點和類型１．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(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝維護方便，帶損壞后容易更換。5)外廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊。6)由于帶的彈性滑動，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。一般2000-3000小時摩擦損失較大，傳動效率低，一般平帶傳動0.94-0.98,V帶0.92-0.97

第三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一圖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

２．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2-2)，以平帶和V帶使用最多。第四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

三、V帶及帶輪１．V帶的結(jié)構(gòu)和型號V帶是一種無接頭的環(huán)形帶，其橫截面的結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。根據(jù)國家標準，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。1、打滑:一般當傳遞的力大于帶輪之間的摩擦力的總和的極限時（過載），會發(fā)生過載打滑，傳動失效。2、疲勞破壞:傳動帶在應力的反復作用下，發(fā)生裂紋，脫層，松散，直至斷裂。第五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

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’＝2α＋p(D1＋D2)/2＋(D1-D2)/4α式中α——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。第六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一圖2-3V帶的結(jié)構(gòu)

1－包布層2－伸張層3－強力層4－壓縮層

第七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一表2-l普通V帶的基準長度系列(GBll544-1997)(mm)2002242502803153554004505005606307108009001000112012501400160018002000224025002800315035504000450050005600630071008000900010000112001250014000160001800020000

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。第八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

２．帶輪的結(jié)構(gòu)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2-4V帶傳動的帶輪

1－輪緣2－輪輻3－輪轂

第九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

四、帶傳動的張緊裝置V帶傳動常用的張緊裝置有調(diào)距張緊和張緊輪張緊兩種結(jié)構(gòu)：(1)調(diào)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(diào)距張緊裝置

1－電動機2－滑道3－調(diào)整螺釘

第十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一圖2-6自動張緊裝置

1－電動機2－擺架

第十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一圖2-7張緊輪緊張裝置

第十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)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鏈傳動第十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

設(shè)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(zhuǎn)過周，即轉(zhuǎn)過個齒時，從動鏈輪就被帶動轉(zhuǎn)過周，即轉(zhuǎn)過個齒。顯然，主動輪與從動輪所轉(zhuǎn)過的齒數(shù)相等，即z1n1=z2n2故有i=n1/n2=z2/z1上式表明：鏈傳動中的兩輪轉(zhuǎn)速和鏈輪齒數(shù)成反比。

第十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

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。第十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一第三節(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(shè)主動齒輪的轉(zhuǎn)速為，齒數(shù)為；從動齒輪的轉(zhuǎn)速為，齒數(shù)為。每分鐘內(nèi)兩輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)應該相等，即

z1n1=z2n2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(zhuǎn)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。第十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

由圖2-9可見，一對齒輪傳動時，通過兩輪中心連線上的節(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(shè)二節(jié)圓直徑為d1和d2，存在如下關(guān)系：i=n1/n2=d2/d1上式表明，在一對齒輪傳動中，兩輪的轉(zhuǎn)速與節(jié)圓直徑成反比。

第十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一圖2-9齒輪傳動

第十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

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.95～0.98，最高可達0.99)；4)工作可靠，壽命較長；5)結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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。

第十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

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。

第二十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一表2-2常用齒輪傳動的分類

嚙合類別圖例說明兩軸平行外嚙合直齒圓柱齒輪傳動

1．輪齒與齒輪軸線平行2．傳動時，兩軸回轉(zhuǎn)方向相反3．制造最簡單4．速度較高時容易引起動載荷與噪聲5.對標準直齒輪傳動，一般采用的圓周速度常在3m/s以下外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動

1．齒輪與齒輪軸線傾斜成某一角度2．相嚙合的兩齒輪輪齒傾斜方向相反，傾斜角大小相同3．傳動平穩(wěn)，噪聲小4．工作中會產(chǎn)生軸向力，輪齒傾斜角越大，軸向力越大5．適用于圓周速度較高的場合（3m/s以上）第二十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一嚙合類別圖例說明兩軸平行人字齒輪傳動

1．輪齒左右傾斜方向相反，呈“人”字形，因此可以消除斜齒輪因輪齒單向傾斜而產(chǎn)生的軸向力2．制造成本較高內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動

1．它是外嚙合齒輪傳動的演變形式。大輪的齒分布在圓柱體內(nèi)表面，成為內(nèi)齒輪2．大小輪的回轉(zhuǎn)方向相同3．輪齒可制成直齒，也可制成斜齒齒條傳動

1．這種傳動相當于大齒輪直徑為無窮大的外嚙合圓柱齒輪傳動2．齒輪作回轉(zhuǎn)運動，齒條作直線運動3．輪齒多為直齒，也可制成斜齒第二十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一嚙合類別圖例說明兩軸相交直齒錐齒輪傳動

1．輪齒排列在圓錐體表面上，其方向與圓錐的母線一致2．一般用在兩軸線相交成90°

圓周速度小于2m/s的場合曲線齒錐齒輪傳動

1．一對曲線齒錐齒輪同時嚙合的齒數(shù)比直齒圓錐齒輪多。嚙合過程不易產(chǎn)生沖擊，傳動較平穩(wěn)，承載能力較高。在高速和大功率的傳動中廣泛應用2．設(shè)計加工比較困難，需要專用機床加工，軸向推力比較大第二十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一嚙合類別圖例說明兩軸交錯交錯軸斜齒輪傳動1．相應地改變兩個斜齒輪的輪齒傾斜角，即可組成軸間夾角為任意值（0°～90°）的交錯軸斜齒輪傳動2．交錯軸斜齒輪傳動承載能力較小，且磨損較嚴重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。

第二十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

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。第二十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

2．漸開線的性質(zhì)(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)基圓內(nèi)無漸開線。 第二十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一圖2-10漸開線的形成

第二十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一圖2-11基圓對漸開線形狀的影響

第二十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

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(zhuǎn)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第二十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

由圖2-12可知

∠NOK=KcosK=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。

第三十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

三、直齒圓柱齒輪傳動1．漸開線直齒圓柱齒輪各部分的名稱及幾何關(guān)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(guān)系：

px

=sx+ex

=dx/z第三十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一圖2-13直齒圓柱齒輪各部分的名稱和尺寸

第三十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

(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(guān)系

d=pz/在標準齒輪中，有s=e=p/2

第三十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

(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。

第三十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一圖2-14不同模數(shù)的輪齒

第三十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

(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。

第三十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

(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(guān)系：h=ha+

hfhf=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。第三十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一圖2-15一對標準齒輪的嚙合

第三十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

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°）

名稱

代號

計算公式

模數(shù)

根據(jù)強度和結(jié)構(gòu)要求確定，取標準值

齒距

齒厚

齒槽寬

分度圓直徑

齒頂高

＝第三十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一名稱

代號

計算公式

齒根高

全齒高

齒頂圓直徑

齒根圓直徑

齒寬

由強度和結(jié)構(gòu)要求確定，一般變速箱換檔齒輪：

＝；減速器齒輪：＝

中心距

第四十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

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齒廓的根切第四十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期一

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。