机械基础第七章课件.ppt

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1、机 械 基 础第七章 机械传动,前面所讲的常用平面连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构都是靠构件之间的作用力来驱动相邻构件运动的。而机械传动是靠构件之间的摩擦或啮合来传动的，以改变从动件的速度大小，实现减速、增速、变速或改变力与力矩的变化，但从动件的运动都是匀速的，连续的。常用的机械传动有五种。即： 摩擦传动有摩擦轮传动和带传动两种。 啮合传动有齿轮传动，蜗杆传动和链传动三种。,第七章 机械传动7.1 带传动,带传动在机械传动中是常见的，一般原动机到工作机首先就为带传动。工作时靠带与带轮之间产生的摩擦力或啮合作用来传递运动和动力。 一、带传动的类型与特点带传动的组成：主、从动带轮和传动带。工作中当

2、圆周力超过极限摩擦力时，带将沿带轮发生全面的滑动，从动轮将停止转动，这种现象称为打滑。,第七章 机械传动7.1 带传动,1带传动的类型 类型很多，如图71、2所示。（另如台钻等）,（a）平型带传动 （b）三角带传动 （c）圆形带传动 （d）同步带传动带传动 （b）三角带传动 （c）圆形带传动 （d）同步带传动,第七章 机械传动7.1 带传动,（1）平带传动（扁平矩形），靠带的内表面与带轮外圆间的摩擦力传递动力。平带已标准化，适用于两轴中心距较大场合。,第七章 机械传动7.1 带传动,（2）V带传动（等腰梯形），靠带两侧面与带轮轮槽之间的摩擦力来传递动力。在相同的初拉力条件下，V带传递的功率是平

3、带的3倍，因此V带应用最广。,第七章 机械传动7.1 带传动,（3）同步带传动（以扁平部分为基体，下面有几条等距的纵向槽），靠带与带轮之间的啮合来传动，也称为齿形带传动。,第七章 机械传动7.1 带传动,带传动的特点 一般安装在与电机直接相连接的传动轴上。（1）带具有弹性，能起缓冲、吸振的作用，传动平稳，噪声小；（2）发生过载时，传动带会在带轮上打滑，起安全保护作用；（3）结构简单，成本低，无需润滑，维护方便，适用于中心距较大的传动；（4）存在弹性打滑现象，不能保证准确的传动比，使用寿命短。,第七章 机械传动7.1 带传动,二、V带与带轮的结构1V带的结构 ：由顶胶、抗拉层、底胶和外包布四部分

4、组成。普通V带是无接头的环形带，是标准件。,第七章 机械传动7.1 带传动,V带根据传递功率大小，分为七种型号，Y、Z型号的皮带断面较小，常用于家用电器上。依次为A、B、C、D、E,随着皮带断面形状逐渐变大，传递的功率也相应变大。除了断面尺寸外，由于V带做成环形的密封整体，不能断开调整长度，所以国家已制定标准的基准长度系列，使用中应按标准进行选择。标记示例见教材P141上,第七章 机械传动7.1 带传动,2带轮的结构 轮槽的结构与带相配合使用，在中性层处的尺寸相同。带轮的结构取决于带轮基准直径dd的大小。（1）当dd150mm，可制成实心式。,第七章 机械传动7.1 带传动,（2）当dd=15

5、0450mm，可制成腹板式。,第七章 机械传动7.1 带传动,（3）当dd450mm，可制成椭圆轮辐式。,第七章 机械传动7.1 带传动,三、带轮的常用材料工业上常用带轮材料为HT150铸铁，具有足够强度，易于加工，价格便宜的特点；在低速或轻载中常用工程塑料或铝合金，如洗衣机的大带轮选用工程塑料，而小带轮用铁板制成。,洗衣机减速器皮带轮,第七章 机械传动7.1 带传动,四、带传动的失效形式 1.带传动的主要失效形式当载荷超过带传动所能传递的动力时带在带轮上打滑和摩擦带疲劳撕裂是带传动的主要失效形式。 2.带的松边和紧边传动带进入主动带轮的一侧为紧边，从主动带轮出来的一侧为松边。为了增大传动时的

6、接触摩擦角，使传递的动力最大，要求带传动的下边为紧边，上边为松边。 五、带传动的传动比 带传动的传动比为主动轮的转速与从动轮的转速之比，也等于从动轮的基准直径与主动轮的基准直径之比。单级传动比一般5。,第七章 机械传动7.1 带传动,六、带传动的维护与安装1.带传动的安全与防护（1）安装安全保护罩，不允许传动件外露。如出现带或带轮外露，或零件松动、胶带撕裂必须立即停车检查，以免发生伤害。（2）安装或拆卸V带时，决不允许直接用手拨撬V带，以防夹手。（3）带轮在轴端应有固定装置，以防带轮脱轴。,第七章 机械传动7.1 带传动,2.带传动的张紧与安装 见教材P1421）安装：减小中心距，松开张紧轮，

7、装好后再调整。2）V带注意型号、基准长度。3）两带轮中心线平行，带轮断面垂直中心线，主、 从动轮的槽轮在同一平面内，轴与轴端变形要小。4）定期检查。不同带型、不同厂家生产、不同新旧程度的V带不宜同组使用。5）保持清洁，避免遇酸、碱或油污使带老化。,第七章 机械传动7.1 带传动,注意：带的安装中，如果是新带，即使是相同型号和规格，由于弹性材料的原因，带的基准长度都有一定的误差，所以应当注意选择相同内周长的带安装在同一带轮上，避免因为个别带长度过长而不能正常工作。同时注意新旧带不能一起使用。,第七章 机械传动7.1 带传动,在装卸V带时，如果调近两带轮的中心矩，可以很方便地将带拆卸或安装。如果不

8、调整两轮中心矩，硬将带从带轮上撬下来，一定要先把带从大轮上撬下来；安装时应先把带套在小轮上，再将带从大轮上盘上去，此时应特别注意不能用手直接操作，防止将手夹在带与带轮之间。,第七章 机械传动7.1 带传动,带在带轮上的松紧一定要符合10-15mm的压下要求，过松不能传递足够的摩擦力和扭矩，过紧将会增大压轴力，加大对轴承的径向载荷。如果是滑动轴承，将加剧磨损。（如洗衣机皮带太松，水流缓慢，衣服洗不净；如果皮带过紧，波轮轴很快过度磨损产生中间漏水。 ）,第七章 机械传动7.2 链传动,链传动,观察自行车，看看动力是怎么传递的？ 答：通过链条链轮传递动力和运动的。,第七章 机械传动7.2 链传动,链

9、传动装置在生活,生产中的应用,手拉葫芦链条,第七章 机械传动7.2 链传动,一、链传动的组成与特点 1、链传动的组成：链轮（主、从）、链条,图1链传动,第七章 机械传动7.2 链传动,2.链条的结构 滚子链又称套筒滚子链，其结构如图所示，是由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。 见教材P144图7-17,第七章 机械传动7.2 链传动,链条的长度常以链节数表示。根据需要确定链节数后，将其联接成环形，接头形式如图所示，如果链节数目正好是偶数，链条连成环形时可以将内、外链板搭接，入销轴后可以用开口销或弹簧夹锁住；如果链节数为奇数，则需采用过渡链节，才能首尾相连，链条受拉时，过渡链节将受

10、到附加弯矩。故一般情况下要尽量采用偶数链节的链条。,第七章 机械传动7.2 链传动,3.链传动的类型起重链牵引链传动链（滚动链，齿形链）,第七章 机械传动7.2 链传动,4.链传动的特点优点：链传动是啮合传动，无弹性滑动和打滑现象与带传动相比，链传动的承载能力大，效率高，能保持准确的平均传动比。 缺点：安装精度要求高，瞬时的传动比不稳定，工作时有噪声，易脱链。,第七章 机械传动7.2 链传动,二、链传动的传动比 链传动的传动比等于主动轮的转速与从动轮的转速之比，也等于从动轮的齿数与主动轮的齿数之比。式中n1n2-主、从动链轮的转速，r/min； z1z2-主、从动链轮的齿数。,第七章 机械传动

11、7.2 链传动,三、链传动的安装与维护 链传动的安装时，链条太松易掉链，会产生振动；太紧影响传动。 链条为标准件，其标记为链号及节数，如自行车链条为10号，节距可查标准为15.87毫米。1.链传动的合理布局 见教材P146文字及图720、21、22,第七章 机械传动7.2 链传动,2.链传动的维护 链传动中，一般链轮强度比链条高，使用寿命也较长，所以链传动的失效主要是由链条的失效而引起的。链传动的润滑是影响传动工作能力和寿命的重要因素之一，润滑良好可减少链条和链轮的磨损。,第七章 机械传动7.2 链传动,3.链传动的张紧 目的是为了避免在链条垂度过大时产生啮合不良和振动。张紧的方法很多，最常见

12、的是移动链轮以增大两轮的中心距。当中心距不可调时，可设置张紧轮，或在链条磨损变长后取掉一、二个链节。,第七章 机械传动7.2 链传动,四、套筒滚子链的标记 见教材P147文字及P148表7-1,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,齿轮传动齿条齿轮传动也是齿轮传动的一种,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,斜齿轮传动,图 斜齿轮传动,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,齿轮传动汽车手动变速器,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,1齿轮的结构 齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮和机架组成。依靠两齿轮的轮齿啮合传递运动和动力，是应用最广泛的机械传动。2.齿轮传动的类型 见教材P1

13、49图7-24 a)外啮合直齿圆柱齿轮传动；b)内啮合直齿圆柱齿轮传动；c)齿轮齿条传动；,d)斜齿圆柱齿轮传动；e)人字齿圆柱齿轮传动；f)直齿圆锥齿轮传动；,g)斜齿圆锥齿轮传动； i)蜗轮蜗杆传动。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,3.齿轮传动的特点（1）能保证恒定的传动比，传动运动准确，传动平稳。（2）传动效率高，一般可达95%99%，工作可靠，寿命长。（3）适用的功率、速度和尺寸范围大。传递功率可以从很小至上万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十几米。（4）制造齿轮需要专门的设备，且制造、安装精度要求较高，成本高。可以实现平行轴，任意角相交轴，任意角交错轴之间

14、的传动，适用功率和速度范围之间的传动。不适宜远距离两轴之间的传动。由于齿轮传动具有其他传动所不可比拟的优点，因此在工业上得到了广泛的应用。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,二、渐开线齿轮 渐开线的形状及压力角的大小,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,能保证恒定传动比传动的齿轮齿廓曲线有渐开线、摆线和圆弧曲线，目前渐开线齿廓应用最为广泛。当一条直线沿着半径为rb的圆作纯滚动时，该直线上任意一点K的运动轨迹AK为该圆的渐开线。其中：半径rb的圆为基圆；直线n-n为渐开线的发生线；两条反向的渐开线构成齿轮的齿廓。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,1渐开线齿轮的各部份名称,齿顶圆（直径用da表示）

15、 通过轮齿顶部的圆周齿根圆（直径用df表示） 通过轮齿根部的圆周分度圆 （直径用d表示） 齿轮上齿厚和齿槽宽相等的圆齿厚s 在端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长齿槽宽e 在端平面上，一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长齿距p 两个相邻且同侧端面齿廓之间的分度圆弧长,齿宽b 齿轮的有齿部分沿分度圆柱面直母线方向量度的宽度齿顶高ha 齿顶圆与分度圆之间的径向距离齿根高hf 齿根圆与分度圆之间的径向距离齿高h 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离,见教材P150表7-2,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,2.直齿圆柱齿轮的基本参数：（1）齿数z：在齿轮圆周上轮齿的总数。（2）模数m：将分度圆上

16、齿距p与无理数的比值规定为标准值，称为齿轮模数，用m表示，单位为mm。规定m为一系列标准值，即使分度圆的值成为一个比较整齐的数值。 m = p/ 或 p = m由此可知，m 越大， p越大，轮齿也就越大，轮齿的承载能力越强；反之轮齿越小，齿轮的承载能力越弱。 由于d = p z，可得分度圆直径d=mz。 标准模数系列见教材P152表7-3。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,3齿轮的结构及材料 (1)齿轮的结构 按齿轮外径的大小分为齿轮轴、实体齿轮、腹板式齿轮和轮辐式齿轮。见教材P152中立体图。,式,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,（2）常用齿轮的材料对齿轮材料主要的性能要求有以下几点：齿

17、面具有较高的硬度和耐磨性。齿轮心部具有一定的韧性。齿轮具有良好的加工性能和热处理工艺性能。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,齿轮的材料常用中碳钢和中碳合金钢锻造而成，当直径大于500毫米而不方便锻造时，采用铸钢或灰铸铁。 对于高速、轻载的齿轮传动，还可采用塑料、尼龙、胶木等非金属材料。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,4齿轮传动的传动比及几何尺寸计算 如书中P153公式和表7-4所列。 齿数Z i=Z2/Z1模数m m=p/（根据齿轮的强度计算或结构条件给出，选用标准值）齿厚s s=p/2= m/2齿槽宽e e=s= p/2= m/2齿距p p= m基圆齿距pb pb=pcos= mcos

18、齿顶高ha hamha= m齿根高hf hf=(ha*+C*) m=1.25 m齿高h h=ha+hf=2.25 m分度圆直径d d= mz齿顶圆直径da da=d+2ha= m(z+2)齿根圆直径df df=d-2hf= m(z-2.5)基圆直径db db=d cos中心距a a=(d1+d2)/2= m(z1+z2)/2,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,5直齿圆柱齿轮正确啮合的条件（这里要注意节点的形成，节圆的概念与分度圆的关系。标准安装时，分度圆与节圆重合。压力角为标准值20。并得出一对标准直齿圆柱齿轮传动的正确安装条件。）一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件为：两齿轮的模数变形相等，

19、两齿轮分度圆上的压力角必须相等，且等于标准值。 6渐开线齿轮的切削加工与根切现象（1）齿轮的切削加工方法：仿形法和展成法。见教材P155,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,（2）根切现象与最少齿数用展成法加工标准齿轮时，如果齿轮的齿数太少，会出现轮齿根部的渐开线齿廓被部分切除的现象，这种现象称为根切。轮齿被根切后，齿根的强度被削弱，传动精度降低，平稳性变差，所以应避免根切现象产生。正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的条件是齿数不少于17，即zmin17。当z17时，又不允许有根切时，可采用变位齿轮。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,三、齿轮的失效形式失效的形式有5种，但以折断和齿面点蚀

20、为常见。（1）轮齿折断齿轮传动载荷时，在轮齿根部产生很大的弯曲应力。在载荷多次重复作用下，弯曲应力超过疲劳强度时，在轮齿根部产生疲劳裂纹。裂纹逐渐扩展，导致整齿折断，这种折断称为疲劳折断。由于轮齿受到短时严重过载或冲击载荷作用而引起的突然折断，称为过载折断。 全齿折断 局部折断,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,（2）齿面疲劳点蚀 齿轮工作时，齿面在交变接触应力的反复作用下，会出现微小的疲劳裂纹，随后裂纹逐渐扩展，使齿面金属剥落而形成麻点状凹坑，这种现象称为疲劳点蚀。发生点蚀后，齿廓形状遭破坏，齿轮在啮合过程中会产生剧烈的振动，噪声增大，以至于齿轮不能正常工作而使传动失效。,第七章 机械传动7

21、.3 齿轮传动,（3）齿面胶合 在高速重载齿轮传动中，由于齿面间压力大、相对滑动速度大，摩擦发热多，使啮合点处瞬时温度过高，润滑失效，致使相啮合两齿面金属尖峰直接接触并相互粘连在一起。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,（4）齿面磨损齿面磨损后，使齿廓形状破坏，从而引起冲击、振动和噪声，甚至因齿厚减薄而发生轮齿折断。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,（5）齿面塑性变形,齿面齿廓曲线改变图,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,四、齿轮传动的精度见教材P158只要求能看懂标注。齿轮的加工是一刀成形，所以其精度的差别不可能超过2级。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,五、齿轮的装配与检测1.齿轮的装

22、配2.有的精度评价3.接触精度的检查4.齿轮副侧隙的检测按齿轮的精度来检测，一般齿轮的检测主要是接触斑点和侧隙。检测接触斑点用涂色法，检测侧隙用压铅法。一般标准安装时，不比作检测。,第七章 机械传动7.3 齿轮传动,六、齿轮传动的润滑合理选择润滑油和润滑方式，可使轮齿之间形成一层很薄的油膜，以避免两轮齿直接接触。这样能降低摩擦系数，减少磨损，提高传动效率，延长使用寿命，还能起到散热和防锈等作用。 润滑是减少摩擦磨损的有效方法，一般闭式传动为多。夏天选用L-CKB320润滑油，冬天选用L-CK脂润B220润滑油。俗称30号和20号机油。开式传动选用脂润滑，如常用的钙钠基润滑脂，呈微黄色，俗称黄油。 见教材P160,第七章 机械传动7.4 蜗杆传动,蜗杆蜗轮传动也是齿轮传动的一种。,第七章 机械传动 7.5 齿轮系及减速器,拆开一个旧钟表，看看机构是怎么工作的？ 答：主要是轮系的传递。,