中职学校《机械基础》常用机械传动机构ppt课件.ppt

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1、机械基础 常用机械传动机构,长武县职教中心职教中心 尚东军,常用机械传动机构,本章主要内容：工件加工精度，包括加工尺寸精度和加工表面质量。（位置精度通常由夹具保证）。 1. 机械加工精度的概念； 2. 获得加工精度的方法； 3. 影响加工精度的因素； 4. 经济精度与经济表面粗糙度。,重点： 1. 影响加工精度的因素； 2. 获得加工精度的方法。难点： 影响加工精度的因素。,5.1.1 机器与机构 1. 机器： 机器 是人造的，各部分具有确定的运动关系，能实现功能转换或作有用机械功的实物组合。 （1）机器的共同特征 人工实物组合 各运动实体具有确定的运动关系 能实现功能转换或完成有用机械功 （

2、2）机器的分类 发动机 将非机械能转换为机械能的机器 如电动机、汽油机等 工作机 利用机械能来做有用功的机器 如机床等。 很多机器是两者的综合。,5.1机器和机械传动概述,5.1.1 机器与机构 1. 机器 2. 机构 机构 是由构件组合而成的。与机器相比，构件具有机器的前两个特征： （1）人工实物组合（构件）； （2）各运动实体（构件）具有确定的运动关系。 机械 机器与机构的统称。,5.1机器和机械传动概述,5.1.1 机器与机构 1. 机器 2. 机构 3. 构件与零件 （1）构件 组成机构的组合，构件是运动的最小单元。 （2）零件 组成构件，也机械加工制造的最小单元。同一构件的零件之间没

3、有相对运动关系。 （3）构件的分类 固定构件 机架 运动构件 运动构件相对于机架有确定的运动关系。运动构件可分为主动件与从动件。 如：内燃机曲柄滑块机构的主动件是活塞，从动件是曲柄。,5.1机器和机械传动概述,内燃机曲柄滑块机构,连杆构件,各连杆零件,机械-机器-机构-构件-零件,5.1.1 机器与机构 1. 机器 2. 机构 3. 构件与零件 4. 机器的组成 （按各部分功能分） （1）原动机部分 为机器提供动力源，如电动机、空压机、内燃机等，通常是传动的起点。 （2）执行部分 机器直接完成工作的部分，通常是传动的终端。 （3）传动部分 将机器中动力部分和工作部分连接在一起的中间环节，以实现

4、距离传递、变速、变向、改变力矩等功能。 通常是若干机构：如带传动、齿轮及其它种种机构。 （4）操纵部分 控制机器正常工作的装置。,5.1机器和机械传动概述,5.1.2 运动副 机械原理：研究机构是怎样完成运动和力的传递？ 运动副：使两构件直接触而以能产生一定相对运动的可动联接，并约束了不需要的某些运动。 运动副元素：构件之间接触处的接触形式：点、线、面。 运动副类别：按两构件接触形式不同，分为低副、高副。,5.1机器和机械传动概述,5.1.2 运动副,5.1机器和机械传动概述,5.1.2 运动副 1. 低副 两构件之间作面接触的运动副 转动副：两构件只能绕某一轴线做相对转动的运动副。 移动副：

5、两构件只能作相对直线移动的运动副。 螺旋副：两构件只能绕轴线做相对螺旋运动的运动副。 低副的特点：低副是面接触，接触面积大，承载力较大；制造比较简单；但摩擦较大，传动效率较低；且不能传递比较复杂的运动。 低副应用：常用于铰链机构、滑块机构、螺旋机构等。,5.1机器和机械传动概述,5.1.2 运动副 1. 高副 2. 高副 两构件之间作点接触或线接触的运动副 高副的特点：高副是点或线接触，接触面积小，单位面积承载压力较高，磨损大；制造比较复杂；但摩擦较小，传动效率较高；能传递比较复杂的运动。 高副应用：常用于传递比较复杂的齿轮机构、凸轮机构等。,5.1机器和机械传动概述,5.1.2 运动副 1.

6、 低副 2. 高副 3. 低副机构和高副机构 两构件之间的可动连接不是低副就是高副机构。 机构中，只要有一处是高副连接，整个机构就是高副机构。,5.1机器和机械传动概述,5.2 平面连杆机构5.2.1 机构的基本类型 机构类型：把不同的构件，按一定的运动副联接起来，就能组成不同的机构。常用机构可分为：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、摩擦传动机构和螺旋传动机构。 5.2.2 平面连杆机构的含义 平面连杆机构 由刚性构件用转动副或移动副相互联接而组成的，在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。,5.2 平面连杆机构,5.2.3 铰链四杆机构 铰链四杆机构 平面连杆机构中，用4个转动副（铰链）相联接而

7、成的平面四杆机构。 铰链5.2.4 铰链四杆机构的组成 组成：1个机架、2个连架杆（曲柄或摇杆）、1个连杆。 机架：相对固定不动的构件。 连杆：不与机架相连的杆。 连架杆：用铰链与机架相连的2根杆件。 曲柄：能绕铰链轴线做整周连续旋转的连架杆。 摇杆：只能绕铰链轴线在一定角度摆动的连架杆。,5.2 平面连杆机构,铰链四杆机构的类型：根据连架杆的不同分为。,5.2 平面连杆机构,一个曲柄,二个曲柄,无曲柄,5.2.5 曲柄摇杆机构及其运动特性 1.曲柄摇杆机构 两个连架杆中，具有一个曲柄和一摇杆的铰链四杆机构。 示例运动分析： 鄂式破碎机的曲柄连杆机构：主动件，曲柄。 缝纫机踏板机构：主动件，摇

8、杆（踏板）。,5.2 平面连杆机构,5.2.5 曲柄摇杆机构及其运动特性 1.曲柄摇杆机构 2.曲柄摇杆机构的运动特性 （1）急回运动特性 主动件曲柄作匀速转动时，从动件摇杆往返摆动一次速度不相等。 急回特性系数K 可以计算，K值越大，急回特性越明显。 急回特性的应用 从动件摇杆往返一次速度不等，慢速用在工作行程，承受工作载荷，快速用在空行程，节省时间。,5.2 平面连杆机构,5.2.5 曲柄摇杆机构及其运动特性 1.曲柄摇杆机构 2.曲柄摇杆机构的运动特性 （1）急回运动特性 （2）死点位置 曲柄摇杆机构中，若以摇杆作主动件，曲柄为从动件时，每次在连杆与曲柄共线的位置时，连杆不能带动曲柄转动

9、。 死点位置有两个。 例：推石磨 解决死点的办法 用惯性（飞轮）或多组错列。 应用：夹紧机构、飞机起落架,5.2 平面连杆机构,5.2.6 双曲柄机构及其运动特性 双曲柄机构 两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。 示例运动分析： 公交车车门启闭机构 火车头车轮,5.2 平面连杆机构,5.2.6 曲柄摇杆机构及其运动特性 1.不等长双曲柄机构 主动曲柄匀速转动，带动另一曲柄转动。 急回特性：当主动曲柄匀速转动时，另一曲柄的转动在一周之内速度不相等。,5.2 平面连杆机构,振动筛,5.2.6 曲柄摇杆机构及其运动特性 1.不等长双曲柄机构,5.2 平面连杆机构,2.平行双曲柄机构 两曲柄等长且平行，

10、主、从曲柄转速相等。 运动不确定：多组错列,5.2.6 曲柄摇杆机构及其运动特性 1.不等长双曲柄机构 2.平行双曲柄机构,5.2 平面连杆机构,3. 反向双曲柄机构 两曲柄等长但不平行，主、从曲柄转速相等。 运动不确定,5.2.7 双摇杆机构及其运动特性 双摇杆机构 两个连架杆中，没有曲柄，只能来回摆动的的铰链四杆机构。,5.2 平面连杆机构,5.2.8 铰链四杆机构各基本形式的形成条件 前述：铰链四杆机构有三种形式，根本区别是两个连架杆中曲柄的数量。机构在什么情况下能组成这三种形式呢？,5.2 平面连杆机构,1.铰链四杆机构中的曲柄存在条件 （1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆

11、的长度之和。 即 ：“短+长其余两杆长之和” （2）连架杆与机架中必有一个是最短杆。 上述两个条件必须同时满足，否则机构中无曲柄存在（只能是双摇杆机构）。,5.2.8 铰链四杆机构各基本形式的形成条件,5.2 平面连杆机构,2.铰链四杆机构3种基本类型的判别方法 根据曲柄存在的条件，推论出铰链四杆机构3种基本类型的判别方法。 （1）在“短+长其余两杆长之和”满足的前提下： 以最短杆为机架，则该机构为双曲柄机构； 以最短杆的相邻杆（有两根）为机架，则该机构为曲柄摇杆机构； 以最短杆的相对杆为机架，则该机构为双摇杆机构。 （2）若“短+长其余两杆长之和” 不满足：则无论以何杆为机架，都只能是双摇杆

12、机构。,一个曲柄曲柄摇杆机构,二个曲柄双曲柄机构,无曲柄双摇杆机械,5.2.8 铰链四杆机构各基本形式的形成条件,5.2 平面连杆机构,课堂练习： （1）判别右图中三个机构属于何种类型？,（2）右图所示铰链四杆机构是_。 . 曲柄摇杆机构； . 双曲柄机构； . 双摇杆机构。,2.铰链四杆机构3种基本类型的判别方法,（3）在右图所示铰链四杆机构中，以_杆或_杆为机架，可以得到曲柄摇杆机构；若以AB杆为机架，会得到_ _机构；要想得到双摇杆机构，则应以_杆为机架。 课堂作业：教材P.157，第2，3题。,5.2.9 其它常见的连杆机构 铰链四杆机构的演化 改变铰链四杆机构的某些结构，可以演化为其

13、它常见的连杆机构。 1.曲柄滑块机构 曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的演化形式，由曲柄、连杆、滑块、机架组成。 示例运动分析： 内燃机：活塞（滑块）、缸体（机架）、连杆、曲轴（曲柄）组成，主动件：活塞，从动件：曲轴。,5.2 平面连杆机构,5.2.9 其它常见的连杆机构1.曲柄滑块机构2.偏心轮机构 若曲柄滑块机构中的曲柄尺寸太小，难于做出，可用偏心轮解决。 示例运动分析： 内燃机：活塞（滑块）、缸体（机架）、连杆、曲轴（曲柄）组成，主动件：活塞，从动件：曲轴。,5.2 平面连杆机构,在一些自动控制机构中，常采用凸轮机构来实现。如内燃机中的气门控制凸轮机构。,5.3 凸轮机构,5.3.1 凸轮机构

14、的组成、特点 1. 凸轮机构的组成 凸轮机构应用示例：如内燃机中的气门控制凸轮机构、靠模车削机构。 凸轮机构由凸轮、从动件、机架组成。 主动件：凸轮，作匀速转动；从动件，按凸轮形状决定的规律运动。,5.3 凸轮机构,5.3.1 凸轮机构的组成、特点 1. 凸轮机构的组成 2. 凸轮机构的特点及应用 凸轮机构的特点：（1）凸轮机构用于从动件运动规律要求严格的场合；（2） 凸轮机构可以高速启动，动作准确可靠；（3）凸轮机构是高副机构，易磨损，寿命低；（4）凸轮机构制造和维修困难。 凸轮机构的用途： 凸轮机构主要用于受力较小、要求从动件有严格运动规律的各种控制机构。 注意，凸轮机构的控制属于机械控制

15、，结构复杂，磨损重，体积大，随着数控技术的发展，很多机械淘汰了机械控制。如数控车床淘汰了机械式的自动车床。,5.3 凸轮机构,5.3.2 凸轮机构的分类 按从动件的结构形式、运动方式不同，凸轮机构有不同的种类。 1. 按凸轮机构的形状分类,盘形凸轮（典型）,移动凸轮,圆柱凸轮,5.3 凸轮机构,5.3.2 凸轮机构的分类 1. 按凸轮机构的形状分类 2. 按从动件的运动方式分类,移动从动件,摆动从动件,5.3 凸轮机构,5.3.2 凸轮机构的分类 1. 按凸轮机构的形状分类 2. 按从动件的运动方式分类 3.按从动杆端部的结构形式分类,尖顶从动杆,滚子从动杆,平底从动杆,球底从动杆,5.3 凸

16、轮机构,5.3.3 凸轮机构的有关参数 1. 基圆半径 在盘状凸轮机构中，从动杆在最低位置时，尖顶所在的圆，其半径为基圆半径。凸轮的基圆半径大小，影响凸轮机构的尺寸大小和从动件受力状况。,2. 行程和转角 当凸轮按一定方向转过一个转角，从动件就移动一个位移s，当凸轮转过一个整转，从动件就移动一个行程h。的尺寸大小和从动件受力状况。,5.4 间隙运动机构,5.4.1 间隙运动机构的含义、应用及常用类型 1. 间隙运动机构的含义及应用 间隙运动机构 把主动件的连续运动转换为从动件的周期性间歇运动。 典型应用 牛头刨床间歇进给机构、电影放映机卷片机构、自行车超越离合器等机构。 2. 常用的间歇运动机

17、构类型 主要是棘轮机构和槽轮机构两大类。,5.4 间隙运动机构,5.4.2 棘轮机构 1. 棘轮机构的组成 齿式棘轮机构 2. 棘轮机构的类型 单动式 双动式 可变向式 摩擦式,5.4 间隙运动机构,5.4.3 槽轮机构 1. 槽轮机构的组成 2. 槽轮机构的应用 电影机卷片机构 数控机床自动换刀机构,5.4 间隙运动机构,其它种种间歇运动机构,5.4 带传动,5.4.1 机械传动 机械传动 用来传递运动和动力的机械装置。 机械传动的类型：,5.4 带传动,5.4.2 带传动的工作原理和传动比 1. 带传动的含义及组成 带传动是利用中间挠性件（传动带）与带轮来传递动力的机械传动方式。 2. 带

18、传动的工作原理 带传动分为摩擦型传动和啮合型传动； 摩擦型传动靠带与带轮上接触面上的摩擦力来传递运动和力; 啮合型传动靠带齿与带轮齿之间的啮合来实现传动,5.4 带传动,5.4.2 带传动的工作原理和传动比 3. 带传动的传动比 机械传动比 ：主动轮与从动轮之转速之比。,带传动的传动比,即：带传动的传动比与两带轮的直径比成反比。,5.4 带传动,5.4.2 带传动的工作原理和传动比 4.带传动的特点 与其它传动相比,缺点： (1)传动的外廓尺寸较大； (2需要张紧装置； (3)由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比（同步齿形带例外）； (4)带的寿命较短； (5)摩擦带传动效率较低94%）。,

19、优点： (1)适用于中心距较大的传动； (2)传动平稳无噪音，带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动； (3)过载时带与带轮之间会出现打滑（同步齿形带例外），避免了其它零件的损坏； (4)结构简单、成本低廉。,潘存云教授研制,5.4 带传动,5.4.2 带传动的工作原理和传动比,4.带传动的特点 摩擦带与同步齿形带比较： 同步齿形带的带速、传动功率、效率都比摩擦带高，且传动比准确；但无过载作用，成本较高。,5.4 带传动,5.4.3 传动带、带传动的类型及应用 带传动的类型 带传动按传动带不同可分为：V带、平带、圆带和同步（齿形）带几类传动。 主要应用：V带，承载力强，带标准化大量生产，应用广

20、泛。同步带：不打滑应用逐渐增多。 1. 平带 平带形状为扁矩形，有接头。多用于传送带。 2. V带 V带是无接头的，截面为梯形的环形带。带以两侧面与相应带轮槽的侧面摩擦接触，而不与槽底接触。,5.4 带传动,5.4.3 传动带、带传动的类型及应用 1. 平带 2. V带 3. 圆型带 截面为圆形，只用于轻型传动，如缝纫机等。,4. 同步（齿形）带 带的内侧有齿形，用于要求传动比准确且平稳的场合。,5.4 带传动,5.4.4 平带传动 1. 平带传动的常用形式,2. 平带传动的主要参数 （1）包角 带与带轮接触圆弧所对的圆心角。 包角对传动的影响：包角对带传动的传动能力影响很大。包角大，带与带轮

21、的接触圆弧长，摩擦力大；包角过小（主要是小带轮），带传动打滑失去传动能力。一般要求平带的包角 150,（2）带长L 平带带长是指带的内周长度。 平带的张紧 防伸长打滑。,开口式 交叉式 半交叉式,5.4 带传动,5.4.5 V带传动 V带传动是目前最常用的带传动，承载力强，带与带轮均标准化，是本节的重点。 1. V带的结构和类型 V带结构 包布层、强力层、胶料层。 帘布结构 强度高，承载力强，广泛应用； 绳芯结构 柔性好，用于轻型结构。 常用V带主要是普通V带。,5.4 带传动,5.4.5 V带传动 2. 普通V带的型号和主要参数 （1）普通 V带的型号,5.4 带传动,5.4.5 V带传动

22、2. 普通V带的型号和主要参数 （1）普通 V带的型号 （2） V带的主要参数 中性层 基准长度（中性层长度、标准长度） 槽角 40 包角 为保证传动能力，要求小带轮包角120 ,5.4 带传动,5.4.6 带轮 1. 带轮的组成,实心式 腹板式 孔板式 轮辐式,5.4 带传动,5.4.6 带轮 1. 带轮的组成,2. 带轮的安装 带轮与轴的配合 过渡配合H7/k6 周向固定 键联接 轴向固定 带轮的对中 直尺法、拉绳法 带在带轮上的安装 先套大轮槽，再用旋具拨入小轮槽中。,5.4 带传动,5.4.7 普通V带传动的正确使用 1. 张紧轮的使用 为保证带传动正常使用，安装传动带时要保持合适的张

23、紧力，以防止打滑或损坏传动带。正常使用期间，传动带因变形伸长，也会变松，也要考虑张紧。,张紧轮放在松边靠近大带轮处,V带张紧轮张紧,定期张紧,自动张紧,5.4 带传动,5.4.8 普通V带传动的正确使用 1. 张紧轮的使用 2.V带正确的安装、调整、使用和维护 （1）带的型号和基准长度 （2）带轮及带的安装要正确 （3）传动带的张紧程度要适当 （4）定期检查传动带，对V带要成组更换 （5）V带要有防护装置,5.6 齿轮传动,5.6.1 齿轮传动 齿轮传动原理：利用两齿轮轮齿的直接啮合，来传递运动和动力的。 齿轮传动是高副机构。 应用：齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的一种机械传动形式。在工程、

24、矿山、冶金、机床、仪器仪表等行业有广泛应用。,5.6 齿轮传动,5.6.2 齿轮传动的应用特点及分类 1. 齿轮传动的应用特点（与其它传动比较） （1）种类繁多，适用范围广 尺寸、功率、线速度 （2）传动比精确、传动平稳、传动准确可靠。 （3）传动效率高 （4）结构紧凑，传动比大，方便变速与变向。 （5）齿轮制造、安装要求高。 （6）不宜直接用于两轴较大的场合,5.6 齿轮传动,5.6.2 齿轮传动的应用特点及分类 1. 齿轮传动的应用特点（与其它传动比较） 2.齿轮传动的常用类型 （1）按传动两齿轮轴的相对位置分 两轴平行：,两轴相交,两轴交错,5.6 齿轮传动,5.6.2 齿轮传动的应用特

25、点及分类 2.齿轮传动的常用类型 （2）按齿轮分度曲面（形状）分 圆柱齿轮 圆锥齿轮 齿条,（4）按齿轮工作条件分 开式齿轮 闭式齿轮,（3）按齿轮齿轮形状分 直齿齿轮 斜齿齿轮 曲线齿齿轮,5.6 齿轮传动,5.6.3 标准直齿圆柱齿轮各部分名称和符号 （1）分度圆 d （2）齿项圆 da （3）齿根圆 df （4）齿距 p （5）齿厚 s （6）齿槽宽 w （7）齿项高 ha （8）齿根高 hf （9）齿全高 h （10）中心距 a,5.6 齿轮传动,5.6.4 直齿圆柱齿轮的基本参数 1. 齿数 2. 模数 齿距与齿数的乘积等于分度圆的周长，即pz=d, 式中z是自然数，是无理数。为使d

26、为有理数的条件是p/为有理数，称之为模数。即： m=p/ 单位：mm,模数的意义： 模数的大小反映了齿距的大小，也及时反映了齿轮轮齿的大小、已标准化。 模数是齿轮几何尺寸计算时的一个基本参数。 齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，齿轮就越大，承载能力越强；分度圆直径相等的齿轮，模数越大，承载能力越强。,5.6 齿轮传动,5.6.4 直齿圆柱齿轮的基本参数 1. 齿数 2. 模数 标准模数表,5.6 齿轮传动,5.6.4 直齿圆柱齿轮的基本参数 1. 齿数 2. 模数 3 .压力角 在一对齿轮轮齿的啮合处，啮合点运动方向线与受力方向线之间的夹角称为压力角，用表示。渐开线齿廓上各点的压力角不

27、相等，离基圆越远，压力角越大，基圆上的压力角=0。对于渐开线齿轮，通常所说的压力角是指分度圆上的压力角。,国标规定：渐开线齿轮分度圆上的压力角=20。,5.6 齿轮传动,5.6.5标准直齿圆柱齿轮的计算 1. 外啮合直齿圆柱齿轮尺寸标准直齿轮： 模数 mP/,取标准值 压力角20 齿数 Z ，由传动比决定 齿顶高系数 ha* =1 顶隙系数,c* =0.25,5.6 齿轮传动,5.6.5标准直齿圆柱齿轮的计算 1. 外啮合直齿圆柱齿轮尺寸,5.6 齿轮传动,5.6.5标准直齿圆柱齿轮的计算 2.标准直齿圆柱齿轮的计算 例5.1：外啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，齿数z1=20,z2=40,模数m=

28、4mm，试计算这、一对齿轮的分度圆直径d、齿顶圆直径da、齿根圆直径df。,解：根据标准直齿圆柱齿轮的计算公式可得：,分度圆d1=mz142080 mmd2=mz2440160 mm齿顶圆da1=m(z1+2) 4(202)88 mmda2=m(z2+2) 4(402)168 mm齿根圆df1=m(z1-2.5) 4(202.5)70 mmdf2=m(z2-2.5) 4(402.5)150mm,5.6 齿轮传动,5.6.5标准直齿圆柱齿轮的计算,例1: 已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数Z=36，顶圆直径da=304mm。试计算其分度圆直径，齿根圆直径，齿距以及齿高。,m=da/ (z+2 ha*)

29、 =304/(36+2) =8mm,5.6 齿轮传动,5.6.5标准直齿圆柱齿轮的计算,例1计算结果,5.6 齿轮传动,5.6.5标准直齿圆柱齿轮的计算,例2: 已知一标准直齿圆柱齿轮副，其传动比i=3，中心距a=240mm，模数m=5mm.试求主动轮齿顶圆直径da1,从动轮齿根圆直径df2。,思考一下,分析过程,z2=3z1,i=z2/z1=3,a=m(z1+z2)/2,z1+z2=2a/m =2240/5 =96,z1=? z2 =? da1=? df2=?,5.6 齿轮传动,5.6.5标准直齿圆柱齿轮的计算,例2解：,i=z2/z1=3 z2=3z1,又 a=m(z1+z2)/2, z1

30、+z2=2a/m =2240/5 =96,联立方程： z2=3z1 z1+z2=96得：z1=24 z2 =72 da1=m(z1+2) 5(242)130 mm df2=m(z2-2.5) 5(722.5)347.5mm,5.6 齿轮传动,5.6.6渐开线齿轮的啮合原理,1. 渐开线齿轮的形成 齿轮齿廓曲线：同一基圆上所产生的两条反向渐开线齿廓所围齿形。,5.6 齿轮传动,5.6.6渐开线齿轮的啮合原理,2. 渐开线齿轮啮合时的有关概念 两齿轮啮合时的各部分名称： （1）啮合点K （2）啮合线 N1N2 （3）节点P 啮合线N1N2与两齿轮连心线O1O2的交点P。 （4）节圆 以齿轮中心为圆

31、心，通过节点P的圆。 （5）啮合角 节点的运动方向与啮合线之间的夹角。 说明：在标准中心距条件下，啮合的一对标准渐开线齿轮，其节圆与分度圆重合，啮合角和压力角相等。 节点、节圆、啮合角只有在一对齿轮啮合时才存在，单个齿轮只有分度圆和压力角。,5.6 齿轮传动,5.6.6渐开线齿轮的啮合原理,3. 渐开线齿轮的啮合特性 （1）保持恒定的传动比 齿轮传动的传动比： 由此可见，齿轮传动的传动比，与两轮的基圆直径之比有关，而齿轮制造好了后基圆直径db1、db2不会改变，所齿轮传动的传动比在任何瞬间都是恒定的。 意义：齿轮传动的传动比能保持恒定，使齿轮传动传动平稳，适应高速传动。,5.6 齿轮传动,5.

32、6.6渐开线齿轮的啮合原理,3. 渐开线齿轮的啮合特性 （2）具有安装中心距的可分离性 齿轮传动的传动比只与两轮的基圆直径之比有关，而与两齿轮的安装中心距（ a=m(z1+z2)/2 ）无关。因此实际安装的中心距与标准值有所误差，也不影响传动比的准确性 意义：齿轮传动具有中心距安装的可分离性，给齿轮传动的装配带来好处。 注意：在非标准中心距下，传动的节圆与分度圆将分离；传动啮合角与齿轮压力角也不再相等。,5.6 齿轮传动,5.6.6渐开线齿轮的啮合原理,4. 齿轮副的正确啮合条件 一对能连续顺利传动的齿轮，需要各轮齿的依次正确进入啮合，不能相互干涉。,一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：

33、两轮的模数相等，两轮的压力角相等。 即：,一对齿轮的传动比 一对齿轮在单位时间内转过的齿数应该是相同的，即,5.6 齿轮传动,5.6.7其它齿轮传动 1.斜齿轮传动 （1）斜齿轮传动的特点和应用 两轴平行的场合 轮齿宽度方向倾斜一个螺旋角 接触线，短长短，进入退出平稳； 多对齿进入啮合，承载能力提高。 特点： 传动平稳，承载力强，适用于高速、大功率传动。 但传动时存在轴向力。,5.6 齿轮传动,5.6.7其它齿轮传动 1.斜齿轮传动 （1）斜齿轮传动的特点和应用 （2）螺旋角 轮齿宽度方向倾斜一个螺旋角 法面参数： 法向周节pn, 法向模数mn（标准值）,法向压力角n（标准值n 20）; 端面

34、参数：端面周节pt, 端面模数mt（标准值）,端面压力角t,5.6 齿轮传动,5.6.7其它齿轮传动 1.斜齿轮传动 （1）斜齿轮传动的特点和应用（2）螺旋角 （3）斜齿轮螺旋方向的判定 斜齿轮有左旋和右旋两种旋向，一对相啮合的斜齿轮传动，两轮旋向应相反。 斜齿轮旋向的判定方法： （4）标准斜齿轮传动的正确啮合条件 两轮的法向模数mn分别相等 两轮的法向压力角n分别相等 两轮的螺旋角大小分别相等且旋向相反 即： mn1 mn2 m n1 n2 20 1 2,右旋 左旋,5.6 齿轮传动,5.6.7其它齿轮传动 2.人字齿轮传动 人字齿轮传动相当于两个旋向相反的斜齿轮并在一起，既有斜齿轮的优点，

35、又相互抵消了轴向力。 主要用于大（巨）型齿轮传动。,3.直齿圆锥齿轮传动的特点和应用 用途：两轴相交90的场合。用于改变传动方向。,5.6 齿轮传动,5.6.7其它齿轮传动 3.直齿圆锥齿轮传动的特点和应用 含圆锥齿轮的轮系转动方向判别：,5.6 其它齿轮传动,5.6.7其它齿轮传动 4. 齿轮齿条传动 用途：把齿轮的转动转换为齿条的直线移动（可逆） 应用：车床纵向移动齿轮齿条传动,5.6.8 齿轮的材料、结构和齿轮传动的失效形式及维护 1. 齿轮的材料 开式齿轮中不重要的齿轮：用灰铸铁如HT200； 一般中低速齿轮：锻造45钢或球墨铸铁QT； 重要、高速齿轮：用中碳合金钢调质，如40Cr及其

36、它合金钢。 或用低碳合金钢渗碳+淬火+低温回火，如20Cr等。 2. 常见齿轮的结构,齿轮轴 腹板式 轮幅式,5.6 齿轮传动,课堂练习 P.182,102,、,一对标准直齿圆柱齿轮，已知,z,1,=26,，,z,2,=91,，中心距,a=432mm,，则,两齿轮分度圆直径,d,1,=_,，,d,2,=_,。,103,、,一,对,相,啮,合,的,标,准,直,齿,圆,柱,齿,轮,传,动,，,已,知,主,动,轮,转,速,n,1,=1280r/min,，从动轮转速,n,2,=320r/min,，中心距,a=315mm,，模数,m=6mm,，则两齿,轮齿数,z,1,=_,，,z,2,=_,102,、,

37、一对标准直齿圆柱齿轮，已知,z,1,=26,，,z,2,=91,，中心距,a=432mm,，则,两齿轮分度圆直径,d,1,=_,，,d,2,=_,。,103,、,一,对,相,啮,合,的,标,准,直,齿,圆,柱,齿,轮,传,动,，,已,知,主,动,轮,转,速,n,1,=1280r/min,，从动轮转速,n,2,=320r/min,，中心距,a=315mm,，模数,m=6mm,，则两齿,轮齿数,z,1,=_,，,z,2,=_,5.7 蜗杆传动,5.7.1 蜗杆传动的组成及转向判别 组成: 蜗杆和蜗轮； 蜗杆是主动件，少齿，形状象螺纹，在车床上车出。 蜗轮是从动件，多齿，类似斜齿轮。 使用范围：用于

38、两轴在空间交错90的场合。 1. 蜗杆蜗轮旋向判定 蜗杆和蜗轮的齿都是倾斜的，有左旋和右旋之分。,5.7 蜗杆传动,5.7.1 蜗杆传动的组成及转向判别 1. 蜗杆蜗轮旋向判定 2. 蜗杆蜗轮转向判定 蜗杆为主动件，关键是判定蜗轮的转动方向。,5.7 蜗杆传动,5.7.1 蜗杆传动的组成及转向判别 1. 蜗杆蜗轮旋向判定 2. 蜗杆蜗轮转向判定,5.7 蜗杆传动,5.7.2 蜗杆传动的特点及应用（与其它齿轮传动相比）,优点: 1. 传动比很大，一般880, 分度1000 2. 传动平稳,承载力强， 噪音低 3. 可反向自锁, 结构紧凑,缺点: 1. 效率低, 发热大可自锁时50 2. 需贵重金

39、属（铜合金）价高 3.不宜用于大功率长期工作,应用: 蜗杆传动主要应用于减速器（大功率）、机床分度头等分度（精密）等装置中。,5.7 蜗杆传动,5.7.3 蜗杆传动的基本参数 蜗杆传动按蜗杆螺旋面的不同有几种类型，常用的是阿基米德蜗杆。 阿基米德蜗杆为轴向直廓形，便于车削加工。,5.7 蜗杆传动,5.7.3 蜗杆传动的基本参数 1. 中间平面 蜗杆传动按蜗杆螺旋面的不同有几种类型，常用的是阿基米德蜗杆。 阿基米德蜗杆为轴向直廓形，便于车削加工。,5.7 蜗杆传动,5.7.3 蜗杆传动的基本参数 1. 中间平面 2. 模数和压力角 在中间平面内，对蜗杆为轴面（X面），对蜗轮为端面（t面），在中间

40、平面内，相当于齿轮与齿条的啮合。 标准规定，中间平面内的模数和压力角为标准值，即：蜗杆的轴面模数mx1和轴面压力角x1为标准值，蜗轮的端面模数mt2和端面压力角t2为标准值，且分别对应相等。,5.7 蜗杆传动,5.7.3 蜗杆传动的基本参数 1. 中间平面 2. 模数和压力角 3.蜗轮螺旋角与蜗杆导程角 ,蜗轮螺旋角 蜗杆导程角 ,5.7 蜗杆传动,5.7.3 蜗杆传动的基本参数 1. 中间平面 2. 模数和压力角 3. 蜗轮螺旋角与蜗杆导程角 4. 蜗杆的头数z1与蜗轮的齿数 z2 蜗杆为主动，蜗杆头数（齿数） z1很少，通常z1 14头。 蜗轮为从动，为获大的减速比，蜗轮齿数z2较多。 蜗

41、杆传动的）传动比：,例：某双头蜗杆（ z1 2 ），要求传动比i40，求蜗轮齿数z2 ？ 解： 由 得,5.7 蜗杆传动,5.7.4 蜗杆传动的正确啮合条件 蜗杆传动是在中间平面内啮合的，蜗杆和蜗轮在中间平面内的模数和压力角应对应相等。 而且，蜗杆的导程角1和蜗轮的螺旋角2也应满足对应关系。 蜗杆传动的正确啮合条件是： (1)蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2对应相等； (2)蜗杆的轴面压力角x1和蜗轮的端面压力角t2对应相等； (3) 蜗杆导程角1和蜗轮的螺旋角2相等且旋向一致。 即： mx1 mt2m； x1 t2 20 1 2,5.8 定轴轮系,5.8.1 轮系的分类与应用 1.

42、 轮系的组成与分类 一对齿轮啮合是齿轮传动中的最简单形式，但单级传动满足不了机械传动的多种需要，如：大传动比、变速、变向，传动分支改向等等。 轮系就是采用多级齿轮传动（含其它传动），来满足上述需要的。大多数机器如，机床、汽车、各类减速器等等都是如此。,简易车床轮系,货车变速箱轮系,5.8 定轴轮系,5.8.1 轮系的分类与应用 1. 轮系的组成与分类 按轮系传动时各齿轮轴线的空间位置是否固定，轮系分为定轴轮系与周转轮系两类。 （1）定轴轮系 传动时各齿轮轴线的空间位置固定不变。大多数轮系如此，如机床各齿轮箱、汽车变速箱等等。 （2）周转轮系 传动时有的齿轮轴线的空间位置要发生改变。如汽车后桥差

43、速器等。,定轴轮系,周转轮系,5.8 定轴轮系,5.8.1 轮系的分类与应用 2. 轮系的应用特点（1）轮系可获得很大传动比 当两轴之间需要较大的传动比时，通过多级减速，可使轮系获得很大传动比。,（2） 轮系可作较远距离的传动 若两轴距离较远时，用一对齿轮传动，齿轮尺寸必然很大。若采用轮系传动，则结构紧凑，并能进行远距离传动。（3） 轮系可实现变速、换向要求 如机床主轴的转速，有时要求高，有时要求低，有时要求正转，有时要求反转。若采用滑移齿轮等变速机构组成轮系，即可实现多级变速要求和变换转动方向。,（4） 轮系可合成或分解运动 采用周转轮系可将两个独立运动合成为一个运动，或将一个独立运动分解成

44、两个独立的运动。如汽车差速器。,5.8 定轴轮系,5.8.2 定轴轮系的传动比、计算及转向 定轴轮系的传动比，是轮系中首、末两轴的传动比i1k 。 1. 一对齿轮的传动比计算及转向 传动比：,5.8 定轴轮系,5.8.2 定轴轮系的传动比、计算及转向 3. 定轴轮系中任意从动轴的转速计算,转向 画箭头法（适合任何定轴轮系） 惰轮：只改变转向，不改变传动比的大小的中间轮。如图中的轮2就是惰轮。,传动比,传动比,传动比,5.8 定轴轮系,5.8.2 定轴轮系的传动比、计算及转向 定轴轮系的传动比，是轮系中首、末两轴的传动比i1k 。 3. 定轴轮系传动比计算及转向,传动比末级转速,5.8 定轴轮系,5.8.2 定轴轮系的传动比、计算及转向 定轴轮系的传动比，是轮系中首、末两轴的传动比i1k 。 3. 定轴轮系传动比计算及转向 例5.2 一卷扬机的传动系统，末端为蜗杆传动。已知，各轮齿数Z和鼓轮直径D，主动轴转速n1，求蜗轮的转速n6和重物G的移动速度V，并确定提升重物时的n1的回转方向。 解：求蜗轮转速n6,重物G此时向上运动，倒推到前级，右旋蜗杆的旋转方向如图，最终推得n1的旋转方向如图所示。,重物的移动速度：,机械基础,课件制作： 重庆市涪陵区职教中心 数控组 胡志恒,