《制藥機械(第二版)》第四章制藥設(shè)備機械傳動

制藥機械學(xué)制藥機械學(xué)主要內(nèi)容第一章制藥設(shè)備力學(xué)基礎(chǔ)

第二章制藥設(shè)備工程材料第三章制藥設(shè)備常用機構(gòu)第四章制藥設(shè)備機械傳動

第五章制藥設(shè)備聯(lián)接與支承第六章壓力容器第七章制藥工藝管路第四章制藥設(shè)備機械傳動第一節(jié)

帶傳動第三節(jié)齒輪傳動第四節(jié)蝸桿傳動第二節(jié)鏈傳動第五節(jié)輪系簡介本章主要內(nèi)容第一節(jié)帶傳動三普通V帶和帶輪四帶傳動的失效、張緊、安裝與維護二帶傳動主要幾何參數(shù)一帶傳動的原理、類型及特點五制藥設(shè)備的應(yīng)用實例一帶傳動原理、類型、特點帶傳動原理帶傳動的類型帶傳動的特點1帶傳動原理帶傳動組成:主動帶輪、從動帶輪和傳動帶。（傳動力：摩擦力）2帶傳動的類型帶傳動一般分為圓帶傳動、平帶傳動、V帶傳動、同步帶傳動等

a)平帶傳動b)V帶傳動c)圓帶傳動d)同步帶傳動優(yōu)點:①膠帶具有彈性、能緩沖、吸振，因此傳動平穩(wěn)、噪音?。虎趥鲃舆^載時能自動打滑，起安全保護作用；③結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝、維修方便，成本低廉；④可用于中心距較大的傳動。3帶傳動的特點.缺點：①不能保證恒定的傳動比；②輪廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不緊湊；③不能傳遞很大的功率，且傳動效率低；④帶的壽命較短；⑤對軸和軸承的壓力大，提高了對軸和軸承的要求；⑥不適宜用于高溫、易燃等場合。根據(jù)上述特點，帶傳動適用于在一般工作環(huán)境條件下，傳遞中、小功率，對傳動比無嚴格要求，且中心距較大的兩軸之間的傳動。

二帶傳動主要幾何參數(shù)傳動比i帶輪包角α帶長L1傳動比i式中n1、n2——分別為主、從動帶輪的轉(zhuǎn)速；

d1、d2——分別為主、從動帶輪的直徑。(不小于1200）2帶輪包角α3帶長LV帶結(jié)構(gòu)與材料V帶輪結(jié)構(gòu)與材料三普通V帶和帶輪V帶的橫截面構(gòu)造如圖4-5所示。由圖中可見V帶由包布層、頂膠層、抗拉體和底膠層等四部分組成。包布層多由膠帆布制成，它是V帶的保護層。頂膠層和底膠層由橡膠，制成，當膠帶在帶輪上彎曲時可分別伸張和收縮?？估w用來承受基本的拉力。1V帶結(jié)構(gòu)與材料

普通V帶的尺寸標準(GB／T11544—1997)：分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號，截面尺寸和承載能力依次增大。

V帶的標記內(nèi)容和順序：型號、基準長度和標準號。例如標“A1600GB／T11544—1997”表示A型普通V帶，基準長度為1600mm。

V帶輪結(jié)構(gòu)取決于它的直徑，有四種形式:實心帶輪、腹板帶輪、孔板帶輪、橢圓輪輻帶輪。(a)實心帶輪(b)腹板帶(c)橢圓輪輻帶輪2V帶輪結(jié)構(gòu)與材料四帶傳動的失效、張緊、安裝與維護帶傳動的失效帶傳動的張緊裝置帶傳動的安裝與維護1帶傳動的失效失效形式：帶在帶輪上打滑和帶疲勞損壞。失效原因及預(yù)防：

A、打滑是因為帶與帶輪間的摩擦力不足。

增大初拉力和小帶輪包角、適當提高帶速可預(yù)防打滑。

B、帶的疲勞是因為帶受交變應(yīng)力的作用

。對每種型號的V帶，都規(guī)定了許用的最小帶輪直徑，以預(yù)防帶的疲勞破壞。2帶傳動的張緊裝置定期調(diào)控中心距張緊自動調(diào)節(jié)中心距張緊用張緊輪張緊3帶傳動的安裝與維護①安裝傳動帶時，應(yīng)縮小中心距后把帶套上去。②為了便于傳動帶的裝拆，帶輪應(yīng)布置在軸的外伸端。③安裝時，主動帶輪與從動帶輪的輪槽應(yīng)對正，如圖(a)所示，不要出現(xiàn)圖(b)和(c)的情況，使帶的側(cè)面受損。④帶的張緊程度應(yīng)適當，使初拉力不過大或過小。過大會降低帶的壽命，過小則將導(dǎo)致摩擦力不足而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。⑤帶傳動通常同時使用同一型號的V帶3—5根，應(yīng)注意新舊不同的V帶不得混用，以避免載荷分配不均，加速帶的損壞。⑥帶傳動裝置應(yīng)設(shè)置防護罩，以保證操作人員的安全。⑦嚴防膠帶與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以免變質(zhì)。膠帶也不宜在陽光下暴曬。第二節(jié)鏈傳動四鏈傳動的特點和應(yīng)用三鏈傳動的布置、張緊和潤滑二滾子鏈的結(jié)構(gòu)一鏈的類型一、鏈的類型按用途不同：傳動鏈(v≤20m／s)：套筒滾子鏈起重鏈(v≤0．25m／s)曳引鏈(v≤2～4m／s)二、滾子鏈的結(jié)構(gòu)1.滾子鏈鏈條的結(jié)構(gòu)

a)外鏈節(jié)b)內(nèi)鏈節(jié)c)連接鏈節(jié)d)過渡鏈節(jié)1銷軸2外鏈板3內(nèi)鏈板4滾子5套筒6固定連接銷軸7止鎖片(彈簧鎖片)8可拆鏈板9彎鏈板10止鎖件(開口銷)11可拆連接銷軸內(nèi)、外鏈節(jié)連接后的結(jié)構(gòu)情況和運動關(guān)系a)單排鏈b)雙排鏈接頭鏈節(jié)的幾種常用的止鎖方式a)鋼絲鎖銷b)彈簧鎖片c)開口銷2.滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)

鏈輪常見的結(jié)構(gòu)型式a)整體實心式

b)整體孔板式

c)焊接式

d)螺栓連接式

三鏈傳動的布置、張緊和潤滑1鏈傳動的布置鏈傳動合理布置的原則是：（1）兩鏈輪應(yīng)位于同一垂直平面內(nèi)，并保持兩輪軸線相互平行。（2）兩輪中心線與水平線的夾角Φ應(yīng)小于450，并盡量采用水平布置(Φ=00)見圖4-14。（3）一般情況下，鏈傳動應(yīng)緊邊在上、松邊在下，有利于防止咬鏈或兩邊鏈條相碰。2鏈傳動的張緊(張緊方法與帶傳動相似)四鏈傳動的特點和應(yīng)用特點①因是嚙合傳動與帶傳動相比具有擦損耗小，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大，且能保持平均傳動比的準確。②因有鏈條作中間撓性構(gòu)件，與齒輪傳動相比具有能吸振緩沖并能適用于較大中心距傳動。③傳遞運動的速度不宜過高，只能在中、低速下工作，瞬時傳動比不均勻有沖擊噪聲。2應(yīng)用鏈傳動適用于兩軸平行而且中距較大，要求平均傳動比不變，而不宜采用齒輪傳動和帶傳動的場合。鏈傳動尤其適用于溫度變化較大或潮濕、粉塵的惡劣環(huán)境中使用。

3鏈傳動的潤滑

Ⅰ用油壺或油刷人工定期加油；Ⅱ用油杯滴油潤滑；Ⅲ油浴或飛濺潤滑；Ⅳ壓力循環(huán)潤滑。潤滑油可選用30號(環(huán)境溫度為5—25℃時)、40號(>25—350C時)、50號(>35-450C)、60號(>45—55℃)、70號(>55-650)機械油。已知：鏈傳動，鏈節(jié)距12mm，鏈速1m/s，

溫度300C問：采用何種潤滑方式？何種潤滑油？第三節(jié)齒輪傳動本節(jié)主要內(nèi)容：四齒輪傳動失效形式及原因二齒輪的幾何參數(shù)和傳動比一齒輪機構(gòu)的分類六齒輪傳動特點及應(yīng)用五齒輪傳動的潤滑三齒輪常用材料一齒輪機構(gòu)的分類按照兩齒輪軸線的相對位置分類有以下幾種:

(1)用于平行兩軸間的傳動

-----圓柱齒輪傳動A、按齒向分：直齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪B、按嚙合方式分：外嚙合齒輪內(nèi)嚙合齒輪齒輪齒條(2)用于相交兩軸間的傳動

-----

圓錐齒輪傳動直齒斜齒圓弧齒

(3)用于空間交錯兩軸間的傳動

-----螺旋齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動

二齒輪的幾何參數(shù)和傳動比

1齒輪基本幾何參數(shù)

2分度圓、模數(shù)、漸開線、壓力角

3圓柱齒輪的傳動比

1齒輪基本幾何參數(shù)齒頂圓da

通過齒輪各齒頂端所在的圓(也即齒輪的外徑)。齒根圓df

各齒根底部的所在圓。分度圓d假想圓，在此圓上齒厚s與齒間距e相等齒頂高ha

分度圓到齒頂圓間的徑向距離。齒根高hf

分度圓到齒根圓間的徑向距離。全齒高h齒頂圓到齒根圓間的徑向距離，齒根高hf

分度圓到齒根圓間的徑向距離。全齒高h齒頂圓到齒根圓間的徑向距離，周節(jié)p

分度圓上相鄰兩齒對應(yīng)點之間的弧長。它等于分度圓上的弧齒厚s和弧間距e的和，即P=s+e齒寬b輪齒沿軸向的寬度。

2分度圓、模數(shù)、漸開線、壓力角（1）分度圓和模數(shù)

設(shè)d為分度圓直徑，z為齒數(shù)，p為該圓周上的周節(jié)，則：式中m----齒輪模數(shù)。模數(shù)越大，輪齒所能承受的外力也越大。

標準模數(shù)系列(GBl357—78)，mm1．選用模數(shù)時，應(yīng)優(yōu)先采用第一系列，其次是第二系列，括號內(nèi)的數(shù)值盡可能不用。2．本標準適用于漸開線圓柱齒輪。漸開線圓錐齒輪及蝸桿蝸輪傳動可參考采用。3．習(xí)慣上把模數(shù)系列劃分為三段，從0．1～1叫做小模數(shù)，從1～8叫做中等模數(shù)，從8-50叫做大模數(shù)。有時中等模數(shù)的范圍擴大到10。

(2)漸開線和壓力角圖(a)所示為漸開線的形成原理。當一直線BK沿一圓周作純滾動時，直線上任一點K的軌跡KoK就是該圓的漸開線。這個圓稱為漸開線的基圓，它的半徑用rb表示；直線BK稱為漸開線的發(fā)生線；漸開線所對應(yīng)的中心角θk稱為漸開線段KoK的展角。漸開線齒輪輪齒兩側(cè)的齒廓就是由這兩段對稱的漸開線組成的，如圖(b)所示。v壓力角：αk---漸開線在點K的壓力角。(所謂壓力角是指當一對漸開線齒廓在是點互相嚙合時，齒廓在K點所受正壓力F的方向與K點速度v的方向之間的夾角。)rb---漸開線基圓半徑

rk---漸開線上K點的向徑。上式表明壓力角的大小隨k點的位置而變，也即漸開線齒廓上各點的壓力角是不相等的。通常所指的壓力角均是指分度圓上的壓力角，而且與齒輪模數(shù)一樣，也規(guī)定了國家標準。我國的國家標準(GBl356—78)規(guī)定分度圓壓力角為200。

3圓柱齒輪的傳動比ha*----齒頂高系數(shù)c*----徑向間隙系數(shù)

正常齒短齒

(1)單個齒輪的計算

對于常用的正常齒：(2)一對嚙合齒輪的計算

(m,αK相等）中心距L式中d1，d2——分別為相嚙合兩齒輪的分度圓直徑；

z1，z2——分別為相嚙合兩齒輪的齒數(shù)。傳動比i式中

nl，n2——分別為主動輪轉(zhuǎn)速及從動輪轉(zhuǎn)速。

三齒輪常用材料

齒輪的常用材料是鋼材，在某些情況下鑄鐵、有色金屬、粉末冶金和非金屬材料也可制作齒輪。

軟齒面齒輪經(jīng)調(diào)質(zhì)處理改善其綜合力學(xué)性能，以適應(yīng)齒輪的工作要求。對軟齒面齒輪往往選小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高。

硬齒面齒輪的常用材料為調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)表面淬火處理。四齒輪傳動失效形式及原因失效形式：輪齒折斷疲勞點蝕磨損膠合塑性變形1輪齒折斷輪齒折斷是指齒輪的一個或多個齒的整體或局部的斷裂。它有疲勞折斷和過載折斷兩種。2齒面點蝕疲勞點蝕是一種因齒面金屬局部脫落而呈麻點狀的疲勞破壞。3齒面磨損輪齒在嚙合過程中，齒面之間存在相對滑動，因而使齒面發(fā)生磨損。4齒面膠合膠合是相嚙合齒面的金屬在一定的壓力下直接接觸而發(fā)生粘著，并隨著齒面的相對運動，使金屬從齒面上撕落而引起的一種破壞。5塑性變形硬度較低的軟齒面齒輪，在低速重載時，由于齒面壓力過大，在摩擦力作用下，使齒面金屬產(chǎn)生塑性流動而失去原來的齒形這就是齒面塑性變形。齒面塑性變形以后，漸開線齒形遭到破壞，引起振動和噪聲。五齒輪傳動的潤滑當齒輪的圓周速度較低時，通常將大齒輪浸入油池中潤滑，齒輪浸入油中的深度最多不要超過齒輪分度圓半徑的三分之一，但至少應(yīng)該保證一個齒高，同時不得小于10mm。

當齒輪圓周速度較高時，應(yīng)采用壓力噴油潤滑。六齒輪傳動特點及應(yīng)用傳遞的功率和圓周速度范圍較大。瞬時傳動比恒定，因而傳動平穩(wěn)。能實現(xiàn)兩軸任意角度(平行、相交或交錯)的傳動。效率高，壽命長。結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小。齒輪的加工復(fù)雜，制造、安裝、維護的要求較高，因而成本較高。工作時有不同程度的噪聲，精度較低的傳動會引起一定的振動。本節(jié)主要內(nèi)容：四蝸桿傳動特點及應(yīng)用二蝸桿傳動的失效形式及原因一蝸桿、蝸輪的原理、材料和結(jié)構(gòu)三蝸桿傳動裝置的潤滑與維護一蝸桿、蝸輪的原理、材料和結(jié)構(gòu)蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。主要用于空間垂直交錯的兩軸間的傳動。

蝸桿傳動輪齒與齒輪傳動不同的是蝸桿傳動中齒面之間有較大的相對滑動速度，因而發(fā)熱大、磨損快。因此對蝸桿、蝸輪的材料選擇不僅要求有足夠的強度，更重要的是材料的搭配應(yīng)具有良好的減摩性能和抗膠合能力。通常采用鋼制蝸桿和青銅蝸輪就能很好的滿足這一要求。

蝸桿結(jié)構(gòu)蝸輪結(jié)構(gòu)a)

整體式b)輪箍式c)螺栓聯(lián)接式d)拼鑄式二蝸桿傳動的失效形式及原因失效形式：磨損膠合疲勞點蝕輪齒折斷

蝸桿傳動最易出現(xiàn)的失效形式是磨損和膠合由于蝸輪材料強度較蝸桿低，故失效大多發(fā)生在蝸輪輪齒上。避免蝸桿傳動失效的措施有：供給足夠的