機械系統(tǒng)設計課件

第五章

傳動系統(tǒng)設計2023/1/121

本章提要

傳動系統(tǒng)的功能和要求傳動系統(tǒng)的類型傳動系統(tǒng)的典型結構組成有級變速傳動系統(tǒng)的運動設計傳動系統(tǒng)動力學分析2傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)是將動力機的運動和動力傳遞給執(zhí)行機構或執(zhí)行構件的中間裝置。執(zhí)行機構、執(zhí)行構件與動力機之間有傳動聯(lián)系，組成傳動聯(lián)系的一系列傳動件稱為傳動鏈。傳動鏈以及他們之間的相互聯(lián)系組成傳動系統(tǒng)。5-1傳動系統(tǒng)的功能和要求功能要求3傳動系統(tǒng)的功能傳動系統(tǒng)是將動力機的運動和動力傳遞給執(zhí)行機構或執(zhí)行構件的中間裝置。動力機的輸出通常是等速旋轉，執(zhí)行機構需要多種運動形式：等速或變速、旋轉或非旋轉、連續(xù)或間斷。執(zhí)行機構要求的速度、轉矩或力通常同動力機不一致，用調節(jié)動力機的方法來滿足常常不經濟，甚至不可能。一個動力機有時要帶動若干個運動形式和參數(shù)有所不同的多個執(zhí)行機構。5-1傳動系統(tǒng)的功能和要求功能要求4傳動系統(tǒng)的要求動力機和執(zhí)行機構相匹配，機械特性相適應，工作點穩(wěn)定，接近最佳點。滿足執(zhí)行機構在起動、制動、調速、反向、空載等方面的要求。傳動鏈盡可能短，簡化結構，減小整機重量，降低制造費用，提高效率，同時也有利于提高傳動精度和系統(tǒng)剛度。布置緊湊，減小所占空間。當載荷變化頻繁且可能出現(xiàn)過載時，應設置過載保護裝置。有安全防護措施。5-1傳動系統(tǒng)的功能和要求功能要求5按傳動比或輸出速度有否變化分

按動力機同被驅動執(zhí)行機構或執(zhí)行構件的數(shù)量關系分按工作原理分

傳動系統(tǒng)的類型固定傳動比的傳動系統(tǒng)可調傳動比的傳動系統(tǒng)獨立驅動的傳動系統(tǒng)集中驅動的傳動系統(tǒng)聯(lián)合驅動的傳動系統(tǒng)動力機和執(zhí)行機構一對一動力機和執(zhí)行機構一對多動力機和執(zhí)行機構多對一5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇機械傳動流體傳動電力傳動65-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇固定傳動比起重機傳動系統(tǒng)電動機制動器減速機卷筒吊鉤執(zhí)行機構和傳動鏈的所有環(huán)節(jié)都具有固定的傳動比定傳動比變傳動比7——輸出角速度是輸入角的周期性函數(shù)——在一定轉速范圍內輸出連續(xù)變化的轉速可調傳動比的傳動系統(tǒng)有級變速傳動無級變速傳動周期性變速傳動執(zhí)行機構在預定轉速范圍內工作，傳動系統(tǒng)具有可調傳動比當變速級數(shù)較少或變速不頻繁時可采用交換帶輪或交換齒輪傳動當變速級數(shù)較多或變速頻繁時常采用多級變速齒輪傳動?！荒茉谝欢ㄞD速范圍內輸出有限的幾種轉速5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇常采用機械無級變速器、液力耦合器、變矩器。常采用非圓齒輪、凸輪、曲柄連桿機構、槽輪機構。定傳動比變傳動比8獨立驅動的傳動系統(tǒng)適用于結構尺寸較大和傳遞動力較大，以及各個獨立的執(zhí)行機構使用都比較頻繁的機械。優(yōu)點：傳動鏈簡化，有利于減少傳動件數(shù)目和減輕機械的重量，傳動裝置的布局、安裝、調整、維修等均較方便。每個動力機只驅動一個執(zhí)行機構或執(zhí)行構件，同執(zhí)行機構的關系是一對一。獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇9只有一個執(zhí)行機構有運動不相關的多個執(zhí)行機構數(shù)字控制的機械獨立驅動的傳動系統(tǒng)有三種情況：獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇10曲柄壓力機傳動系統(tǒng)制動器和離合器的動作要協(xié)調，工作前先松制動器、后接合離合器，停車時先脫開離合器、后接合制動器。

電動機齒輪傳動制動器離合器曲柄連桿滑塊控制踏板獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇只有一個執(zhí)行機構11適用于結構尺寸較大和傳遞動力較大，以及各獨立的執(zhí)行機構使用都比較頻繁的機械。優(yōu)點是傳動鏈簡化，有利于減少傳動件數(shù)目和減輕機械的重量，傳動裝置的布局、安裝、調整、維修等均較方便。龍門起重機主要運動系統(tǒng)獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇多個無關執(zhí)行機構12數(shù)字控制的機械各種數(shù)控機械在實現(xiàn)復雜的運動組合或加工復雜型面時各個執(zhí)行機構的運動必須保證嚴格的動作順序和協(xié)調。由于采用數(shù)字指令進行自動控制，每個執(zhí)行機構都是由各自的動力機單獨驅動。獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇13集中驅動的傳動系統(tǒng)執(zhí)行機構或執(zhí)行構件之間有一定的傳動比要求執(zhí)行機構或執(zhí)行構件之間有動作順序要求各執(zhí)行機構或執(zhí)行構件的運動相互獨立由一個動力機驅動多個執(zhí)行機構或執(zhí)行構件，同執(zhí)行機構的關系是一對多。獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇14高精度絲杠車床傳動系統(tǒng)進給傳動鏈的傳動關系式機床絲杠導程工件導程主軸校正尺交換齒輪刀架絲杠獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇——有傳動比要求15保證螺旋加工精度的措施采用傳動比穩(wěn)定的傳動（不采用帶傳動、摩擦離合器等）采用盡可能短的進給傳動鏈（兩對齒輪）設置絲杠校正尺。校正尺根據進給傳動鏈的實際誤差制造，由仿形元件經桿機構推動絲杠螺母產生一個校正轉角，起到最終校正加工螺距的目的。獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇16有動作順序要求在機械控制的自動機上，各個執(zhí)行機構或執(zhí)行構件之間有嚴格的時間和空間聯(lián)系。獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇通常用安裝在分配軸上的凸輪來操縱和控制各個執(zhí)行機構或執(zhí)行構件的運動，分配軸每轉一圈完成一個作業(yè)循環(huán)，各個執(zhí)行機構或執(zhí)行構件的作業(yè)順序由各自的凸輪曲線來保證。在這種情況下，常采用一個動力機集中驅動。17電阻壓帽自動機傳動系統(tǒng)電動機分配軸壓帽凸輪電阻帽電阻體夾緊凸輪輸送凸輪調速手輪功能：將電阻帽壓到電阻體兩端。獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇有動作順序要求輸送凸輪將電阻胚件送至工作位；夾緊凸輪將電阻胚件夾緊；壓帽凸輪將將電阻帽壓在電阻胚件上蝸輪蝸桿18電阻壓帽自動機的傳動特點各執(zhí)行機構（或構件）的作業(yè)順序由各自的凸輪曲線來保證。用手輪通過調節(jié)兩帶輪的中心距使分配軸的轉速無級可調，以便得到最佳的生產節(jié)拍。獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇一個作業(yè)循環(huán)?？刂聘鲌?zhí)行機構（或構件）運動的凸輪安裝在一個分配軸上，分配軸每轉一圈完成19SPJ－300地質鉆機功能：常用于建筑工地的鉆孔作業(yè)。旋轉鉆桿、鉆頭切下土壤；獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇——各執(zhí)行機構運動相互獨立工作原理由泥漿泵將水通過鉆桿注入孔底，形成泥漿后溢出孔口；主卷揚機用于控制鉆進壓力和升降鉆具；副卷揚機用于輔助吊裝工作。20優(yōu)點：可以減少動力機數(shù)量，節(jié)省能源，便于野外作業(yè)。動力機泥漿泵轉盤主卷揚機副卷揚機變速箱5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇萬向聯(lián)軸器SPJ-300地質鉆機傳動系統(tǒng)傳動路線：動力機經V帶帶動泥漿泵；動力機經V帶、變速箱和萬向聯(lián)軸器驅動轉盤；動力機經V帶、變數(shù)箱、惰輪驅動主、副卷揚機21聯(lián)合驅動的傳動系統(tǒng)主要用于低速、重載、大功率、執(zhí)行機構少而慣性大的機械。優(yōu)點：每臺動力機的負載減小，使傳動件的尺寸減小，整機重量減輕。由兩個或多個動力機經各自的傳動鏈聯(lián)合驅動一個執(zhí)行機構或執(zhí)行構件，同執(zhí)行機構的關系是多對一。獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇22雙輸入軸圓弧齒輪減速機動力輸出軸動力輸入軸用于1000kW礦井提升機獨立驅動集中驅動聯(lián)合驅動5-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇動力輸入軸兩個電動機聯(lián)合驅動主要用于低速、重載、大功率、執(zhí)行機構少而慣性大的機械235-2傳動系統(tǒng)的類型及選擇傳動比驅動形式工作原理類型選擇可遠距離傳動，易控制，但大功率、大轉矩、低速等場合不宜實現(xiàn)。承載能力大，外廓尺寸較小，通常傳動比恒定，制造精度要求高，運行較平穩(wěn)，無安全保護作用。其中蝸桿傳動傳動比大，但效率低，單頭可自鎖。嚙合傳動速度、轉矩可無級調節(jié)，易實現(xiàn)自動控制，具有隔振、減振和過載保護措施，效率較低，需要輔助設備，密封要求較高，維護要求較高。流體傳動電力傳動機械傳動摩擦傳動承載能力小，外廓尺寸較大，傳動比不恒定，結構簡單，制造容易，運行平穩(wěn)，有安全保護作用。24類型選擇要點工作機或執(zhí)行機構的工況；5-2