第五章：機械傳動

第五章：機械傳動帶傳動與齒輪傳動2/2/20231第一節(jié)：帶傳動一、帶傳動的工作原理及類型二、帶傳動的特點和應用三、帶傳動的受力分析與打滑現(xiàn)象四、帶傳動中的彈性滑動與傳動比五、V型帶及帶輪2/2/20232一、帶傳動的工作原理及類型帶傳動的組成主動輪、從動輪、傳動帶。傳動帶按其截面形狀分類平帶、V型帶、圓帶、同步帶。傳動的類型開口傳動；交叉?zhèn)鲃?；角度傳動?/2/20233二、帶傳動的特點和應用適用通常用于傳遞中小功率；常用于多級傳動中的高速級；傳動比i≤7，傳動效率

=0.94~0.97。優(yōu)點中心距較大的傳動；過載時，出現(xiàn)打滑，起到過載保護作用；結構簡單，制造、安裝精度低，成本低。2/2/20234缺點傳動裝置尺寸較大；不能保證準確的傳動比；帶的壽命較短；傳動效率較低。2/2/20235三、帶傳動的受力分析與打滑現(xiàn)象帶傳動的受力分析帶傳動的打滑現(xiàn)象影響圓周力的因素2/2/20236帶傳動的受力分析F0F0

O1O2F0F0a

靜止時，帶兩邊的拉力都等于初拉力F02/2/20237n1F2F2n2

FfO1O2FfF1F1a啟動時，F(xiàn)1-F0=F0-F2主動輪，F(xiàn)2+Ff=F1從動輪，F(xiàn)1=Ff+F2圓周力，F(xiàn)e=F1-F22/2/20238啟動時，F(xiàn)1-F0=F0-F2所以，F(xiàn)0=（F1+F2）/2（1）圓周力，F(xiàn)e=Ff=F1-F2（2）由（1）式減（2）式，得F2=F0-Fe/2

∴F1=F0+Fe/22/2/20239帶傳動的打滑現(xiàn)象因為，P=Fe·v若v一定，P增大時，圓周力Fe也增大。但在具體條件下，摩擦力Ff是有一極限值，相應的帶傳遞功率P也有一定值。當帶傳遞的功率超過此定值時，帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑時，帶和從動輪不能正常轉動，甚至完全不動，使傳動失效。打滑將造成帶的嚴重磨損。2/2/202310

影響圓周力的因素

根據(jù)歐拉公式：F1=F2efα圓周力，F(xiàn)e=Ff=F1-F2以及F2=F0-Fe/2

∴由上式可知，影響圓周力的因素有：初始拉力F0、包角α、摩擦系數(shù)f。2/2/202311四、帶傳動中的彈性滑動與傳動比帶的彈性滑動帶傳動的傳動比2/2/202312帶的彈性滑動v主＞v帶＞v從，這是帶傳動正常工作時固有的特性，無法避免。

帶的彈性滑動就是帶一邊繞行主動輪，一邊徐徐向后收縮。2/2/202313帶傳動的傳動比

由于彈性滑動的影響，從動輪的圓周速度v2低于主動輪的圓周速度v1，其降低量用滑動率ε表示。2/2/202314

因為所以若略去ε，則2/2/202315五、V型帶及帶輪V型帶的結構V型帶的型號和規(guī)格V型帶輪的材料V型帶輪的結構2/2/202316第二節(jié)：齒輪傳動工作原理一、齒輪傳動的類型、特點及應用二、傳動比和齒廓曲線三、漸開線齒廓2/2/202317一、齒輪傳動的類型、特點及應用類型按軸的相對位置劃分；按齒向劃分；按工作條件劃分。特點及應用保證恒定的傳動比，傳動平穩(wěn)；傳動效率高；結構緊湊，壽命長；不適用于軸間距遠的傳動。2/2/202318二、傳動比和齒廓曲線傳動比o1aω1r1′nvk2Kvk1bCnω2r2′vk1=ω1O1K

zvk2=ω2O2K

o22/2/202319

過O2作O2Z∥nn，與O1K的延長線交于Z點，因△Kab與△KO2Z的對應邊互相垂直，所以△Kab∽△KO2Z，故有由上式可得2/2/202320又因△O1O2Z∽△O1CK故有由此得到欲保證傳動比i12恒定，O2C/O1C應為常數(shù)。2/2/202321互相嚙合傳動的一對齒廓，在任一瞬時的傳動比，與連心線被其嚙合齒廓在接點的公法線nn所分的兩線段成反比。齒廓公法線nn與兩連心線的交點C稱為嚙合節(jié)點。要保持恒定的傳動比，則不論齒廓在任何位置接觸，過接觸點所作的齒廓公法線nn必須與連心線交于定點C。2/2/202322三、漸開線齒廓漸開線的形成漸開線的性質漸開線齒廓的嚙合特性2/2/202323漸開線的形成FnvkKαkrkB

θkⅡAorbⅠ

r2/2/202324漸開線的性質1、發(fā)生線長度等于基圓上被滾過的弧長，即BK=AB；2、發(fā)生線即為漸開線在K點的法線；3、基圓越大，漸開線越平直；4、基圓以內無漸開線；2/2/2023255、壓力角k，為漸開線上某一點法線與該點速度方向所夾之銳角。

規(guī)定

中國規(guī)定標準齒輪的壓力角α=20°，（在分度圓上的壓力角為之）。2/2/202326漸開線齒廓的嚙合特性1、漸開線齒廓能保證定傳動比因為漸開線上任意一點都于基圓相切，所以，過兩齒廓的接觸點，作兩齒廓的公法線與兩齒輪的連心線交于定點。常數(shù)2/2/2023272、中心距可分性由于齒輪加工完成后，其基圓半徑已確定。即使在實際安裝中，使兩輪中心距稍有改變，也不會影響兩輪的傳動比。漸開線齒輪的這一傳動特性，稱為中心距可分性。常數(shù)2/2/2023283、齒廓間正壓力方向不變過接觸點齒廓的公法線總是兩基圓的公切線，所以，在嚙合的全過程中，所有接觸點都在公切線上。稱為齒輪傳動嚙合線。嚙合線為直線，故齒廓間的正壓力方向保持不變，因而傳動平穩(wěn)。2/2/202329第三節(jié)：直齒圓柱齒輪傳動一、漸開線直齒圓柱齒輪及標準齒輪的幾何尺寸二、漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動三、根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)和變位齒輪的概念2/2/202330一、漸開線直齒圓柱齒輪及標準齒輪的幾何尺寸齒輪的各部分名稱標準齒輪外嚙合標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸計算公式2/2/202331齒輪的各部分名稱dadbddfdk

o2/2/202332標準齒輪

在分度圓上齒厚s等于齒槽寬e，且齒頂高系數(shù)ha＊與頂隙系數(shù)c＊為標準值，以及模數(shù)m也為標準值的齒輪，稱為標準齒輪。此時有2/2/202333外嚙合標準直齒圓柱齒輪

幾何尺寸計算公式見表14-32/2/202334二、漸開線標準直齒圓柱齒輪的

嚙合傳動正確嚙合條件標準中心距漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件2/2/202335正確嚙合條件要保證兩對齒輪能同時在嚙合線上接觸，必須滿足

即所以2/2/202336標準中心距一對標準齒輪分度圓相切時的中心距，稱為標準中心距。用a表示a=r1′+r2′=r1+r2=m(z1+z2)/2對于單一齒輪而言，只有分度圓，而無節(jié)圓。一對齒輪嚙合時，才有節(jié)圓。節(jié)圓與分度圓可能重合，也可能不重合。2/2/202337漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件

兩對齒廓嚙合點間的距離B1B2≥pb基節(jié)，方可保證一對齒下班時，另一對齒已準時或提前接班。漸開線齒輪傳動的重合度：重合度高，則平穩(wěn)性好，每對輪齒承受載荷越小。2/2/202338三、根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)和變位齒輪的概念漸開線齒廓的切齒方法根切現(xiàn)象和最少齒數(shù)變位齒輪的概念2/2/202339漸開線齒廓的切齒方法有鑄造、沖壓、熱扎法。而最常用的是切削法，有仿形法和范成法。仿形法：用仿形刀具，逐個齒槽銑出。范成法：利用一對齒輪相互嚙合傳動時，其兩輪齒廓互為包絡線的原理來加工齒輪。可同時加工多個齒槽，加工效率高。2/2/202340根切現(xiàn)象和最少齒數(shù)用范成法加工齒輪時，如果齒輪的齒數(shù)太少，則刀具的齒頂會將被切齒輪的齒根漸開線切去一部分。這種現(xiàn)象稱為根切。為避免發(fā)生根切現(xiàn)象，標準齒輪的齒數(shù)應有一個最少的限度。這個齒數(shù)稱為最少齒數(shù)，用zmin表示。2/2/202341當壓力角α=20°及齒頂高系數(shù)ha＊=1，zmi