機械基礎(chǔ)第四章 機械傳動

第四章機械傳動§4—1帶傳動

§4—6蝸桿傳動§4—2鏈傳動

§4—7輪系§4—3摩擦輪傳動

實操訓(xùn)練§4—4螺旋傳動§4—5齒輪傳動01了解帶傳動的工作原理、特點、類型和應(yīng)用學(xué)習(xí)目標02會計算帶傳動的平均傳動比03了解平帶、V帶的結(jié)構(gòu)和標準及材料04了解V帶傳動的安裝、張緊與維護§4-1帶傳動轎車發(fā)動機縫紉機夯土機一、帶傳動組成及分類帶傳動是由主動帶輪、從動帶輪和傳動帶所組成，工作時依靠帶與帶輪之間的摩擦或嚙合來傳遞運動和動力。帶傳動分為摩擦傳動和嚙合傳動兩類。屬于摩擦傳動的帶傳動有平帶傳動、V帶傳動；屬于嚙合傳動的帶傳動有同步帶。帶傳動帶傳動分類帶傳動二、帶傳動特點1.傳動平穩(wěn)，噪聲小，可以緩沖吸振；2.過載時，帶會在帶輪上打滑，而起到保護其它傳動件免受損壞的作用；3.帶傳動允許較大的中心距，結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護較方便，且成本低廉；4.由于帶與帶輪之間存在滑動，帶傳動的傳動效率較低，帶的壽命一般較短，不宜在易燃易爆場合下工作。帶傳動三、平帶傳動1.平帶傳動的工作原理平帶傳動的工作原理就是利用帶作為中間撓性件，依靠帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力。帶傳動平帶傳動2.平帶傳動比帶傳動3.平帶傳動的形式帶傳動4.平帶的主要參數(shù)（1）帶輪的包角

帶輪的包角（α），就是膠帶與帶輪接觸面的弧長所對應(yīng)的中心角。包角的大小反映帶與帶輪接觸弧的長短。帶傳動帶輪的包角帶傳動平帶的參數(shù)計算（２）帶長平帶的帶長（L）是指帶的內(nèi)周長度。在實際使用中，還須考慮平帶在帶輪上的張緊量、懸垂量和平帶的接頭量。四、V帶傳動1.V帶的結(jié)構(gòu)V帶是沒有接頭的環(huán)形帶，截面形狀為梯形。其兩個側(cè)面是工作面，強力層的結(jié)構(gòu)形式有簾布結(jié)構(gòu)和線繩結(jié)構(gòu)。Ｖ帶的結(jié)構(gòu)帶傳動2.V帶的類型常用的V帶主要類型有：普通V帶、窄V帶、寬V帶、半寬V帶等，它們的楔角（V帶兩側(cè)邊的夾角α）均為400。另外，還有楔角為600的大楔角V帶、汽車V帶等。其中以普通V帶應(yīng)用最為廣泛。帶傳動3.普通V帶傳動的主要參數(shù)（1）普通V帶的截面尺寸帶傳動（2）普通V帶帶輪的輪槽尺寸帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。輪緣是帶輪的工作部分，制有梯形輪槽。輪緣與輪轂則用輪輻（腹板）連接成一整體。帶傳動（3）傳動比V帶傳動的傳動比i≤7。（4）帶的基準長度Ld帶的基準長度是V帶在規(guī)定的張緊力下，位于測量帶輪基準直徑上的周線長度。帶傳動（5）傳動實際中心距a

中心距一般根據(jù)結(jié)構(gòu)要求來確定，若未給出中心距，可根據(jù)下式初定中心距，即：0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）（6）小帶輪包角小帶輪的包角要求α≥1200。帶傳動4.汽車用多楔帶多楔帶是在平帶的機體上由多根V帶組成的傳動帶。帶傳動5.汽車同步帶汽車同步帶結(jié)構(gòu)1-混合物2-尼龍3-玻璃纖維芯線帶傳動6.普通V帶傳動的安裝與維護帶傳動帶傳動帶傳動7.帶傳動的張緊裝置（1）調(diào)整中心距帶傳動（2）張緊輪帶傳動01了解鏈傳動的工作原理、類型、特點和應(yīng)用學(xué)習(xí)目標02會計算鏈傳動的平均傳動比03掌握鏈傳動的使用與維護§4-2鏈傳動鏈傳動自行車用鏈傳動汽車叉車用鏈傳動一、鏈傳動的組成鏈傳動是由主動鏈輪、鏈條、從動鏈輪組成的。鏈輪上制有特殊齒形的齒，通過鏈輪輪齒與鏈條的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動鏈傳動二、鏈傳動的類型、特點和應(yīng)用

鏈傳動的類型、特點和應(yīng)用鏈傳動三、鏈傳動的特點優(yōu)點是：1.沒有彈性滑動與打滑現(xiàn)象，平均傳動比恒定不變；2.鏈條裝在鏈輪上，不需要很大的張緊力，對軸的壓力小；3.能傳遞較大的圓周力，效率較高；4.維護容易，并有一定的緩沖減振作用；5.能在較惡劣的環(huán)境下（如高溫、多塵、油污、潮濕、泥沙、易燃及有腐蝕性條件）工作。缺點是：瞬時傳動比不恒定，工作時有噪音；磨損后容易發(fā)生跳齒；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應(yīng)用。鏈傳動四、滾子鏈1.滾子鏈的組成滾子鏈由滾子1、套筒2、軸銷3、內(nèi)鏈板4和外鏈板5組成。滾子鏈的結(jié)構(gòu)1—滾子2—套筒3—軸銷4—內(nèi)鏈板5—外鏈板鏈傳動2.滾子鏈的參數(shù)雙排滾子鏈鏈傳動鏈傳動五、鏈傳動比鏈傳動六、鏈輪的結(jié)構(gòu)與材料鏈輪是鏈傳動的重要零件，鏈輪齒形已經(jīng)標準化。鏈輪的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)而自由地進入和退出嚙合，并便于加工。

鏈傳動鏈輪結(jié)構(gòu)七、鏈傳動的使用與維護1.鏈傳動的布置鏈傳動鏈傳動2.鏈傳動的張緊張緊方法主要有：（1）增大兩輪中心距。（2）采用張緊裝置。鏈傳動鏈傳動的張緊裝置ａ）靠掛重自動張緊ｂ）靠彈簧自動張緊ｃ）靠螺栓調(diào)節(jié)的托板張緊鏈傳動3.鏈傳動的常見故障分析及維護鏈傳動常見故障有疲勞破壞、磨損、膠合、跳齒等原因。鏈傳動鏈傳動01了解摩擦輪傳動工作原理、特點和應(yīng)用學(xué)習(xí)目標02了解摩擦輪傳動比并能計算§4-3摩擦輪傳動摩擦輪摩擦壓力機一、摩擦輪傳動工作原理摩擦輪傳動是利用兩輪直接接觸所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞運動和動力的一種機械傳動，有外接圓柱式和內(nèi)接圓柱式兩種。摩擦輪摩擦輪傳動a）外接圓柱式b）內(nèi)接圓柱式1.增大正壓力可以在摩擦輪上安裝彈簧或其它的施力裝置。但這樣會增加作用在軸與軸承上的載荷，導(dǎo)致增大傳動件的尺寸，使機構(gòu)笨重。摩擦輪2.增大摩擦系數(shù)通常是將其中一個摩擦輪用鋼或鑄鐵材料制造，在另一個摩擦輪的工作表面粘上一層石棉、皮革、橡膠布、塑料或纖維材料等。摩擦輪二、摩擦輪傳動比摩擦輪摩擦輪傳動示意圖摩擦輪的傳動比就是兩摩擦輪的轉(zhuǎn)速之比等于它們直徑的反比，即：n1—主動摩擦輪轉(zhuǎn)速，r/min；n2—從動摩擦輪轉(zhuǎn)速，r/min；D1—主動摩擦輪直徑，mm；D2—從動摩擦輪直徑，mm。摩擦輪三、摩擦輪傳動的特點1.結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便，適合兩軸中心距比較近的傳動。2.傳動時噪聲小，并可在運轉(zhuǎn)中變速、變向。3.過載時，兩輪接觸處會產(chǎn)生打滑，可以防止薄弱零件的損壞，起到安全保護作用。4.因在接觸處有產(chǎn)生打滑的可能，所以不能保證準確的傳動比，傳動效率比較低。摩擦輪01了解螺旋傳動的組成、特點及分類學(xué)習(xí)目標02了解差動螺旋傳動和滾珠螺旋傳動§4-4螺旋傳動螺旋傳動臺虎鉗千分尺一、螺旋傳動的組成螺旋傳動由螺桿、螺母和機架組成，其主要作用是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動，并同時傳遞運動和動力，螺旋傳動分為普通螺旋傳動、差動螺旋傳動和滾珠螺旋傳動三種。螺旋傳動螺旋傳動的組成二、普通螺旋傳動1.普通螺旋傳動的運動形式普通螺旋傳動常用螺紋有矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋，其中梯形螺紋齒根強度較高，磨損后間隙易修復(fù)，應(yīng)用較廣。螺旋傳動螺旋傳動螺母固定不動，螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運動。螺旋傳動螺桿固定不動，螺母回轉(zhuǎn)并作直線運動。螺旋傳動螺桿回轉(zhuǎn)，螺母作直線運動。螺旋傳動螺母回轉(zhuǎn)，螺桿作直線運動。2.直線運動方向的判定螺旋傳動判定方法：（1）右螺旋用右手，左螺旋用左手。手握空拳，四指指向與螺桿（或螺母）回轉(zhuǎn)方向相同，大拇指豎直。（2）若螺桿（或螺母）回轉(zhuǎn)移動，螺母（或螺桿）不動，則大拇指指向即為螺桿（或螺母）的移動方向。（3）若螺桿（或螺母）回轉(zhuǎn)不動，螺母（或螺桿）移動，則大拇指指向的相反方向即為螺母（或螺桿）的移動方向。螺旋傳動螺旋傳動３.直線運動距離普通螺旋傳動移動距離為：L＝NPＬ—螺桿（或螺母）的移動距離，mm；Ｎ—回轉(zhuǎn)圈數(shù)；Ｐ—螺紋導(dǎo)程，mm。三、差動螺旋傳動由兩個螺旋副組成的使活動的螺母與螺桿產(chǎn)生差動（不一致）的螺旋傳動稱為差動螺旋傳動。螺旋傳動差動螺旋傳動四、滾珠螺旋傳動滾珠螺旋傳動具有滾動摩擦阻力小、摩擦損失小、傳動效率高、傳動時運動穩(wěn)定、動作靈敏等優(yōu)點。螺旋傳動滾珠螺旋傳動01了解齒輪傳動的特點、分類和傳動比學(xué)習(xí)目標§4-5齒輪傳動02了解直齒輪各部分的名稱、主要參數(shù)03能計算直齒輪的基本尺寸04掌握直齒輪傳動的嚙合條件05了解齒輪的潤滑及失效形式06了解其它齒輪傳動齒輪傳動手動變速器汽車驅(qū)動橋一、齒輪傳動的特點、分類和應(yīng)用1.齒輪傳動的特點（1）適應(yīng)性廣。其傳遞功率范圍從0.1W到10kW以上；傳遞圓周速度可達到300m/s以上；直徑可達25m左右。（2）傳動比恒定。齒輪傳動能保證兩輪瞬時傳動比恒等于常數(shù)。（3）效率較高，齒輪機構(gòu)傳動效率一般在95%以上。（4）工作可靠，壽命較長。（5）可以傳遞空間任意兩軸間的運動。（6）制造和安裝精度要求高，成本高。（7）不適于距離較大的兩軸間的運動傳遞等。齒輪傳動

齒輪傳動的類型2.齒輪傳動的類型齒輪的種類很多，分類方法也很多，一般按一對齒輪兩軸線的相對位置分為平行軸齒輪傳動、相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動三種。各種類型的齒輪傳動：齒輪傳動3.齒輪傳動比齒輪傳動二、漸開線直齒圓柱齒輪1.漸開線齒廓的形成齒輪傳動漸開線的形成2.漸開線直齒圓柱齒輪各部分名稱齒輪傳動漸開線標準直齒圓柱齒輪3.漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)（1）齒形角α齒輪傳動基準齒形（2）齒輪的齒數(shù)z在齒輪整個圓周上，均勻分布的輪齒總數(shù)，稱為齒輪的齒數(shù)，用z表示。（3）模數(shù)m設(shè)分度圓上的齒距為P，齒輪的齒數(shù)為ｚ，則分度圓的周長為πd＝zP，因此，分度圓的直徑為：d

=

zP

/

π齒輪傳動齒輪傳動模數(shù)m齒距除以圓周率π所得的商，即：m＝Pπd

=mzm的單位是mm。齒輪各部分尺寸與模數(shù)的關(guān)系4.漸開線直齒圓柱齒輪各部分尺寸計算齒輪傳動齒輪傳動5.直齒圓柱內(nèi)齒輪齒輪傳動與外齒輪比較，內(nèi)齒輪有以下特點：（１）齒厚相當(dāng)于外齒輪的齒槽寬，而齒槽寬相當(dāng)于外齒輪的齒厚。（２）內(nèi)齒輪的齒頂圓在分度圓之內(nèi)，而齒根圓在分度圓之外。其齒根圓比齒頂圓大。（３）齒輪的齒頂齒廓均為漸開線時，其齒頂圓必須大于基圓。齒輪傳動6.漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件一對漸開線齒輪要正確嚙合，必須滿足一定的條件。由于模數(shù)m和壓力角α都是標準化的，所以兩齒輪正確嚙合條件為：（1）兩齒輪分度圓上的齒形角相等，α1=α2=

α；（2）兩齒輪的模數(shù)相等，m1=m2=m。齒輪傳動7.齒輪齒條傳動齒輪傳動齒條的特點：（1）齒條齒廓上各點的齒形角相同，并取α=20°；（2）輪齒不同高度上的齒距均相等，P=πｍ。三、齒輪傳動失效的形式齒輪傳動四、齒輪材料1.鍛鋼（1）軟齒面齒輪軟齒面齒輪常用中碳鋼和中碳合金鋼，如45鋼、40Cr、35SiMn等材料，進行調(diào)質(zhì)或正火處理。（2）硬齒面齒輪硬齒面齒輪常用的材料為中碳鋼或中碳合金鋼經(jīng)表面淬火處理。齒輪傳動2.鑄鋼當(dāng)齒輪的尺寸較大(大于400～600mm)而不便于鍛造時，可用鑄造方法制成鑄鋼齒坯，再進行正火處理以細化晶粒。3.鑄鐵低速、輕載場合的齒輪可以制成鑄鐵齒坯。當(dāng)尺寸大于500mm時可制成大齒圈，或制成輪輻式齒輪。齒輪傳動五、齒輪結(jié)構(gòu)形式齒輪傳動六、齒輪傳動的潤滑齒輪傳動七、其他齒輪傳動1.斜齒輪傳動（1）圓柱齒輪的形成齒輪傳動（2）斜齒圓柱齒輪的傳動特點1.平行軸斜齒輪傳動中齒廓接觸線是斜直線輪齒是逐漸進入和脫離嚙合的，故工作平穩(wěn)，沖擊和噪聲小，適用于高速傳動。2.承載能力大，可用于大功率傳動。3.使用壽命長。4.傳動時會產(chǎn)生軸向分力，不能用作滑移齒輪。齒輪傳動（3）斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1）螺旋角

齒輪傳動2）模數(shù)斜齒圓柱齒輪的模數(shù)分端面模數(shù)ｍt和法面模數(shù)ｍｎ，兩者關(guān)系為：mn=ｍtcosβ。法面模數(shù)mn是標準值，即ｍn

=ｍ。3）齒形角斜齒圓柱齒輪的齒形角分端面齒形角αt和法面齒形角αn，并規(guī)定法面齒形角αn為標準值，即αn=

α=20°。齒輪傳動（4）斜齒圓柱齒輪的旋向斜齒圓柱齒輪輪齒的螺旋方向分為左旋和右旋。齒輪傳動（5）斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件１）兩齒輪法向模數(shù)（法向齒距pn除以圓周率π所得的商）相等，即：mn1

=

mn2=m２）兩齒輪法面齒形角相等，即：αn1=

αn2

=

α３）兩齒輪螺旋角相等，旋向相反，即β1

=-

β2。齒輪傳動2.錐齒輪傳動（1）錐齒輪傳動的特點齒輪傳動錐齒輪機構(gòu)1—主動錐齒輪2—從動錐齒輪（2）標準直齒錐齒輪名稱和參數(shù)標準直齒錐齒輪齒輪傳動標準直齒錐齒輪的名稱

齒輪傳動齒輪傳動（3）直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件1）兩齒輪的大端端面模數(shù)相等，即：m1=m2

2）兩齒輪的齒形角相等，即：α1=α201掌握蝸桿傳動的組成學(xué)習(xí)目標§4-6蝸桿傳動02了解蝸桿傳動的特點、類型03掌握蝸桿傳動的基本參數(shù)并能幾何計算04了解蝸桿傳動正確嚙合條件05能夠判定蝸桿轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)方向蝸桿傳動蝸輪蝸桿減速機一、蝸桿傳動的組成蝸桿傳動是由蝸桿和蝸輪組成的嚙合傳動裝置。蝸桿傳動用于傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力，通常兩軸垂直交錯，軸交角Σ=90°。通常情況下，蝸桿是主動件，蝸輪是從動件。蝸桿傳動蝸桿傳動的組成二、蝸桿傳動的特點1.傳動比大，在動力傳動中一般i=8～100，在分度機構(gòu)中傳動比可達1000；2.傳動平穩(wěn)，噪聲??；3.具有自鎖性；4.蝸桿傳動效率低。蝸桿傳動三、蝸桿傳動的類型蝸桿傳動四、蝸桿傳動的基本參數(shù)1.模數(shù)m和齒形角α蝸桿傳動蝸桿的模數(shù)是指軸向模數(shù)（腳標用a1），蝸輪的模數(shù)是指端面模數(shù)（腳標用t2），蝸桿的軸向模數(shù)與蝸輪的端面模數(shù)應(yīng)相等，同時蝸桿的軸向齒形角與蝸輪端面齒形角相等，并為標準值，即：ma1=mt2=mαa1=αt2=α=200蝸桿傳動2.蝸桿直徑系數(shù)q蝸桿直徑系數(shù)ｑ，蝸桿分度圓直徑d1除以軸向模數(shù)ｍ的商，即：3.蝸桿的導(dǎo)程角γ、頭數(shù)z1和傳動比I（1）蝸桿頭數(shù)z1通常為1、2、4、6，蝸桿頭數(shù)越多，加工越不容易，但傳動效率高。蝸桿傳動（2）導(dǎo)程角γ越大，傳動的效率越高。常用γ的范圍為3°～33.5°。（3）蝸桿傳動的傳動比由下式確定：蝸桿傳動五、蝸桿傳動正確嚙合條件1.在中間平面內(nèi)，蝸桿的軸向模數(shù)和蝸輪的端面模數(shù)相等，即：ma1=mt2=m2.在中間平面內(nèi)，蝸桿的軸向齒形角和蝸輪的端面齒形角相等，即：αa1=

αt2=

α=20°3.蝸桿分度圓柱面導(dǎo)程角和