機械基礎 第三版 課件 （郁志純） 模塊五 機械傳動

機械基礎模塊五機械傳動

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單元一帶傳動鏈傳動齒輪傳動單元二單元三蝸桿傳動單元四輪系單元五單元一

帶傳動教學目標一、目標和要求(1)了解帶傳動的類型、特點及應用。(2)熟悉V帶標準、V帶傳動的工作原理、失效形式。(3)掌握V帶傳動的安裝、張緊和維護。二、重點和難點V帶傳動的工作原理、安裝與維護。第一節(jié)帶傳動概述第二節(jié)V帶和V帶輪第三節(jié)帶傳動的工作情況分析

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第四節(jié)帶傳動的安裝、張緊和維護案例導入在機械傳動中，當主動軸與從動軸相距較遠時，常采用帶傳動進行運動和動力輸送。帶傳動裝置結構簡單、制造成本低、兩軸傳動的中心距大，故在汽車、加工設備及帶式運輸機等機械中有著廣泛的應用。如圖手扶拖拉機、汽車發(fā)動機都是依靠傳動帶來傳遞動力。

拖拉機汽車發(fā)動機第一節(jié)帶傳動概述第二節(jié)V帶和V帶輪第三節(jié)帶傳動的工作情況分析

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第四節(jié)帶傳動的安裝、張緊和維護帶傳動的組成和工作原理帶傳動由主動輪1、傳動帶2及從動輪3組成帶傳動是利用帶輪與傳動帶之間的摩擦力或帶輪與傳動帶之間的嚙合來傳遞運動和扭矩的。帶傳動的類型按工作原理的不同，帶傳動分為摩擦型帶傳動和嚙合帶傳動兩大類摩擦型帶傳動的圓環(huán)帶緊套在兩帶輪上，靠帶與帶輪之間接觸面的正壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳動。當主動輪轉動時，依靠摩擦力帶動摩擦帶轉動，通過摩擦帶帶動從動輪轉動，從而把主動輪的運動和動力傳遞給從動輪，并改變從動輪的轉速和扭矩。嚙合帶傳動依靠輪上的齒與帶上的齒或孔嚙合傳遞運動。

嚙合帶傳動摩擦帶傳動帶傳動的類型1.摩擦型帶傳動摩擦帶傳動是依靠帶與輪之間的摩擦力傳遞運動的。根據(jù)帶的橫截面形狀的不同，摩擦帶可分為下面四種類型

帶傳動的類型1.摩擦型帶傳動(1)平帶傳動平帶的截面為扁平矩形，帶的內(nèi)表面與輪緣接觸面為工作平面。常用的平帶有普通平帶（膠帆布帶）、皮革平帶和棉布帶等。平帶的結構較為簡單，帶輪制造容易，適用于中心距較大的帶傳動。但在相同條件下，平帶所能傳遞的功率較小，所以應用較少。(2)V帶傳動V帶斷面為等腰梯形,兩側為工作面。工作時，V帶與輪槽兩側面接觸。在同樣壓力的作用下，V帶傳動的摩擦力約為平帶傳動的三倍，故能傳遞較大的載荷。所以，V帶廣泛地應用在各種機械傳動中。(3)多楔帶傳動多楔帶實際上是將多條V帶做成一體。與V帶傳動相比較，在傳遞相同功率的條件下，多楔帶傳動的結構更加緊湊，也不會出現(xiàn)多根V帶長度誤差造成受力不均的現(xiàn)象。(4)圓形帶傳動圓形帶的橫截面為圓形，常用皮革或棉繩制成，常用于小功率傳動。

帶傳動的類型2.嚙合帶傳動(1)同步帶傳動利用帶的齒與輪的齒相嚙合傳遞運動和動力，帶與輪間為嚙合傳動，沒有相對滑動，可保持主、從動輪線速度同步。

帶傳動的類型2.嚙合帶傳動(2)齒形帶傳動帶上的孔與輪上的齒相嚙合，同時可避免帶與帶輪之間的相對滑動，使主、從動輪保持同步運動。

帶傳動的特點及應用1.

帶傳動特點1.帶傳動平穩(wěn)、無噪聲，能緩沖、吸振。2.摩擦帶傳動過載時會產(chǎn)生打滑，可防止損壞零件，起安全保護作用，但不能保證傳動比的準確性。3.結構簡單，制造容易，成本低廉，適用于兩軸中心距較大的場合。4．外廓尺寸較大，傳動效率較低，一般只有0.92～0.94.

帶傳動的特點及應用2.帶傳動應用帶傳動是一種應用廣泛的機械傳動。無論是在精密機械，還是在工程機械、礦山機械?；C械、交通運輸、農(nóng)業(yè)機械中，它都得到了廣泛的使用。由于帶傳動的效率和承載能力較低，故不適用于大功率傳動。平帶傳動傳送功率小于500kw,V帶傳動傳送功率小于700kw；工作速度一般為5～30m/s。速度太低(1～5m/s或以下)時，傳動尺寸大而不經(jīng)濟；速度太高(30m/s以上)時，離心力又會減少帶輪間的壓緊程度，降低傳動能力。離心力會使傳送帶產(chǎn)生附加拉應力作用，降低壽命。

第一節(jié)帶傳動概述第二節(jié)V帶和V帶輪第三節(jié)帶傳動的工作情況分析

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第四節(jié)帶傳動的安裝、張緊和維護V帶的構造與標準1.V帶的構造V帶通常制成無接頭的環(huán)形,斷面結構如圖所示。它由帆布材料的包布層、橡膠材料的底膠、頂膠和抗拉體組成，抗拉體分為繩芯和簾布芯兩種，繩芯V帶的柔韌性好，抗彎曲強度高，適用于轉速較高的場合；簾布芯抗拉強度較高，適用于傳遞較大的功率。V帶截面結構V帶的構造與標準1.V帶的構造V帶在繞過帶輪時產(chǎn)生彎曲，外層受拉而伸長，內(nèi)層受壓而縮短，伸長與縮短之間必定有一處長度不變的中性層。中性層面稱為節(jié)面，節(jié)面的寬度稱為節(jié)寬，用bp表示。V帶在中性層面上的周線長度稱為基準長度，用Ld表示。V帶截面尺寸示意圖V帶的構造與標準1.V帶的構造V帶是由專業(yè)工廠生產(chǎn)的標準件。按截面尺寸由小到大的不同，V帶分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。V帶的構造與標準V帶的構造常用的V帶基準長度Ld有560、630、710、1000、1120…，但不是每一種型號都有這些基準長度，需要時請參考相關手冊。普通V帶的標記由帶型、基準長度和標準編號組成。例如B2240GB/T11544-2012表示B型V帶，基準長度Ld為2240mm，2012年的國家標準。在每一根V帶的頂面都壓印有帶的標記，包括商標、代號、制造日期。V帶傳動的主要參數(shù)1.帶輪基準直徑（dd）帶輪的基準直徑dd為帶輪上與所配用V帶的節(jié)寬bp相對應處的直徑。V帶傳動的主要參數(shù)2.V帶轉速（v）V帶轉速一般按主動輪的速度計算所得，V帶的線速度一般控制在5～30m/s，最佳速度為10～20m/。帶速太低，傳動尺寸大而不經(jīng)濟；帶速太高，離心力又會使帶與帶輪間的壓緊程度減少，傳動能力降低。V帶傳動的主要參數(shù)3.帶傳動的傳動比（i）帶傳動的傳動比i12為帶輪的轉速之比，在不考慮帶在帶輪上的相對滑動，則帶的速度與兩帶輪的圓周速度相等。公式表示如下：式中dd1、dd2——主、從動輪的基準直徑，mm；

n1、n2——主、從動輪的轉速，r/min。一般平帶的傳動比i12≤5，V帶的傳動比i12≤7.V帶傳動的主要參數(shù)4.帶輪的包角（α）帶與帶輪接觸弧所對應的圓心角稱為包角。圖5-所示α1和α2分別表示主動輪和從動輪的包角，a為兩帶輪中心距。包角的大小反映了帶與帶輪輪緣表面間接觸弧的長度，帶的承載能力取決于帶的包角大小。大帶輪的包角總是大于小帶輪的包角，故打滑主要發(fā)生自小帶輪上，所以，帶傳動的傳動能力取決于小帶輪的包角。為了保證傳動能力，要求小帶輪包角α1≥120°。若α1不滿足包角條件，則可采用增大中心、減小傳動比以及在帶傳動外側安裝張緊輪等方法增大包角。

V帶傳動的主要參數(shù)5.中心距（a）兩帶輪軸線間的距離a稱為中心距。中心距過小，結構緊湊，應力循環(huán)次數(shù)下降，壽命降低。小帶輪包角α1也會減小，傳動能力下降。中心距過大，傳動尺寸增大，速度大時會產(chǎn)生顫動。6.V帶的根數(shù)（Z）V帶根數(shù)多，傳遞功率大；但根數(shù)過多，會使每根V帶受力不均勻。因此應將V帶根數(shù)控制在10根以內(nèi)，一般為2～5根。V帶輪的材料與結構1.帶輪結構帶輪由輪緣、輪輻、輪轂三部分組成，其中輪緣用來安裝傳動帶，輪轂安裝在軸上，兩者通常都用平鍵連接。輪輻用來連接輪緣和輪轂。V帶輪的材料與結構1.帶輪結構V帶輪按照輪輻結構不同，可分為實心式、腹板式、孔板式和輪輻式四種型式。（a）實心式

（b）腹板式

（c）孔板式

（d）輪輻式當帶輪的直徑較小，即帶輪基準直徑dd≤（2.5～3）d0（d0為軸的直徑）時，帶輪一般采用實心式結構如圖a所示；當帶輪為中等直徑，即直徑dd≤300mm時，帶輪可采用腹板式或孔板式結構，如圖b、c所示；當帶輪直徑較大dd>300mm時，帶輪多采用輪輻式結構，以減輕帶輪的重量，節(jié)約材料，如圖5d所示。V帶輪的材料與結構2．帶輪材料帶輪是帶傳動中的重要零件，它必須滿足下列條件要求：質量分布均勻，安裝對中性好，工作表面要經(jīng)過精細加工，以減少磨損，重量盡可能輕，強度足夠，旋轉穩(wěn)定。制造帶輪的材料可采用灰鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料，以灰鑄鐵應用最為廣泛。在圓周速度V<30m/s時，帶輪常用材料為鑄鐵，如HT150，速度大時，用HT200。高速時，常用鑄鋼或輕合金。V<15m/s和小功率傳動時，常用工程塑料。第一節(jié)帶傳動概述第二節(jié)V帶和V帶輪第三節(jié)帶傳動的工作情況分析

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第四節(jié)帶傳動的安裝、張緊和維護帶傳動的受力分析帶在安裝前，必須以一定的初拉力F0張緊在兩輪上，使帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生正壓力。因此，傳動帶靜止時，帶的任意截面都受到大小相等的拉力F0的作用，如圖5-10（a）所示。帶傳動工作時，由于摩擦力Ff的作用，帶兩邊的拉力不再相等。其中，帶繞入主動輪一邊的拉力F0增大到F1，該邊稱為緊邊，又F1稱為緊邊拉力；另一邊的拉力由F0減小到F2，該邊稱為松邊，F(xiàn)2稱為松邊拉力。如圖5-10（b）所示。帶傳動的受力分析

帶傳動的彈性滑動與打滑1.彈性滑動由于帶傳動存在緊邊和松邊，在緊邊時帶被彈性拉長，到松邊時又產(chǎn)生收縮，引起帶在輪上發(fā)生微小局部滑動，如圖所示，當帶繞過主動輪1進入松邊時，由于拉力逐漸減少，帶的彈性變形程度減小，使其沿主動輪轉向的反方向收縮(滑動)，造成帶的速度v低于主動輪的圓周速度v1，從而向后滑動。同樣的情況也發(fā)生在從動輪上。當帶繞過從動輪2進入緊邊時，由于拉力逐漸增大，帶逐漸伸長，使其沿從動輪的轉動方向滑動，造成帶的速度v高于從動輪的圓周速度v2，從而向前滑動。通常將這種由于帶的彈性變形而使帶與帶輪之間出現(xiàn)的輕微滑動現(xiàn)象稱為彈性滑動。帶傳動的彈性滑動與打滑2.打滑當外載較小時，彈性滑動只發(fā)生在帶即將由主、從動輪離開的一段弧上。傳遞外載增大時，有效拉力隨之加大，彈性滑動區(qū)域也隨之擴大，當有效拉力達到或超過某一極限值時，帶與小帶輪在整個接觸弧上的摩擦力達到極限，若外載繼續(xù)增加，帶將沿整個接觸弧滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。此時主動輪還在轉動，但從動輪轉速急劇下降，帶迅速磨損、發(fā)熱而損壞，使傳動失效。所以必須避免打滑，在設計時應限制帶的最大拉力。第一節(jié)帶傳動概述第二節(jié)V帶和V帶輪第三節(jié)帶傳動的工作情況分析

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第四節(jié)帶傳動的安裝、張緊和維護帶傳動的安裝安裝帶傳動時應注意以下事項:1.兩帶輪的軸線應當平行,兩帶輪的端面要在同一個平面內(nèi)。2.安裝前檢查帶與帶輪的型號是否一致,多根V帶的實際長度應當把偏差控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。3.安裝前先縮小中心距,待V帶進入輪槽后,再調(diào)整帶的松緊程度。如果撬入V帶,應從大輪處進入，務必小心夾手。V帶輪不正確的工作位置帶輪安裝位置帶傳動的張緊為了使帶得到一定的初拉力,安裝后需調(diào)整帶的張緊力，一般用手壓下帶的外側,以能壓下15mm左右為宜。合適的V帶緊度V帶的界面的輪槽中的位置帶傳動的張緊為了使帶得到一定的初拉力,安裝后需調(diào)整帶的張緊力，一般用手壓下帶的外側,以能壓下15mm左右為宜。常用張緊方法：1.移動式通過改變兩帶輪的中心距來調(diào)整帶的張力，該方法應用較多，也較簡便。帶傳動的張緊2.擺動式3.張緊輪張緊輪應當放在靠近大帶輪一側，避免小帶輪的包角變小帶傳動的維護1.帶傳動裝置必須安裝防護罩，生產(chǎn)中常出現(xiàn)沒有防護罩而發(fā)生帶傷人的事故。2.帶的主要材料是橡膠，應避免橡膠帶與酸、堿、油等化學物質接觸。3.帶的使用壽命較短，若發(fā)現(xiàn)V帶出現(xiàn)裂紋、變長，應及時更換。4.及時調(diào)整帶的張力，保證帶傳動的正常工作。單元小結1.帶傳動工作時，帶所受到的作用力有帶在帶輪上張緊時受到的預緊力帶繞過帶輪時由高心力引起的離心拉力及有效圓周拉力。帶傳動中，當帶有打滑趨勢時，摩擦力達到極限值，這時帶傳動的有效拉力亦達到極限值。2.帶傳動工作時，帶中受有拉應力、彎曲應力、離心拉應力三種應力。3.帶的彈性滑動與打滑的區(qū)別彈性滑動是帶傳動中不可避免的物理現(xiàn)象，它并不是發(fā)生在相對于全部包角的接觸弧上，而總是發(fā)生在位于滑動角內(nèi)的那一部分接觸弧上。打滑是整個帶在帶輪的全部接觸弧面上發(fā)生顯著的相對滑動。它是一種失效，但它是可以避免的，而且必須避免。帶從彈性滑動到打滑的過程，實質上是從量變到質變的過程。4.保證帶傳動不打滑的條件帶所傳遞的圓周力(即帶的實際拉力)小于帶與帶輪之間的最大摩擦力(即最大有效拉力)。機械基礎模塊五機械傳動

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單元一帶傳動鏈傳動齒輪傳動單元二單元三蝸桿傳動單元四輪系單元五單元二

鏈傳動教學目標一、目標和要求(1)了解鏈傳動的類型、特點及應用。(2)了解鏈條和鏈輪的組成、材料及結構。(3)了解鏈傳動的安裝、張緊及維護等知識。二、重點和難點鏈傳動的安裝、張緊及維護。第一節(jié)鏈傳動概述第二節(jié)鏈條和鏈輪第三節(jié)鏈傳動的運動特性

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第四節(jié)鏈傳動的布置、張緊和潤滑案例導入鏈傳動在生活中我們經(jīng)常能看到，摩托車、自行車前后輪之間，用鏈來傳遞運動和動力，起重葫蘆用鏈來吊起重物。

發(fā)動機鏈

自行車鏈

起重鏈

第一節(jié)鏈傳動概述第二節(jié)鏈條和鏈輪第三節(jié)鏈傳動的運動特性

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第四節(jié)鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈傳動概述鏈傳動由主動鏈輪1、鏈條2及從動鏈輪3組成鏈傳動是具有中間撓性件的嚙合傳動，它依靠鏈輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動的特點與帶傳動相比，鏈傳動具有以下特點：無彈性打滑和打滑現(xiàn)象，能保持正確的平均傳動比傳動效率較高張緊力小，所以作用于軸上的徑向力較小。結構緊湊能在高溫、灰塵多、濕度大及腐蝕性環(huán)境等惡劣條件下工作

鏈傳動的特點鏈傳動的主要缺點有以下幾個方面只是用于平行軸之間的同向回轉傳動瞬時傳動比不恒定工作時有噪音磨損后易發(fā)生跳齒不宜應用于載荷變化很大和急速反向的傳動

鏈傳動的類型鏈傳動主要應用在工作可靠、平均傳動比準確、且兩軸相距較遠，以及不易采用齒輪傳動的場合。1.按用途分根據(jù)用途不同，傳動鏈可分傳動鏈、輸送鏈其中練在一般機械傳動中最常用的是傳動鏈，輸送鏈和起重鏈主要用在運輸和起重機械中。

傳動鏈

輸送鏈

起重鏈鏈傳動的類型2.按傳動鏈結構形式劃分根據(jù)結構形式不同，傳動鏈可分為滾子鏈、套筒鏈、齒形鏈以及成型鏈，前三種以標準化。目前，應用最為廣泛的是滾子鏈。

第一節(jié)鏈傳動概述第二節(jié)鏈條和鏈輪第三節(jié)鏈傳動的運動特性

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第四節(jié)鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈條1.滾子鏈組成滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、套筒、銷軸、滾子等組成。鏈條1.滾子鏈結構外鏈板與銷軸、內(nèi)鏈板與套筒分別以過盈配合連接，依次構成內(nèi)、外鏈節(jié)；與銷軸與套筒為間隙配合，這樣相鄰鏈節(jié)可相對自由轉動。1－內(nèi)鏈板2－外鏈板3－銷軸4－套筒5－滾子鏈條1.滾子鏈單排鏈

雙排鏈

滾子鏈的承載能力和排數(shù)成正比，但排數(shù)越多，各排受力越不均勻，所以排數(shù)不能過多。三排鏈鏈條1.滾子鏈主要參數(shù)（1）節(jié)距——鏈條的相鄰兩銷軸中心線之間的距離，以符號P表示。鏈條1.滾子鏈主要參數(shù)（2）節(jié)數(shù)——滾子鏈的長度用節(jié)數(shù)來表示。鏈節(jié)數(shù)應盡量選取偶數(shù)。鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，鏈節(jié)接頭處可用開口銷或彈性鎖片固定，鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，需采用承受附加彎矩的過渡鏈節(jié)鏈條滾子鏈標記：08A－1－88GB/T1243－1997標準編號鏈節(jié)數(shù)為88節(jié)單排鏈號為08A（節(jié)距為12.70mm）鏈號－排數(shù)－整鏈鏈節(jié)數(shù)標準編號鏈條2.齒形鏈齒形鏈是利用具有特定齒形的鏈板與鏈輪之間的嚙合來傳遞運動和動力的。齒形鏈又稱無聲鏈，由彼此通過鉸鏈連接起來的齒形鏈板組成，如圖所示。為提高承載能力和傳動的穩(wěn)定性，一般采用多排鏈板。其中，鏈板的兩工作層面間的夾角為60°，相鄰鏈節(jié)的鏈板左右錯開排列，并用銷軸、軸瓦或滾柱將鏈板連接起來。外鏈板內(nèi)鏈板鏈條2.齒形鏈

齒形鏈可分為圓銷鉸鏈式、軸瓦鉸鏈式和滾柱鉸鏈，如圖鏈輪1.鏈輪齒形

鏈輪采用標準齒形且用標準刀具加工時，在鏈輪工作圖上，只需繪制出鏈輪的軸向齒形以便切削；而鏈輪的端面齒形就不需繪制，而只需注明基本參數(shù)尺寸和齒形即可。鏈輪1.鏈輪齒形

鏈輪2.鏈輪結構整體式，適用于小直徑鏈輪孔板式，適用于中等尺寸的鏈輪裝配式，可更換齒圈，適用于大直徑鏈輪整體式孔板式裝配式鏈輪3.鏈輪材料鏈輪輪齒應具有足夠的耐磨性、強度和抗沖擊能力。由于單位時間內(nèi)，小鏈輪齒輪嚙合次數(shù)多于大鏈輪齒輪嚙合次數(shù)，沖擊也較嚴重，故小鏈輪應選用更好的材料制造。一般采用中碳鋼或中碳合金鋼，如45、40Cr、35SiMo等，經(jīng)淬火處理，硬度達到40～50HRC；高速、重載時采用低碳鋼、低碳合金鋼，如15、20、15Cr、20Cr，經(jīng)表面滲碳淬火，其硬度可達55～60HRC；低速、輕載、齒數(shù)較多的從動輪可采用鑄鐵制造。

第一節(jié)鏈傳動概述第二節(jié)鏈條和鏈輪第三節(jié)鏈傳動的運動特性

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第四節(jié)鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈的平均速度與傳動的平均傳動比

鏈的瞬時速度與傳動的瞬時傳動比鏈傳動的主動輪角速度ω1為常數(shù)，但是，多邊形鏈條邊長上的各點到圓心的距離不相等,邊長上的每一個點的速度隨著轉角的變化而變化，稱為多邊形效應。鏈輪的齒數(shù)越少，多邊形效應越明顯，傳動越不平穩(wěn)。在傳動比不變的情況下，應盡可能增加小鏈輪的齒數(shù)Z1，一般取Z1=17小鏈輪的齒數(shù)Z1越多，傳動越平穩(wěn)，但是鏈節(jié)距越小，傳遞的功率將受到限制。所以需要做綜合的全面考慮后,再選擇小鏈輪的齒數(shù)

鏈傳動的失效1.鏈條疲勞破壞鏈條疲勞磨損主要發(fā)生在閉式傳動中，如鏈板因拉力變化引起疲勞斷裂；滾子因接觸應力引起表面疲勞剝落2.鏈條鉸鏈磨損鏈條鉸鏈磨損主要發(fā)生在開式傳動中。鉸鏈反復曲折導致磨損，使鏈條變長，最后引起跳齒和脫鏈。3.鏈條鉸鏈的膠合在潤滑不良或速度過高時，鉸鏈接觸表面發(fā)生膠合

第一節(jié)鏈傳動概述第二節(jié)鏈條和鏈輪第三節(jié)鏈傳動的運動特性

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第四節(jié)鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈的布置鏈傳動的布置是否合理,對鏈傳動的正常工作和使用壽命有較大的影響。(1)兩鏈輪的軸線應安裝在同一個水平面內(nèi)，兩鏈輪中心連線與水平面的夾角應小于45?,盡可能不要垂直傳動,以避免出現(xiàn)卡鏈現(xiàn)象。(2)主動鏈輪的轉向應使傳動的緊邊在上，松邊在下鏈的安裝對于蠟封的鏈條應去蠟并用柴油清洗干凈，對于預潤滑的鏈條可以直接安裝使用。鏈條在裝上鏈輪前應進行盤嚙檢驗，過緊或過松的鏈條都不能安裝使用。鏈條安裝后應使松邊有一定的初垂度。鏈輪安裝時，應保證各軸水平并互相平行(圖4-25a)，各鏈輪在同一平面內(nèi)(圖4-25目，避免偏斜和跳動。鏈的張緊鏈傳動的張緊采用調(diào)整中心距、縮短鏈長或安裝張緊輪的方法。調(diào)整中心距的方法簡單、方便、可靠；縮短鏈長是去掉一兩個鏈節(jié)，但要考慮鏈條的接頭能否方便連接；采用張緊輪的調(diào)整余地較大,但要增加零件。鏈的潤滑鏈傳動的潤滑影響到傳動的能力和壽命，潤滑良好可以緩和沖擊，減少鏈條和鏈輪的磨損，提高傳動效率,延長鏈和鏈輪的使用壽命'

(1)潤滑油的選擇推薦使用全損耗系統(tǒng)潤滑油，牌號為L–AN32,L–AN44,L–AN68。溫度較低時，應選擇黏度較小的潤滑油，如L–AN32。對于開式傳動和低速重載傳動，選擇黏度較大的潤滑油，并在潤滑油中加入添加劑，以增加潤滑油與接觸表面間的親和力,減輕接觸面的壓強。常用的添加劑有MoS2、WS2等。鏈的潤滑(2)潤滑的方式鏈傳動的潤滑方式由鏈速和鏈號來確定。

常用的潤滑方式有人工潤滑，每班一次；滴油潤滑，每分鐘5~20滴;油浴潤滑，鏈條浸油深度為6~12mm;飛濺潤滑,鏈條速度為3m/s，鏈條浸油深度為12~25mm;噴油潤滑，應用于鏈條速度大于8m/s的場合鏈的潤滑(2)潤滑的方式

（a）刷油潤滑

（b）滴油潤滑

（c）油浴潤滑（d）飛濺潤滑

（d）壓力噴油潤滑

單元小結1.鏈傳動是依靠鏈與鏈輪之間的嚙合來傳遞運動和動力的。2.滾子鏈的結構和尺寸均已標準化，其中鏈節(jié)距為主要參數(shù)。鏈輪的端面齒形和軸面齒形已由國家標準規(guī)定。3.鏈輪材料的選擇要考慮其強度、耐磨性和抗沖擊性能。鏈傳動承受交變應力，其失效形式有鏈板疲勞、鉸鏈磨損、鉸鏈膠合和鏈條靜力拉斷。4.鏈條運動時，瞬時速度變化，引起動載荷，從而限制鏈傳動的最高速度。機械基礎模塊五機械傳動

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單元一帶傳動鏈傳動齒輪傳動單元二單元三蝸桿傳動單元四輪系單元五單元三

齒輪傳動教學目標一、目的和要求(1)了解齒輪傳動的特點及分類。(2)熟悉齒輪傳動的用途。(3)會計算齒輪傳動的傳動比。(4)掌握漸開線標準直齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計算。(5)掌握漸開線標準直齒輪的正確嚙合條件。(6)掌握齒輪傳動的失效形式。

二、重點和難點(1)計算各種機械傳動的傳動比，并能判斷末輪的方向。(2)掌握漸開線標準直齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計算。(3)熟悉齒輪傳動的失效形式。第一節(jié)齒輪機構的特點與類型第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

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第四節(jié)漸開線齒輪的加工與根切現(xiàn)象第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第六節(jié)直齒錐齒輪傳動第七節(jié)齒輪的失效形式第八節(jié)齒輪的材料和結構第九節(jié)齒輪傳動的潤滑和維護案例導入齒輪傳動在機械中有著十分廣泛的應用，從常用的鐘表，到汽車變速箱，都離不開齒輪傳動。本單元將介紹齒輪傳動的類型、特點及應用等。

鐘表齒輪變速箱齒輪差速器

第一節(jié)齒輪機構的特點與類型第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

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第四節(jié)漸開線齒輪的加工與根切現(xiàn)象第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第六節(jié)直齒錐齒輪傳動第七節(jié)齒輪的失效形式第八節(jié)齒輪的材料和結構第九節(jié)齒輪傳動的潤滑和維護齒輪傳動特點齒輪傳動——利用齒輪副來傳遞運動和（或）動力的一種機械傳動齒輪傳動特點：1.瞬時傳動比準確，傳動平穩(wěn)。結構緊湊，適用范圍廣。2.傳動精度高；傳動效率高，可達99%。工作可靠、壽命長。3.可實現(xiàn)兩軸平行、交叉、交錯的傳動。4.齒輪需要專用制造設備，成本較高。齒輪傳動類型1.按輪齒形狀分類根據(jù)輪齒形狀的不同，齒輪可分為直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、直齒錐齒輪、斜齒錐齒輪、齒條和人字齒等。

齒輪傳動類型齒輪傳動類型2.按齒輪軸線位置分類：根據(jù)軸線位置不同，齒輪傳動可分為平行軸齒輪傳動、相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動，

齒輪傳動類型3.按齒輪嚙合情況分類：齒輪傳動可分外嚙合傳動和內(nèi)嚙合傳動

外嚙合傳動內(nèi)嚙合傳動齒輪傳動類型4.按工作條件分類：齒輪傳動可分為開式、半開式和閉式傳動三類。開式齒輪傳動：傳動裝置沒有防塵罩或機殼，齒輪完全暴露在外面，外界雜物容易侵入，且潤滑不良，多用于低速、非重要場合。半開式齒輪傳動：齒輪傳動裝置有簡單的防護裝置，但不能嚴格防止外界雜物的侵入，潤滑條件一般，多用于農(nóng)業(yè)機械、建筑機械及簡單機械裝備。閉式齒輪傳動：齒輪經(jīng)過精確加工，放置于密封嚴密的箱體內(nèi)，潤滑條件好，多用于汽車、機床等重要場合。

齒輪傳動類型

兩軸平行兩軸不平行按輪齒方向按嚙合情況直齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動人字齒圓柱齒輪傳動外嚙合齒輪傳動內(nèi)嚙合齒輪傳動齒輪齒條傳動相交軸齒輪傳動交錯軸齒輪傳動錐齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動蝸輪蝸桿傳動齒輪傳動第一節(jié)齒輪機構的特點與類型第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

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第四節(jié)漸開線齒輪的加工與根切現(xiàn)象第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第六節(jié)直齒錐齒輪傳動第七節(jié)齒輪的失效形式第八節(jié)齒輪的材料和結構第九節(jié)齒輪傳動的潤滑和維護漸開線的形成及性質1.漸開線的形成

動直線沿著一固定的圓作純滾動時，此動直線上任一點K的運動軌跡CK稱為漸開線，該圓稱為漸開線的基圓，其半徑以rb表示，直線稱為漸開線的發(fā)生線。漸開線的形成及性質1.漸開線的形成漸開線齒輪——以同一個基圓上產(chǎn)生的兩條反向漸開線為齒廓的齒輪。漸開線的形成及性質2.漸開線的性質發(fā)生線在基圓上滾過的線段長等于基圓上被滾過的弧長漸開線上任意一點的法線必切于基圓漸開線的形狀取決于基圓的大小漸開線上各點的曲率半徑不相等漸開線上各點的齒形角（壓力角）不等漸開線的起始點在基圓上，基圓內(nèi)無漸開線漸開線直齒圓柱齒輪的各部分名稱

直徑：齒頂圓直徑da

齒根圓直徑df分度圓直徑d輪齒高度：齒頂高

ha

齒根高

hf全齒高

hh=ha+hf厚度：齒厚:s齒槽寬:e齒距:p

p=s+e漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)標準齒輪的齒形角α=20°

齒數(shù)z

模數(shù)m

齒頂高系數(shù)ha*=1

頂隙系數(shù)c*=0.25漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1.標準齒輪的齒形角α

齒形角——在端平面上，過端面齒廓上任意點K的徑向直線與齒廓在該點處的切線所夾的銳角，用α表示。K點的齒形角為αK。漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)漸開線齒廓上各點的齒形角不相等，K點離基圓越遠，齒形角越大，基圓上的齒形角α=0°。分度圓壓力角——齒廓曲線在分度圓上的某點處的速度方向與曲線在該點處的法線方向（即力的作用線方向）之間所夾銳角，也用α表示。漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)2.齒數(shù)z

一個齒輪的輪齒總數(shù)。漸開線齒形曲線隨齒數(shù)多少而不同。齒數(shù)越多，齒形曲線越趨于直線。隨齒數(shù)增加，齒根的齒形變厚，輪齒強度增加不同齒數(shù)齒形變化漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)3.模數(shù)m

齒距p除以圓周率π所得的商，即m＝p/π。模數(shù)已經(jīng)標準化。齒數(shù)相等的齒輪，模數(shù)越大，齒輪尺寸就越大，輪齒也越大，承載能力越大。m=2

z=16rrbrfbm=4 z=16Om=1 z=16rKra漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)4.齒頂高系數(shù)ha*

對于標準齒輪，規(guī)定ha=ha*m。ha*稱為齒頂高系數(shù)。我國標準規(guī)定：正常齒ha*＝1。5.頂隙系數(shù)c*

當一對齒輪嚙合時，為使一個齒輪的齒頂面不與另一個齒輪的齒槽底面相抵觸，輪齒的齒根高應大于齒頂高，即應留有一定的徑向間隙，稱為頂隙，用c表示。對于標準齒輪，規(guī)定c＝c*m。c*稱為頂隙系數(shù)。我國標準規(guī)定：正常齒c*＝0.25。漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算公式名稱代號計算公式齒形角α標準齒輪為20°齒數(shù)z通過傳動比計算確定模數(shù)m通過計算或結構設計確定齒厚ss=p/2=πm/2齒槽寬e

e=p/2=πm/2齒距pp=πm基圓齒距pbpb=pcosα=πmcosα齒頂高haha=ha*m=m漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算公式名稱代號計算公式齒根高hfhf=(ha*+c*)m=1.25m齒高hh=ha+hf=2.25m分度圓直徑dd=mz齒頂圓直徑dada=d+2ha=m(z+2)齒根圓直徑df

df=d-2hf=m(z-2.5)基圓直徑

dbdb=dcosα標準中心距

aa=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2第一節(jié)齒輪機構的特點與類型第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

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第四節(jié)漸開線齒輪的加工與根切現(xiàn)象第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第六節(jié)直齒錐齒輪傳動第七節(jié)齒輪的失效形式第八節(jié)齒輪的材料和結構第九節(jié)齒輪傳動的潤滑和維護一對漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合特性嚙合特性一對漸開線標準直齒一對漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合過程如圖一對漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合特性1.傳動比的恒定性在兩輪節(jié)點C處的線速度值相等，線速度的方向垂直于O1、O2的連線，即有

得

所以，漸開線標準直齒圓柱齒輪的傳動比值為恒定不變。一對漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合特性2.嚙合角的不變性

漸開線齒輪的兩齒廓無論在何處嚙合，齒廓間作用的壓力方向始終在兩基圓的內(nèi)公切線上，即在接觸點的公法線上，也就是嚙合線方向上，嚙合線成為固定的直線。所以，齒廓間作用的壓力方向不變，傳動平穩(wěn)。3.中心距的可分性一對漸開線標準直齒圓柱齒輪的傳動比與兩輪的基圓半徑成反比。在傳動中，如果實際中心距發(fā)生微小的改變，傳動比的值也不會發(fā)生變化，稱之為漸開線齒輪傳動的中心距可分性。漸開線齒輪正確嚙合條件

一對漸開線標準直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩個齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等，且等于標準值。漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件

若齒輪連續(xù)傳動，必須保證在前對輪齒即將脫離嚙合前，后一對輪齒進入嚙合。為此，應使實際嚙合線K２K１至少等于或大于齒輪的基圓齒距Pｂ，即K２K１／Pｂ≥１。將K２K１／Pｂ的值，稱為齒輪傳動的重合度，用ε表示，即

ε＝K２K１／Pｂ≥１重合度ε是齒輪傳動中一個非常重要的性能指標。重合度ε越大，意味著同時參與嚙合的輪齒對數(shù)越多，每對齒輪承受的載荷越小，提高了齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力。齒輪傳動的中心距齒輪傳動時，如果相互嚙合的齒輪之間有側隙，在傳動過程中將會出現(xiàn)振動和沖擊。為保證無側隙嚙合，在安裝齒輪時，應保證分度圓與節(jié)圓重合，稱為標準安裝第一節(jié)齒輪機構的特點與類型第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

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第四節(jié)漸開線齒輪的加工與根切現(xiàn)象第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第六節(jié)直齒錐齒輪傳動第七節(jié)齒輪的失效形式第八節(jié)齒輪的材料和結構第九節(jié)齒輪傳動的潤滑和維護齒輪的加工有鑄造、鍛造、熱軋、注塑等，常用切削加工法1.仿形法

常用軸向剖面形狀與被切齒輪齒槽的形狀完全相同的成性銑刀銑削加工，常用盤形銑刀或指狀銑刀加工。

仿形法加工齒輪精度低，效率低，適用單件生產(chǎn)齒輪的加工2.展成法利用一對無側隙嚙合的齒輪傳動，兩輪齒廓曲線互為包絡線的原理，將其中一個齒輪做成刀具的齒形，與被加工齒輪的毛坯共軛展成運動，形成漸開線齒形。常用的加工方法有齒輪插刀加工和蝸輪滾刀加工。齒輪的加工2.展成法展成法加工齒輪的精度高，漸開線的形狀準確，生產(chǎn)率高“只要模數(shù)和壓力角相同，不管齒數(shù)多少，都能用同一把刀具來加工，所以得到廣泛的應用。但是，用蝸輪滾刀加工齒輪時，為了得到漸開線齒形，安裝時必須將滾刀軸線傾斜一定的角度，傾斜角的誤差使得加工后的齒輪輪廓不是準確的漸開線齒形。對于齒形精度要求較高的漸開線齒輪，只能采用插齒加工的方法。根切現(xiàn)象用展成法加工齒輪時，如果齒輪的齒數(shù)太少，輪齒根部的漸開線齒廓就會被部分切去，這種現(xiàn)象稱為根切。根切現(xiàn)象輪齒被根切后，齒根的強度被削弱，傳動精度降低，平穩(wěn)性變差，所以應當避免根切現(xiàn)象的發(fā)生“根切現(xiàn)象的產(chǎn)生與齒輪的齒數(shù)有關，理論計算表明，只有當被加工的標準直齒圓柱齒輪的齒數(shù)小于17齒時，才會出現(xiàn)根切現(xiàn)象。變位齒輪當被加工齒輪的齒數(shù)小于17時，只有采用變位的加工方法，才能避免出現(xiàn)根切現(xiàn)象，變位加工所得到的齒輪稱為變位齒輪。變位齒輪的加工是靠調(diào)整刀具與被加工齒輪中心距的方法獲得的。變位齒輪將變位加工后的齒輪與標準齒輪的齒廓相對比，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過正變位加工后得到的齒輪，分度圓的齒厚大于齒寬；經(jīng)過負變位加工后的齒輪，分度圓的齒厚小于齒寬。第一節(jié)齒輪機構的特點與類型第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

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第四節(jié)漸開線齒輪的加工與根切現(xiàn)象第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第六節(jié)直齒錐齒輪傳動第七節(jié)齒輪的失效形式第八節(jié)齒輪的材料和結構第九節(jié)齒輪傳動的潤滑和維護斜齒圓柱齒輪齒廓嚙合特點直齒輪在嚙合過程中，兩輪的齒面在任一瞬時的接觸線均是平行于軸線的等長線段，載荷忽然間沿全齒寬突然加上或卸下，故傳動的平穩(wěn)性較差，沖擊和噪聲較大。斜齒輪的齒廓曲線是漸開線螺旋面，一對斜齒輪的齒面齒面接觸線于軸線的不等長線段，在嚙合過程中，先是由短變長，然后由長變短，直至脫離離合。因此，斜齒輪傳動同時嚙合的輪齒對數(shù)多，重合度大，常用于高速重載傳動。斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸1.螺旋角β斜齒輪的螺旋線與軸線之間的夾角，稱為斜齒輪分度圓柱上的螺旋角，用β表示。β越大，斜齒輪的優(yōu)點越明顯，但在嚙合中所產(chǎn)生的軸向力也越大，故常取β＝８°～２０°。斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸1.螺旋角β斜齒輪按其齒廓漸開螺旋面的旋向，可以分左旋和右旋兩種，注意：一對斜齒輪嚙合兩齒輪的螺旋角必須大小相等、方向相反。斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸2.模數(shù)mn和mt如圖所示，法向齒距Pｎ與端面齒距Pｔ之間的關系為Pｎ＝Pｔｃｏｓβ將上式兩端同時除以π，根據(jù)模數(shù)的定義有mｎ＝mｔｃｏｓβ則Mｎ和Mｔ分別表示法向模數(shù)和端面模數(shù)，其中，法向模數(shù)Mｎ規(guī)定為標準值斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸3.壓力角αn和αt斜齒輪在分度圓上的壓力角也有法向壓力角αｎ和端面壓力角αｔ之分，兩者之間的關系為ｔａｎαｎ＝ｔａｎαｔｃｏｓβ其中，規(guī)定法向壓力角αｎ為標準值：αｎ＝２０°。斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸斜齒圓柱齒輪正確嚙合條件對于外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動，只有兩輪的法向模數(shù)和法向壓力角分別相等、兩輪的分度圓螺旋角數(shù)值相等且旋向相反時才能保證正確嚙合，即mn1=mn2=mn

αn1=αn2=αn

β1=-β2第一節(jié)齒輪機構的特點與類型第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

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第四節(jié)漸開線齒輪的加工與根切現(xiàn)象第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第六節(jié)直齒錐齒輪傳動第七節(jié)齒輪的失效形式第八節(jié)齒輪的材料和結構第九節(jié)齒輪傳動的潤滑和維護直齒錐齒輪特點、類型和應用1.錐齒輪的傳動特點錐齒輪的輪齒分布在圓錐體上，其齒形從大端向小端逐漸收縮錐齒輪傳動常用于傳遞兩相交軸之間的運動和動力。兩軸之間的交角∑由傳動要求確定，多為90°直齒錐齒輪特點、類型和應用2.錐齒輪的分類錐齒輪傳動分為直齒、斜齒和曲齒三種。直齒易于制造和安裝，最為常用；斜齒已逐漸被曲線齒所代替；曲線齒比直齒重合度大，承載能力高，傳動效率高，傳動平穩(wěn)，噪聲小，在汽車、飛機等高速重載傳動中得到廣泛應用。直齒錐齒輪傳動的基本參數(shù)和幾何參數(shù)1.直齒錐齒輪的基本參數(shù)(1)模數(shù)直齒錐齒輪人的模數(shù)同樣有國標進行規(guī)定，一般可根據(jù)齒輪強度和結構要求進行選取。(2)分度圓錐角錐齒輪軸線與分度圓錐面所夾的銳角，稱為分度圓錐角，用δ表示(3)軸交角相互嚙合時兩錐齒輪軸線之間的夾角稱為軸交角，用Σ表示。通常采用Σ=90°。即δ1+δ2=90°。(4)壓力角、齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù)國標規(guī)定，標準直齒錐齒輪的壓力角α=20°。正常齒的齒頂高系數(shù)ha*=1，c*=0.2。直齒錐齒輪傳動的基本參數(shù)和幾何參數(shù)2.直齒錐齒輪的幾何參數(shù)錐齒輪有大、小端之分，故直齒錐齒輪的參數(shù)分為大端參數(shù)和小端參數(shù)。為了方便計算和測量，將錐齒輪的大端參數(shù)作為標準參數(shù)。直齒錐齒輪傳動的基本參數(shù)和幾何參數(shù)2.直齒錐齒輪的幾何參數(shù)軸交角Σ=90°的標準直齒錐齒輪幾何尺寸的計算公式：錐齒輪的正確嚙合條件直齒錐齒輪傳動的正確嚙合條件為：兩個錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等，即：

m1=m2=m

α1=α2=α第一節(jié)齒輪機構的特點與類型第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

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第四節(jié)漸開線齒輪的加工與根切現(xiàn)象第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第六節(jié)直齒錐齒輪傳動第七節(jié)齒輪的失效形式第八節(jié)齒輪的材料和結構第九節(jié)齒輪傳動的潤滑和維護齒輪的失效形式1.輪齒折斷齒輪傳動時，輪齒承受很大的載荷，根部產(chǎn)生彎曲應力，在長期循環(huán)載荷的作用下，當彎曲應力超過材料允許的疲勞強度極限時，輪齒的根部將出現(xiàn)疲勞裂紋，隨著裂紋的擴大，導致整個齒根折斷，這種折斷稱為疲勞折斷。輪齒受到短時過載或沖擊作用而引起的突然折斷，稱為過載折斷。過載折斷常出現(xiàn)在沒有良好潤滑條件的開式齒輪傳動中。齒輪的失效形式2.齒面疲勞點蝕齒輪傳動時，若長期循環(huán)的交變應力超過材料的許用值，接觸表面就會出現(xiàn)微小的疲勞裂紋“在充分潤滑的條件下，進入裂紋的潤滑液受到密封高壓的作用，使齒面金屬剝落而形成麻點狀的凹坑，這種現(xiàn)象稱為疲勞點蝕。齒面疲勞點蝕常出現(xiàn)在閉式齒輪的傳動中，點蝕多發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上。齒輪的失效形式3.齒面磨損輪齒嚙合表面落入金屬屑，粉塵等物質，當潤滑條件較差時，齒面材料被磨損，失去了漸開線齒廓的形狀。齒面磨損常發(fā)生在潤滑條件較差的開式齒輪傳動中。齒輪的失效形式4.齒面膠合相互嚙合的金屬齒面，在高速重載下表面壓力和溫度過高容易造成黏著，隨著齒面的相對運動，較硬的齒面將較軟的齒面撕成溝紋的現(xiàn)象，稱為齒面膠合。高速和低速重載的齒輪傳動，容易發(fā)生齒面膠合。齒輪的失效形式5.齒面塑性變形如果齒輪的齒面硬度不高，當?shù)退僦剌d，沖擊載荷或頻繁啟動時，輪齒表面在切向摩擦力的相互作用下，主動輪的表面被拉出凹槽變形，從動輪的表面將被擠壓出凸棱，破壞了正常的齒形，

稱為齒面塑性變形。第一節(jié)齒輪機構的特點與類型第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

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第四節(jié)漸開線齒輪的加工與根切現(xiàn)象第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第六節(jié)直齒錐齒輪傳動第七節(jié)齒輪的失效形式第八節(jié)齒輪的材料和結構第九節(jié)齒輪傳動的潤滑和維護齒輪材料常用齒輪材料有鍛鋼，鑄鋼，鑄鐵和非金屬材料“鋼質齒輪要進行熱處理，以改善齒輪的力學性能。(1)鍛鋼鍛造齒輪的組織均勻，力學性能好，強度高，承載能力大，常用中碳結構鋼和合金結構鋼，如45、40Cr。受鍛造設備限制，鍛造齒輪的直徑一般小于500mm。齒輪工作表面硬度不大于350HBW的齒輪稱為軟齒面齒輪。

軟齒面齒輪在正火或調(diào)質后進行切削加工，適用于中小功率，精度要求不高的閉式傳動。齒輪工作表面硬度大于350HBW的齒輪稱為硬齒面齒輪。硬齒面齒輪在切齒后進行熱處理，如表面淬火，滲碳后淬火，然后再磨削精加工“淬火后的齒輪表面硬度高，適用于重載，高速的機械傳動。齒輪材料(2)鑄鋼當齒輪的直徑大于500mm時，由于鍛造機械的砧座太窄，不能選用鍛造，只能選擇鑄鋼制造。鑄鋼齒輪的力學性能不如鍛鋼好。(3)鑄鐵當?shù)退?、載荷不大時，可選用鑄鐵作為齒輪材料。(4)非金屬材料在載荷較輕、轉速較高的低噪聲場合，如家用電器，辦公機械，可選用尼龍，塑料等非金屬材料作為齒輪材料。齒輪材料常用齒輪的輪輻結構常用圓柱齒輪的結構由輪緣，輪輻和輪轂三部分組成，輪輻的結構根據(jù)齒頂圓的大小分為齒輪軸，實心齒輪，腹板式齒輪和輪輻式齒輪四種形式。(1)齒輪軸 當齒頂圓直徑小于2倍軸孔時，將齒輪和軸做成一體，稱為齒輪軸。(2)實心齒輪 當齒頂圓直徑小于200mm時，采用實心式結構。常用齒輪的輪輻結構(3)腹板式齒輪 當齒頂圓直徑200～500之間時，采用腹板式結構。(4)輪輻式齒輪

當齒頂圓直徑大于500mm時，選用輪輻式結構。第一節(jié)齒輪機構的特點與類型第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

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第四節(jié)漸開線齒輪的加工與根切現(xiàn)象第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第六節(jié)直齒錐齒輪傳動第七節(jié)齒輪的失效形式第八節(jié)齒輪的材料和結構第九節(jié)齒輪傳動的潤滑和維護齒輪傳動的潤滑1.齒輪傳動的潤滑齒輪傳動的潤滑工作歸納為“五定”到位，即定點、定質、定量、定期、定人。(1)定點

所有的運動副加油到位(2)定質

油質到位(3)定量

油量到位(4)定期

加油期限到位(5)定人

責任人到位齒輪傳動的潤滑2.閉式齒輪傳動的潤滑閉式齒輪傳動應定期更換規(guī)定牌號的潤滑油，確保潤滑油的清潔，檢查供油系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，防止油溫過高$油浴潤滑的油液高度不超過齒高的3倍，油液過高會增加齒輪傳動的阻力，但最少不低于齒高的1/3。齒輪傳動的潤滑3.開式齒輪傳動的潤滑開式齒輪傳動常選用潤滑脂，根據(jù)承載條件選用潤滑脂的牌號和參數(shù)，潤滑脂的添加量以夠用為準，過多的油脂在嚙合時將被擠出。齒輪傳動的維護“看”和“聽”是維護齒輪傳動的常用方法，直接檢查開式齒輪傳動的齒面，或從窺視孔觀察閉式齒輪傳動的齒面嚙合狀態(tài)；通過“聽”判斷齒輪傳動的嚙合是否有異常的聲音，常見的異常:配合間隙過大，徑向跳動，軸向竄動，連接松動和潤滑劑牌號不符合要求。拆卸齒輪時，最好選用壓力機或拆卸器壓出，也可用紫銅棒錘擊齒輪的輪轂部分，注意受力均勻。裝配齒輪時，最好選用壓力機或用紫銅棒錘擊齒輪的輪轂部分，注意受力均勻并安裝到軸向位置，使齒輪端面和軸線垂直。單元小結1.齒輪傳動利用齒輪副實現(xiàn)距離較近的空間任意兩軸之間的運動和動力的傳遞。2.齒輪按輪齒形狀不同，可分為直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、直齒錐齒輪、斜齒錐齒、齒條和人字形齒輪等；按軸線位置不同，可分為平面齒輪傳動、相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動。3.一對漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等；連續(xù)傳動的條件為重合度ξ≥1.4.一對直齒錐齒輪正確嚙合的條件是兩個齒輪的大端模數(shù)相等、大端壓力角相等，且錐距相等、錐頂重合。5.齒輪常見的結構形式有齒輪軸、實體式、腹板式和輪輻式等四種。6.閉式齒輪傳動常見的潤滑方式有浸油潤滑、帶油潤滑和噴油潤滑。7.齒輪的失效形式有齒輪折斷、齒面點蝕、齒面膠合、齒面磨損以及塑性變形。8.齒輪常用的材料為鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵及非金屬材料等。機械基礎模塊五機械傳動

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單元一帶傳動鏈傳動齒輪傳動單元二單元三蝸桿傳動單元四輪系單元五單元四

蝸桿傳動教學目標一、目的和要求(1)了解蝸輪蝸桿傳動的特點。(2)熟悉蝸桿傳動的基本參數(shù)。(3)會計算蝸輪蝸桿傳動的傳動比。(4)掌握蝸輪蝸桿傳動的失效形式。二、重點和難點計算各種蝸輪蝸桿傳動的傳動比，并能判斷蝸輪的方向。第一節(jié)蝸桿傳動概述第二節(jié)蝸桿傳動的主要參數(shù)和尺寸計算第三節(jié)蝸桿傳動的失效與材料

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第四節(jié)蝸桿傳動的維護案例導入

蝸桿蝸輪第一節(jié)蝸桿傳動概述第二節(jié)蝸桿傳動的主要參數(shù)和尺寸計算第三節(jié)蝸桿傳動的失效與材料

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第四節(jié)蝸桿傳動的維護蝸桿傳動的組成和特點1.蝸桿傳動的組成

蝸桿傳動由蝸桿、蝸輪和機架組成。

主要用于空間兩交錯軸之間運動和動力的傳遞。

通常蝸桿與蝸輪的軸線在空間交錯成90°，一般以蝸桿為主動件，蝸輪為從動件。蝸桿傳動的組成和特點2.蝸桿傳動的特點蝸桿傳動既有齒輪傳動的某些特點，又有區(qū)別于齒輪傳動的特性。與齒輪傳動相比，蝸桿傳動具有以下優(yōu)點。(1)傳動比大且準確，結構緊湊。一般蝸桿傳動中，傳動比i=10～80，在分度機構中，傳動比可達600～1000。如此大的傳動比，若采用齒輪傳動則需用多級傳動，因此蝸桿傳動具有結構緊湊的特點。此外，與齒輪傳動相同，蝸桿傳動也能提供準確的瞬時傳動比。蝸桿傳動的組成和特點2.蝸桿傳動的特點(2)傳動平穩(wěn)，噪聲很小

蝸桿上的齒是連續(xù)的螺旋形齒，蝸桿與蝸輪一直處于連續(xù)嚙合，因此傳動平穩(wěn)，噪聲很小。(3)可實現(xiàn)自鎖

當蝸桿的導程角γ小于材料的當量摩擦角時，蝸桿傳動可實現(xiàn)單向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，不能由蝸輪帶動蝸桿轉動。這一特性可用于需要自鎖的起重設備中。

但在在蝸桿傳動中，蝸輪與蝸桿之間的摩擦較大，造成傳動效率較低，一般僅為0.7～0.9，而能自鎖的蝸桿傳動，效率僅為0.4左右。為降低蝸輪與蝸桿之間的摩擦并減小磨損，提高傳動效率和工作壽命，蝸輪通常選用價格昂貴的青銅合金等材料，因此使用成本較高。蝸桿傳動的類型

1.按蝸桿形狀（a）圓柱面蝸桿傳動

（b）圓弧面蝸桿傳動

（c）錐面蝸桿傳動蝸桿傳動的類型蝸桿傳動的類型

按蝸桿形狀按蝸桿螺旋線方向按蝸桿頭數(shù)圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動左旋蝸桿右旋蝸桿單頭蝸桿多頭蝸桿第一節(jié)蝸桿傳動概述第二節(jié)蝸桿傳動的主要參數(shù)和尺寸計算第三節(jié)蝸桿傳動的失效與材料

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第四節(jié)蝸桿傳動的維護蝸桿傳動的主要參數(shù)蝸桿主要參數(shù)1．模數(shù)m、齒形角α

2．蝸桿分度圓導程角γ

3．蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q

4．蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2

蝸桿傳動的主要參數(shù)1.模數(shù)m、齒形角α

蝸桿的軸面模數(shù)mx1和蝸輪的端面模數(shù)mt2相等，且為標準值。蝸桿的軸面齒形角αx1和蝸輪的端面齒形角αt2相等，且為標準值。αx1＝αt2＝α＝20°mx1＝mt2＝m蝸桿傳動的主要參數(shù)2.蝸桿分度圓導程角γ指蝸桿分度圓柱螺旋線的切線與端平面之間的銳角tanγ=px

z1/πd1=z1m/d1

蝸桿傳動的主要參數(shù)3.蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q切制蝸輪的滾刀，其分度圓直徑、模數(shù)和其他參數(shù)必須與該蝸輪相配的蝸桿一致，齒形角與相配的蝸桿相同。為了使刀具標準化，限制滾刀的數(shù)目，對一定模數(shù)m的蝸桿的分度圓直徑d1作了規(guī)定，即規(guī)定了蝸桿直徑系數(shù)q，且q=d1/m。

蝸桿傳動的主要參數(shù)4．蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2

與蝸桿頭數(shù)z1：根據(jù)蝸桿傳動傳動比和傳動效率來選定，一般推薦選用z1=1、2、4、6。蝸輪齒數(shù)z2：根據(jù)z1和傳動比i來確定。一般推薦z2=29～80。

蝸桿傳動的傳動比和幾何尺寸計算1.蝸桿傳動的傳動比：蝸桿傳動的傳動比和幾何尺寸計算2.蝸桿傳動的幾何尺寸計算蝸桿傳動的正確嚙合條件1．在中間平面內(nèi)，蝸桿的軸面模數(shù)mx1和蝸輪的端面模數(shù)mt2相等。2．在中間平面內(nèi)，蝸桿的軸面齒形角αx1和蝸輪的端面齒形角αt2相等。3．蝸桿分度圓導程角γ1和蝸輪分度圓柱面螺旋角β2相等，且旋向一致。

mx1＝mt2αx1＝αt2γ1＝β2

蝸輪回轉方向的判斷1．判斷蝸桿或蝸輪的旋向右手法則：手心對著自己，四指順著蝸桿或蝸輪軸線方向擺正，若齒向與右手拇指指向一致，則該蝸桿或蝸輪為右旋，反之則為左旋。蝸輪回轉方向的判斷2．判斷蝸輪的回轉方向左、右手法則：左旋蝸桿用左手，右旋蝸桿用右手，用四指彎曲表示蝸桿的回轉方向，拇指伸直代表蝸桿軸線，則拇指所指方向的相反方向即為蝸輪上嚙合點的線速度方向。第一節(jié)蝸桿傳動概述第二節(jié)蝸桿傳動的主要參數(shù)和尺寸計算第三節(jié)蝸桿傳動的失效與材料

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第四節(jié)蝸桿傳動的維護蝸桿傳動的失效1.蝸桿傳動的失效形式蝸桿傳動的失效大多數(shù)發(fā)生在蝸輪的輪齒上。與齒輪傳動類似，其失效形式有輪齒折斷、齒面點蝕、齒面磨損以及齒面膠合等。由于在蝸桿傳動中，蝸輪與蝸桿嚙合齒面間的相對滑動速度很高，摩擦力大，發(fā)熱嚴重，故最容易出現(xiàn)的失效形式是齒面磨損、膠合。其中，閉式蝸桿傳動的主要失效形式是齒面膠合，開式蝸桿傳動的主要失效形式是齒面磨損。。蝸桿與蝸輪材料由蝸桿傳動的失效形式可知，蝸輪和蝸桿除了應具有足夠的強度外，還應具有良好的減磨性、耐磨性和抗膠合能力。由于蝸桿嚙合的次數(shù)比蝸輪多，故蝸桿材料的硬度應比蝸輪高。1.蝸桿材料蝸桿齒面要求具有較高的硬度和較小的表面粗糙度，常用的材料有碳鋼和合金鋼。為提高蝸桿的齒面硬度，需要對其進行合理的熱處理。蝸桿常用材料的性能、熱處理方式及適用范圍如表蝸桿與蝸輪材料材料名稱牌號熱處理齒面硬度適用場合滲碳鋼20Cr，20CrMnTi滲碳淬火58～63HRC高速、大功率的重要蝸桿傳動淬火鋼42CrNi，40Cr，45表面淬火45～55HRC平速度較高、功率較大的蝸桿傳動調(diào)質鋼40，45調(diào)質220～270HBW低速、非重要蝸桿傳動

蝸桿常用材料的性能、熱處理方式及適用范圍蝸桿與蝸輪材料2.蝸輪材料蝸輪多由青銅合金制造，一般可根據(jù)嚙合時齒面間的相對滑動速度vs進行選擇。為節(jié)約成本，在低速傳動中，蝸輪也可選用鑄鐵制造。材料

名稱典型牌號性能特點適用滑動速度工作條件鑄造錫青銅ZCuSn10Pb1

抗膠合能力強，減摩性好，但價格昂貴各類穩(wěn)定載荷的重要場合鑄造鋁青銅ZCuAl10Fe3Mn2強度高，價格便宜，但抗膠合能力差中低載荷的場合灰鑄鐵HT200價格便宜，抗膠合能力差低速、輕載場合蝸桿與蝸輪結構1.蝸桿結構

蝸桿螺旋部分的尺寸不大，故蝸桿常與軸做成一體，稱為蝸桿軸，常用車削或銑削加工。其中，車制蝸桿上需要留有退刀槽，如圖（a）所示，這將導致軸徑小于蝸桿的齒根圓直徑，使蝸桿軸的剛度受到削弱；銑制蝸桿不需要退刀槽，且軸的直徑可以大于蝸桿齒根圓的直徑，如圖（b）所示，故其剛度較大。

（a）車制蝸桿(b）銑制蝸桿蝸桿與蝸輪結構1.蝸輪結構蝸輪的結構形式有整體式和組合式兩種。其中，整體式結構多用于鑄鐵蝸輪或小尺寸的青銅蝸輪，圖（a）所示。對于尺寸較大的蝸輪，齒圈和輪芯通常采用不同材料，以節(jié)約貴重的青銅材料。圖（b）所示是在鑄鐵輪芯上加鑄青銅齒圈得到的拼鑄式蝸輪，常用于批量制造；圖（c）所示為青銅齒圈通過過盈配合裝在鑄鐵輪芯上得到的壓配式蝸輪，為了增加連接的可靠性，常在接縫處擰上螺釘。當蝸輪直徑較大時，齒圈和輪芯可采用鉸制孔用螺栓連接，如圖

（d）所示。蝸桿與蝸輪結構1.蝸輪結構

（a）整體式

（b）拼鑄式

（c）壓配式

（d）螺栓連接式

蝸輪的結構形式第一節(jié)蝸桿傳動概述第二節(jié)蝸桿傳動的主要參數(shù)和尺寸計算第三節(jié)蝸桿傳動的失效與材料

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第四節(jié)蝸桿傳動的維護蝸桿傳動的潤滑蝸桿傳動時，蝸輪與蝸桿的相對速度大，傳動效率低，發(fā)熱嚴重，為了減少摩擦，延長蝸桿傳動的工作壽命，需要進行良好的潤滑。良好的潤滑不僅可以減小摩擦，提高蝸桿的傳動效率，還能防止輪齒膠合并減少磨損。蝸桿傳動的潤滑蝸桿傳動常用的潤滑方式有油池潤滑和噴油潤滑。當滑動速度Vs>10～15m/s時，蝸桿傳動一般采用油池潤滑。為減少攪油損失，蝸桿宜放置在蝸輪下方，且不宜浸油過深，如圖

（a）所示。當滑動速度Vs>4m/s時，一般將蝸桿放置在蝸輪上方，如圖

（b）所示。當Vs<5～10m/s時，蝸桿傳動多采用噴油潤滑，如圖

（c）所示。(a）

（b）

（c）蝸桿傳動的散熱蝸桿傳動效率較低，發(fā)熱量較大，潤滑油溫度升高很快，容易導致黏度下降，使?jié)櫥?。因此，對連續(xù)運轉的蝸桿傳動，應根據(jù)情況采取適當?shù)慕禍卮胧?，以提高散熱能力。蝸桿傳動中常用的降溫方式有：在箱體外安裝風扇，加速空氣流通，如圖

（a）所示；在油池中安裝蛇形水管，利用循環(huán)水冷卻，如圖

（b）所示；采用壓力油循環(huán)冷卻，如圖（c）所示。（a）

（b）

（c）圖

蝸桿傳動的降溫方式

單元小結1．蝸桿傳動具有傳動比大且準確、結構緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲很小、可實現(xiàn)自鎖等優(yōu)點但傳動效率較低，制造成本較高。2.蝸桿傳動的主要參數(shù)有蝸桿頭數(shù)Zl、蝸輪齒數(shù)Z2、模數(shù)m、壓力角α、導程角γ和中心距a。3.蝸桿傳動正確嚙合的條件是蝸桿的軸面模數(shù)mal·壓力角αa1分別與蝸輪的端面模數(shù)Mt2、壓力角αt2相等，當蝸桿與蝸輪軸線交錯成90°時，蝸桿的分度圓柱上的導程角γ與蝸輪分度圓上的螺旋角β應大小相等、旋向相同。4.蝸桿常用的材料為碳鋼和合金鋼，蝸輪常用的材料為青銅合金和鑄鐵。機械基礎模塊五機械傳動

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單元一帶傳動鏈傳動齒輪傳動單元二單元三蝸桿傳動單元四輪系單元五單元五

輪系教學目標一、目的和要求(1)了解輪系的概念。(2)了解輪系的種類及分類。(3)掌握定軸輪系的傳動比計算。二、重點和難點(1)計算定軸輪系的傳動比。(2)判斷末輪的方向。第一節(jié)輪系的類型和功用第二節(jié)定軸輪系第三節(jié)行星輪系

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案例導入

鐘表齒輪

汽車變速箱

齒輪傳動在機械中應用非常廣泛，但是受軸距或傳動比等因素的限制，在實際中僅有一對齒輪往往難以滿足實際的需求，為滿足需求往往采用一系列相互嚙合的齒輪組成的傳動系統(tǒng)——輪系來實現(xiàn)功能，如汽車變