機(jī)械基礎(chǔ)7-8章.ppt

1、第七章 常用機(jī)構(gòu),7-1 機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) 機(jī)構(gòu)是具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的組合。所有構(gòu)件都在同一平面內(nèi)或平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱為平面機(jī)構(gòu)，否則稱為空間機(jī)構(gòu)。常見的機(jī)構(gòu)多為平面機(jī)構(gòu)，本章僅討論平面機(jī)構(gòu)。 一、機(jī)構(gòu)的基本概念 1.運(yùn)動(dòng)副 兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接，稱為運(yùn)動(dòng)副。 2.自由度和運(yùn)動(dòng)副約束 一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有3個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性。構(gòu)件所具有的這種獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為構(gòu)件的自由度。一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有3個(gè)自由度。 當(dāng)這些構(gòu)件之間以一定的方式聯(lián)接起來成為構(gòu)件系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)構(gòu)件不再是自由構(gòu)件。兩個(gè)相互接觸的構(gòu)件間只能作一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此自由度減少。這種對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所

2、施加的限制稱為運(yùn)動(dòng)副約束。 二、運(yùn)動(dòng)副的類型 按接觸形式，運(yùn)動(dòng)副可分為低副和高副。,7-1 機(jī)構(gòu)的基本知識(shí),低副是兩個(gè)構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。根據(jù)兩個(gè)構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，低副又分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副。兩個(gè)構(gòu)件只能組成在一個(gè)平面內(nèi)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副，稱為轉(zhuǎn)動(dòng)副（或鉸鏈），如圖7-1a所示。兩個(gè)構(gòu)件只能沿某一方向作相對(duì)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副，稱為移動(dòng)副，如圖7-1b所示。 高副是通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副，如圖7-2所示。 圖7-1 圖7-2 高副,7-2 平面連桿機(jī)構(gòu),一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 由轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接4個(gè)構(gòu)件而形成的機(jī)構(gòu)，稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，如圖7-3所示。圖中固定不動(dòng)的構(gòu)件AD是機(jī)架；與機(jī)架相連的構(gòu)件A

3、B、CD稱為連架桿；不與機(jī)架直接相連的構(gòu)件BC稱為連桿。連架桿中，能作整周回轉(zhuǎn)的稱為曲柄，只能作往復(fù)擺動(dòng)的稱為搖桿。 1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型 圖7-3 根據(jù)兩連架桿中曲柄(或搖桿)的數(shù)目，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。 （1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。兩連架桿中一為曲柄、一為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，如圖7-4所示。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的作用是將曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成搖桿的往復(fù)擺動(dòng)。如圖7-5所示，汽車前窗刮雨器與攪拌機(jī)均為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。 圖7-4曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 圖7-5,7-2 平面連桿機(jī)構(gòu),（2）雙曲柄機(jī)構(gòu)。兩連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)，如圖7-6所示。如

4、圖7-7所示，慣性篩即為雙曲柄機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。雙曲柄機(jī)構(gòu)的從動(dòng)曲柄為單向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以沒有急回特性。當(dāng)主動(dòng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄的瞬時(shí)角速度一般是變化的，這稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)的急轉(zhuǎn)特性。 圖7-6雙曲柄機(jī)構(gòu) 圖7-7慣性篩 雙曲柄機(jī)構(gòu)中，當(dāng)兩曲柄長度相等，連桿與機(jī)架的長度也相等時(shí)，稱為平行雙曲柄機(jī)構(gòu)（平行四邊形機(jī)構(gòu)）。機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，就是平行雙曲柄機(jī)構(gòu)的具體應(yīng)用。它能保證被聯(lián)動(dòng)的各輪與主動(dòng)輪作相同的運(yùn)動(dòng)。此外，還有反平行四邊形機(jī)構(gòu)，如公共汽車車門啟閉機(jī)構(gòu)。,7-2 平面連桿機(jī)構(gòu),(3）雙搖桿機(jī)構(gòu)。兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)，如圖7-8所示。飛機(jī)起落結(jié)構(gòu)（圖7-9）就屬于雙搖桿機(jī)構(gòu)。

5、圖7-8雙搖桿機(jī)構(gòu) 圖7-9飛機(jī)起落機(jī)構(gòu) 圖7-10鑄造用的大型造型機(jī)箱翻蓋機(jī)構(gòu) 2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 （1）可以實(shí)現(xiàn)連桿的幾個(gè)位置，圖7-10為鑄造用的大型造型機(jī)箱翻蓋機(jī)構(gòu)。 （2）可以實(shí)現(xiàn)給定連桿上點(diǎn)的軌跡，如圖7-11所示。 圖7-11,7-2 平面連桿機(jī)構(gòu),（3）實(shí)現(xiàn)連架桿（搖桿）的給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如圖7-12所示。 圖7-12 圖7-13曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 3.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在一個(gè)曲柄的條件是： (1)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。 (2)曲柄為最短桿。 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件是： (1)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。

6、 (2)機(jī)架或連架桿為最短桿。 二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演變 1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 圖7-13b和圖7-13c表明了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的兩個(gè)極位。,7-2 平面連桿機(jī)構(gòu),2.偏心輪機(jī)構(gòu) 圖7-14b和圖7-14c表明了偏心輪機(jī)構(gòu)的兩個(gè)極位。 圖7-14偏心輪機(jī)構(gòu) 3.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) （1）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：如圖7-15（應(yīng)用：牛頭刨床） （2）轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：如圖7-16 （3）移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：如圖7-17（應(yīng)用：手搖唧筒機(jī)構(gòu)） （4）搖塊機(jī)構(gòu)：如圖7-18（應(yīng)用：油泵、翻斗車） 圖7-15擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 圖7-16轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 圖7-17移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 圖7-18搖塊機(jī)構(gòu),7-2 平面連桿機(jī)構(gòu),三、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 1

7、.急回特性 搖桿來回?cái)[動(dòng)的擺角相同，但其往復(fù)運(yùn)動(dòng)快慢不相同的特性稱為急回特性。圖7-19所示為一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，設(shè)曲柄AB為原動(dòng)件，在其轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，有兩次與連桿共線，這時(shí)，搖桿CD分別位于兩極限位置C1D和C2D。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)所處的這兩個(gè)位置，稱為極位。曲柄與連桿兩次共線位置之間所夾的銳角，稱為極限夾角。 當(dāng)曲柄由位置AB1順時(shí)針轉(zhuǎn)到位置AB2時(shí)，曲柄轉(zhuǎn)角1=180+，這時(shí)，搖桿由C1D擺到C2D，搖桿擺角為；而當(dāng)曲柄順時(shí)針再轉(zhuǎn)2=180-時(shí)，搖桿由C2D擺到C1D，擺角仍為。雖然搖桿的擺角相同，但對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角不同（12）；當(dāng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的時(shí)間也不等（t1t2）。令搖桿自C1D擺至

8、C2D為工作行程，這時(shí)鉸鏈C的v1=c1c2/t1；擺桿自C2D擺至C1D為空行程，這時(shí)C點(diǎn)的平均速度是v2=c1c2/t2，即v1v2。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性用行程速比系數(shù)K來表示，即搖桿回程的平均速度與工作行程的速度之比。K反映了機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)特性的相對(duì)強(qiáng)度，K值越大，機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)特性越明顯。 圖7-19 2.傳動(dòng)角和壓力角（如圖7-20所示） 壓力角指在不計(jì)運(yùn)動(dòng)副中摩擦和構(gòu)件質(zhì)量的情況下，機(jī)構(gòu)從動(dòng)件受力方向和受力點(diǎn)速度方向間所夾的銳角。傳動(dòng)角為壓力角的余角，指的是銳角。,7-2平面連桿機(jī)構(gòu),圖7-20 圖7-21曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn) 圖7-22夾緊機(jī)構(gòu) 為了保證四桿機(jī)構(gòu)的傳力性能，一般要求四

9、桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中的最小傳動(dòng)角不小于許用值，即min。當(dāng)曲柄為主動(dòng)件時(shí)，min只可能發(fā)生在曲柄與機(jī)架共線的位置。 3.死點(diǎn) 當(dāng)搖桿為主動(dòng)件，且從動(dòng)曲柄與連桿成一直線時(shí)機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，如圖7-21所示。在平面四桿機(jī)構(gòu)中，只要有作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，就有死點(diǎn)位置問題。,7-3 凸輪機(jī)構(gòu),一、凸輪機(jī)構(gòu)概述 1.凸輪機(jī)構(gòu)的組成及工作原理 凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，從動(dòng)件是被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件。凸輪機(jī)構(gòu)就是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架3個(gè)主要構(gòu)件所組成的高副機(jī)構(gòu)。圖7-23為典型的盤狀凸輪及移動(dòng)凸輪。 圖7-23凸輪機(jī)構(gòu) 2.凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使從動(dòng)桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)

10、規(guī)律，且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。但是凸輪輪廓線與從動(dòng)桿之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損，所以凸輪機(jī)構(gòu)多用于傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。 3.凸輪機(jī)構(gòu)的分類及應(yīng)用 (1)按形狀凸輪分為盤形凸輪、移動(dòng)凸輪和圓柱凸輪。盤形凸輪是一個(gè)具有變化向徑的盤形構(gòu)件繞固定軸線回轉(zhuǎn)。移動(dòng)凸輪是轉(zhuǎn)軸在無窮遠(yuǎn)處的盤形凸輪的一部分，它作往復(fù)直線移動(dòng)，可以分為移動(dòng)從動(dòng)桿、移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)從動(dòng)桿移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)。圓柱凸輪是一個(gè)在圓柱面上開有曲線凹槽，或是在圓柱端面上作出曲線輪廓的構(gòu)件。 (2)按端部形狀從動(dòng)桿分為尖頂從動(dòng)桿、滾子從動(dòng)桿和平底從動(dòng)桿,7-3 凸輪機(jī)構(gòu),(2)按端部形狀從動(dòng)桿分為尖頂從動(dòng)桿、滾子從動(dòng)桿和平底從動(dòng)桿 (3)按運(yùn)動(dòng)形式從動(dòng)桿分

11、為移動(dòng)從動(dòng)桿和擺動(dòng)從動(dòng)桿 二、凸輪與從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)關(guān)系 先以一對(duì)心移動(dòng)尖頂從動(dòng)桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)為例來說明一些常用的名詞。 基圓是以凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心O為圓心，以凸輪的最小向徑為半徑（r0）所作的圓。r0稱為凸輪的基圓半徑。 推程是當(dāng)凸輪以等角速度（）逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)桿在凸輪廓線的推動(dòng)下，將由最低位置被推到最高位置時(shí)，從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)的這一過程。而相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角（）稱為推程運(yùn)動(dòng)角。 遠(yuǎn)休是凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)桿將處于最高位置而靜止不動(dòng)時(shí)的這一過程。與之相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角（o）稱為遠(yuǎn)休止角。 回程是凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)桿又由最高位置回到最低位置的這一過程。相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角（）稱為回程運(yùn)動(dòng)角。 近休是當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過角s時(shí)，從

12、動(dòng)桿與凸輪廓線上向徑最小的一段圓弧接觸，而將處在最低位置靜止不動(dòng)的這一過程。s稱為近休止角。 行程是從動(dòng)桿在推程或回程中移動(dòng)的距離（h）。 位移線圖是描述位移（s）與凸輪轉(zhuǎn)角（）之間關(guān)系的圖形。,第八章 機(jī)械傳動(dòng),8-1帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng) 一、帶傳動(dòng) 1.帶傳動(dòng)的工作原理和特點(diǎn) 圖8-1 如圖8-1所示，帶傳動(dòng)是一種常用的機(jī)械傳動(dòng)形式，它通過環(huán)形曳引元件，在兩個(gè)或兩個(gè)以上的傳動(dòng)輪之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，它的主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩和改變轉(zhuǎn)速。大部分帶傳動(dòng)是依靠撓性傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的使用特點(diǎn)： （1）帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 帶傳動(dòng)屬于撓性傳動(dòng)，其運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小，有緩沖吸振作用；

13、帶會(huì)在帶輪上打滑，有過載保護(hù)作用；帶傳動(dòng)允許較大的中心距，適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；而且?guī)ЫY(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)較方便，且成本低廉。 （2）帶傳動(dòng)的缺點(diǎn),8-1 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng),由于帶與帶輪之間存在滑動(dòng)，有彈性滑動(dòng)使傳動(dòng)比不恒定；帶的張緊力較大（與嚙合傳動(dòng)相比），軸上壓力較大；帶的結(jié)構(gòu)尺寸較大，不緊湊；帶傳動(dòng)效率較低，帶的壽命一般較短，不宜在易燃易爆場(chǎng)合下工作；帶與帶輪間會(huì)產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、易燃和易爆的場(chǎng)合。 2.帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用 （1）帶傳動(dòng)的類型。按傳動(dòng)原理帶傳動(dòng)分為摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)。摩擦帶傳動(dòng)靠傳動(dòng)帶與帶輪之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，如V帶傳動(dòng)、平帶傳動(dòng)等；嚙合帶傳動(dòng)靠帶內(nèi)側(cè)凸齒

14、與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，如同步帶傳動(dòng)。 按用途帶傳動(dòng)分為傳動(dòng)帶和輸送帶。傳動(dòng)帶用來傳遞動(dòng)力，輸送帶用來輸送物品。 按傳動(dòng)帶的截面形狀分平帶、V帶、多楔帶、圓形帶和齒形帶（同步帶）。平帶如圖8-2所示，平帶的截面形狀為矩形，內(nèi)表面為工作面。V帶如圖8-3所示，V帶的截面形狀為梯形，兩側(cè)面為工作表面。多楔帶如圖8-4所示，多楔帶是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動(dòng)帶，可以傳遞很大的功率。圓形帶橫截面為圓形，只用于小功率傳動(dòng)，如圖8-5。齒形帶（同步帶）如圖8-6所示。,8-1 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng),圖8-2平帶 圖8-3V帶 圖8-4多楔帶 圖8-5圓形帶 圖8-6齒形帶 （2）帶傳動(dòng)的應(yīng)用。帶

15、傳動(dòng)是一種應(yīng)用廣泛的機(jī)械傳動(dòng)方式，在精密機(jī)械、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、化工機(jī)械、交通運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域，它都得到廣泛的應(yīng)用，如圖8-7。 圖8-7帶傳動(dòng)的應(yīng)用,8-1 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng),3.V帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn) （1）V帶的結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)V帶都制成無接頭的環(huán)形帶，其橫截面結(jié)構(gòu)如圖8-8所示。強(qiáng)力層的結(jié)構(gòu)形式有簾布結(jié)構(gòu)和線繩結(jié)構(gòu)。其中，頂膠和底膠由橡膠制成，包布由橡膠帆布制成，主要起耐磨和保護(hù)的作用。 圖8-8 V帶橫截面結(jié)構(gòu) （2）V帶的標(biāo)準(zhǔn)。V帶的種類：普通V帶、窄V帶、寬V帶、大楔角V帶、齒形V帶、汽車V帶、聯(lián)組V帶和接頭V帶等。其中普通V帶應(yīng)用最廣。 普通V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，按截面尺寸有Y、Z、A、B

16、、C、D、E等7種型號(hào)（表8-1）。,8-1 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng),4.V帶輪的結(jié)構(gòu)和材料選擇 (1)V帶輪的結(jié)構(gòu)。如圖8-9所示，帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂3部分組成。輪緣是帶輪的工作部分，制有梯形輪槽。輪轂是帶輪與軸的聯(lián)接部分，輪緣與輪轂則用輪輻（腹板）聯(lián)接成一整體。 圖8-9 V帶輪的結(jié)構(gòu) （2）V帶輪的材料選擇。帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼，(或用鋼板沖壓后焊接而成)；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。,8-1 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng),5.V帶輪的安裝、張緊和維護(hù) （1）V帶輪的張緊 定期張緊法（兩輪的中心距能夠調(diào)整時(shí)）。如圖8-13所示，采用定期改

17、變中心距的方法來調(diào)節(jié)V帶輪的預(yù)緊力，使V帶輪重新張緊。 自動(dòng)張緊法。如圖8-14所示，將裝有V帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在浮動(dòng)的擺架上，利用V帶輪的自重，使V帶輪隨同電動(dòng)機(jī)繞固定軸擺動(dòng)，以自動(dòng)保持張緊力。 圖8-13定期張緊法 圖8-14自動(dòng)張緊法,8-1 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng),加張緊輪法 圖8-15加張緊輪法 如圖8-15所示，當(dāng)中心距不能調(diào)節(jié)時(shí)，可采用張緊輪將V帶輪張緊。張緊輪一般應(yīng)放在松邊內(nèi)側(cè)，使V帶輪只受單向彎曲，同時(shí)張緊輪還應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響小V帶輪的包角。若張緊輪置于松邊外側(cè)，則應(yīng)盡量靠近小V帶輪。張緊輪的輪槽尺寸與V帶輪的相同，且直徑小于小V帶輪的直徑。 （2）V帶輪的安裝與維護(hù)要求，

18、為了保證安全，V帶輪必須遵守一定的安裝方法，同時(shí)必須對(duì)V帶輪進(jìn)行必要的維護(hù)。一般要按設(shè)計(jì)要求選取帶型、基準(zhǔn)長度和根數(shù)；帶不能與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以免腐蝕；帶不能曝曬，不能新舊帶混用（多根帶時(shí)），以免載荷分布不勻。,8-1 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng),二、鏈傳動(dòng) 1.鏈傳動(dòng)的組成和工作原理 鏈傳動(dòng)由主、從動(dòng)鏈輪、鏈條、封閉裝置、潤滑系統(tǒng)和張緊裝置等組成，比較重要的是兩軸平行的大、小鏈輪和鏈條，如圖8-16。 圖8-16鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)有相似之處：鏈輪齒與鏈條的鏈節(jié)嚙合，其中鏈條相當(dāng)于帶傳動(dòng)中的撓性帶，但又不是靠摩擦力傳動(dòng)，而是靠鏈輪齒和鏈條之間的嚙合來傳動(dòng)。因此，鏈傳動(dòng)是一種具有中間撓性件的嚙

19、合傳動(dòng)。 2.鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用 與摩擦型帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比（平均傳動(dòng)比），傳動(dòng)效率較高（潤滑良好的鏈傳動(dòng)的效率約為97%98%）；又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用在軸上的壓力較??；在同樣條件下，鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)較緊湊；同時(shí)鏈傳動(dòng)能在溫度較高、有水或油等惡劣環(huán)境下工作。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)易于安裝，成本低廉；在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)，結(jié)構(gòu)更顯輕便。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定傳動(dòng)比，傳動(dòng)的平穩(wěn)性差；工作時(shí)沖擊和噪音較大；磨損后易發(fā)生跳齒；只能用于平行軸之間的傳動(dòng)。,8-1 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng),3.鏈傳動(dòng)的分類 （1）套筒滾子鏈。套筒滾子鏈的組成如圖8-17所示，包括內(nèi)

20、鏈板，外鏈板，銷軸，套筒，滾子，既有單排鏈，也有多排鏈（大功率）。套筒滾子鏈的特點(diǎn)是摩擦磨損較小，噪聲較大。 （2）齒形鏈。齒形鏈的結(jié)構(gòu)如圖8-18所示。齒形鏈與套筒滾子鏈相比，其傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較小，能傳動(dòng)較高速度，但摩擦、磨損較大。 圖8-17 套筒滾子鏈 圖8-18 齒形鏈 4.鏈傳動(dòng)的失效形式 鏈傳動(dòng)的失效形式主要有鏈板、銷軸、套筒和滾子的疲勞破壞；鏈節(jié)磨損后伸長；沖擊破壞；膠合；輪齒過度磨損；過載拉斷等良好的潤滑是保證鏈傳動(dòng)正常工作的重要條件，當(dāng)鏈傳動(dòng)的實(shí)際潤滑方式與規(guī)定的潤滑方式不符時(shí)，將影響鏈傳動(dòng)所能傳遞的功率或降低使用壽命。,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),一、齒輪傳動(dòng) 1.齒輪傳動(dòng)

21、的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用 齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 齒輪傳動(dòng)的類型很多，下面介紹幾種常用的分類方法。 （1）按傳動(dòng)軸的相對(duì)位置可以分為平行軸齒輪傳動(dòng)（如圖8-19）、相交軸齒輪傳動(dòng)（如圖8-20）、交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)（如圖8-21）。平行軸齒輪傳動(dòng)又稱為平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，相交軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為空間齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 圖8-19平行軸齒輪傳動(dòng) 圖8-20相交軸齒輪傳動(dòng)圖 8-21交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng),8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),（2）按工作條件分為開式、半開式和閉式。 開式是齒外露，灰塵易于落在齒面，適用于低速及不重要的場(chǎng)合。半開式

22、常用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械及簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備（只有簡(jiǎn)單防護(hù)罩）。閉式是輪齒封閉在箱體內(nèi)，潤滑、密封良好，常用于汽車、機(jī)床及航空發(fā)動(dòng)機(jī)。 （3）按齒形分為漸開線、擺線和圓弧。 漸開線是常用齒輪的齒形；擺線主要用于計(jì)時(shí)儀器；圓弧主要用于要求承載能力較強(qiáng)的場(chǎng)合。,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),2.漸開線齒輪各部分的名稱和主要參數(shù) （1）漸開線齒輪各部分的名稱（圖8-28） 齒頂圓：包含齒輪所有齒頂端的圓稱為齒頂圓，用ra和da分別表示其半徑和直徑。 齒槽寬：齒輪相鄰兩齒之間的空間稱為齒槽；在任意圓周rK上所量得的齒槽的弧長稱為該圓周上的齒槽寬，以eK表示。 齒厚：沿任意圓周于同一輪齒兩側(cè)齒廓上所量得的弧長稱

23、為該圓周上的齒厚，以sK表示。 圖8-28漸開線齒輪各部分的名稱,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),齒根圓：包含齒輪所有齒槽底的圓稱為齒根圓，用rf和df分別表示其半徑和直徑。 齒距：沿任意圓周上所量得的相鄰兩齒同側(cè)齒廓之間的弧長稱為該圓周上的齒距，以pK表示。在同一圓周上的齒距等于齒厚與齒槽寬之和，即pK=sK+eK。 分度圓：在齒頂圓和齒根圓之間，規(guī)定一直徑為d的圓，作為計(jì)算齒輪各部分尺寸的基準(zhǔn)，這個(gè)圓稱為分度圓。分度圓上的齒厚、齒槽寬和齒距分別用s、e和p表示，且p=s+e。分度圓的大小是由齒距p和齒數(shù)z決定的，因分度圓的周長d=pz，于是得：d=pz/。 齒頂高：分度圓與齒頂圓之間的徑向距離

24、稱為齒頂高，用ha表示。 齒根高：分度圓與齒根圓之間的徑向距離稱為齒根高，用hf表示。 齒高：齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離稱為齒高，用h表示。 （2）漸開線齒輪的基本參數(shù)。決定漸開線齒輪尺寸和齒形的基本參數(shù)有5個(gè)：齒輪的模數(shù)m、壓力角、齒數(shù)z、齒頂高系數(shù)h*a及頂隙系數(shù)c*。以上5個(gè)參數(shù)，除齒數(shù)z外均已標(biāo)準(zhǔn)化。 模數(shù)m。分度圓上的齒距p對(duì)的有理化比值稱為模數(shù)。,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),壓力角。漸開線齒輪各處的壓力角不相等，分度圓上的壓力角簡(jiǎn)稱為壓力角，用表示，它是決定漸開線齒廓形狀的一個(gè)基本參數(shù)。分度圓就是漸開線齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。 齒數(shù)z。在漸開線齒輪的整個(gè)圓周上，輪齒的

25、數(shù)目稱為齒數(shù)，用z表示。 齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。齒頂高h(yuǎn)a：分度圓與齒頂圓間的徑向距離。,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),3.漸開線齒輪傳動(dòng)的嚙合和安裝條件 （1）嚙合過程。如圖8-29所示，齒輪1為主動(dòng)輪，齒輪2為從動(dòng)輪。當(dāng)兩輪的一對(duì)齒開始嚙合時(shí)，先以主動(dòng)輪的齒根推動(dòng)從動(dòng)輪的齒頂，因而起始嚙合點(diǎn)是從動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B2。隨著嚙合傳動(dòng)的進(jìn)行，輪齒嚙合點(diǎn)沿著N1N2移動(dòng)，主動(dòng)輪輪齒上的嚙合點(diǎn)逐漸向齒頂部移動(dòng)，而從動(dòng)輪輪齒上的嚙合點(diǎn)向齒根部移動(dòng)。當(dāng)嚙合傳動(dòng)進(jìn)行到主動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B1時(shí)，兩輪齒即將脫離接觸，故B1為輪齒的終止嚙合點(diǎn)。從一對(duì)輪齒的嚙合過程來看，嚙合點(diǎn)實(shí)

26、際走過的軌跡只是嚙合線N1N2上的一段B1B2，故將B1B2稱為實(shí)際嚙合線。若將兩輪的齒頂圓加大，則B1B2就越接近兩輪的嚙合極限點(diǎn)N1和N2。但基圓內(nèi)無漸開線，故實(shí)際嚙合線不可能超過嚙合極限點(diǎn)N1和N2。因此，嚙合線N1N2是理論上最大的嚙合線，故稱為理論嚙合線。N1N2與連心線O1O2的交點(diǎn)C稱為節(jié)點(diǎn)。 圖8-29 嚙合過程 過節(jié)點(diǎn)C作兩節(jié)圓的公切線tt，它與嚙合線N1N2所夾銳角稱為嚙合角。當(dāng)兩齒輪的節(jié)圓和分圖8-30齒輪正確嚙合條件度圓重合時(shí)，嚙合角等于壓力角。,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),（2）正確嚙合條件。圖8-30表示一對(duì)漸開線齒輪同時(shí)有兩對(duì)齒參加嚙合，前一對(duì)齒在K點(diǎn)接觸，后一對(duì)

27、齒在K接觸。它們都在嚙合線N1N2上，由圖可以看出，只有當(dāng)兩輪相鄰兩齒的同側(cè)齒廓之間法向距離相等，即K1K1=K2K2時(shí)，才能保證兩輪正確嚙合。K1K1和K2K2稱為兩齒輪的法向齒距。 一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等。 圖8-30 齒輪正確齒合條件 圖8-31齒輪的正確安裝,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),（3）標(biāo)準(zhǔn)齒輪的安裝。標(biāo)準(zhǔn)安裝齒輪時(shí)，兩輪間的中心矩稱為標(biāo)準(zhǔn)中心矩。 4.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪 標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指m、h*a、c*均取標(biāo)準(zhǔn)值，具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根高，且分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的5個(gè)基本參數(shù)確定之后，其主要尺寸及齒廓形狀就完全確定。 5.

28、斜齒圓柱齒輪的特點(diǎn)和應(yīng)用 （1）斜齒圓柱齒輪的特點(diǎn)和應(yīng)用。直齒是由發(fā)生面上一條直線展成。而當(dāng)直齒薄片錯(cuò)成斜齒，則發(fā)生線是一條斜線。一對(duì)平行軸斜齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，斜齒輪的齒廓是逐漸進(jìn)入、脫離嚙合，斜齒圓柱齒輪齒廓接觸線的長度由零逐漸增加，又逐漸縮短，直至脫離接觸，當(dāng)其齒廓前端面脫離嚙合時(shí)，齒廓的后端面仍在嚙合中，載荷在齒寬方向上不是突然加上或卸下，其嚙合過程比直齒輪長，同時(shí)嚙合的齒輪對(duì)數(shù)也比直齒輪多，即其重合度較大。因此，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)工作較平穩(wěn)，承載能力強(qiáng)，噪聲和沖擊較小，適用于高速、大功率的齒輪傳動(dòng)。,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),（2）斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和尺寸計(jì)算。垂直于斜齒圓柱齒輪軸

29、線的平面稱為端面，與分度圓柱螺旋線垂直的平面稱為法面。計(jì)算斜齒圓柱齒輪的尺寸時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意端面參數(shù)與法面參數(shù)之間的關(guān)系。 斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)。 a.螺旋角。用分度圓柱面上的螺旋角表示斜齒圓柱齒輪輪齒的傾斜程度。斜齒圓柱齒輪的螺旋角一般為820。 b.模數(shù)和壓力角。圖8-34為斜齒圓柱齒輪分度圓柱面的展開圖。,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),從圖上可知，端面齒距pt與法面齒距pn的關(guān)系為： pt=pn/cos 因p=m，故法面模數(shù)mn和端面模數(shù)mt之間的關(guān)系為： mn=mtcos 在圖8-35所示的斜齒條中，通過三角函數(shù)之間的換算，可以得出tann=tancos。用銑刀或滾刀加工斜齒圓柱齒輪時(shí)，刀

30、具沿著螺旋齒槽方向進(jìn)行切削，刀刃位于法面上，故一般規(guī)定斜齒圓柱齒輪的法面模數(shù)和法面壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值。 圖8-34 分度圓柱面的展開圖 圖8-35 端面壓力角和法面壓力角,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),c.齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù)。無論從法面或從端面來看，輪齒的齒頂高都是相同的，頂隙也是相同的，即h*anmn=h*atmt以及c*nmn=c*tmt。 斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件。一對(duì)斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：兩輪的法面壓力角相等；法面模數(shù)相等；兩輪螺旋角大小相等、方向相反，即1=-2。 斜齒圓柱齒輪尺寸的計(jì)算。由斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成可知，斜齒圓柱齒輪的端面齒廓曲線為漸開線。從端面來看，一對(duì)漸開

31、線斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)相當(dāng)于一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，故可將直齒圓柱齒輪尺寸的計(jì)算方式用于斜齒圓柱齒輪的端面。漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸按表8-4的公式計(jì)算。 斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)和最少齒數(shù)。加工斜齒圓柱齒輪時(shí)，銑刀是沿著螺旋線方向進(jìn)刀的，故應(yīng)當(dāng)按照齒輪的法面齒形來選擇銑刀。另外，在計(jì)算輪齒的強(qiáng)度時(shí)，因?yàn)榱ψ饔迷诜鎯?nèi)，所以也需要知道法面的齒形。通常采用近似方法確定，用以下公式計(jì)算： zv=z/cos3,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)總是大于實(shí)際齒數(shù)，多于端面齒數(shù)（其中z為端面齒數(shù)），并且往往不是整數(shù)。斜齒圓柱齒輪的最少齒數(shù)計(jì)算公式如下： zmin=zvmincos3

32、 因斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪為一直齒圓柱齒輪，其不發(fā)生根切的最少齒數(shù)zvmin=17，則正常齒標(biāo)準(zhǔn)的斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為zmin=zvmincos3=17cos3。 6.直齒圓錐齒輪（如圖8-36） 直齒圓錐齒輪用于傳遞兩相交軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。其傳動(dòng)可看成是兩個(gè)錐頂共點(diǎn)的圓錐體相互作純滾動(dòng)。 圖8-36 直齒圓錐齒輪 （1）直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用。直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)是用來傳遞空間兩相交軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種齒輪機(jī)構(gòu)，其輪齒分布在截圓錐體上，齒形從大端到小端逐漸變小。圓柱齒輪中的有關(guān)圓柱均變成了圓錐，為計(jì)算和測(cè)量方便，通常取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),如圖8-3

33、7所示，現(xiàn)將兩扇形齒輪的輪齒補(bǔ)足，使其成為完整的圓柱齒輪，那么它們的齒數(shù)將增大為zv1和zv2。這兩個(gè)假想的直齒圓柱齒輪叫當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)為錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)。 （3）直齒圓錐齒輪尺寸的計(jì)算。直齒圓錐齒輪的尺寸以大端為標(biāo)準(zhǔn)，便于確定齒輪外部尺寸。 圖8-37 當(dāng)量齒數(shù),8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),7.齒輪的結(jié)構(gòu)和材料 （1）齒輪的結(jié)構(gòu)。齒輪的強(qiáng)度計(jì)算和幾何尺寸計(jì)算，主要是確定齒輪的模數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒寬等；而輪緣、輪輻和輪轂等結(jié)構(gòu)尺寸和結(jié)構(gòu)形式，則需通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來確定。齒輪的結(jié)構(gòu)有鍛造、鑄造、裝配及焊接齒輪等結(jié)構(gòu)形式，具體的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)工藝要求及經(jīng)驗(yàn)公式確定。當(dāng)齒頂圓直徑與

34、軸徑接近時(shí)，應(yīng)將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸（圖8-39）。 圖8-39 齒輪軸,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),（2）齒輪的材料。齒輪的材料總體要求是齒面要硬，齒芯要有韌性。選擇齒輪材料首先要滿足功能要求，這是各種零件選擇材料的基本原則。齒輪的材料應(yīng)能滿足對(duì)承載能力的要求，對(duì)工作壽命的要求，對(duì)工作噪聲的要求，對(duì)潤滑條件的要求等；其次要滿足工藝要求。常用的齒輪材料是各種牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼和鑄鐵等，一般多采用鍛件或軋制鋼材。開式低速傳動(dòng)可采用灰鑄鐵；球墨鑄鐵有時(shí)可代替鑄鋼。大尺寸齒輪因鍛造設(shè)備的限制不宜選用鍛鋼，應(yīng)考慮選擇鑄鋼或鑄鐵，重要的齒輪要求承載能力和較小的尺寸，應(yīng)選強(qiáng)度高的材

35、料，但這類材料通常對(duì)熱處理提出特殊要求，選用時(shí)應(yīng)考慮熱處理?xiàng)l件，但是載荷較小的情況可采用塑料、尼龍等材料通過一次成型方法制造。 二、蝸桿傳動(dòng) 1.蝸桿傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用 （1）蝸桿傳動(dòng)的類型。按蝸桿形狀的不同，蝸桿可分為圓柱蝸桿（常用）、環(huán)面蝸桿（圖8-41）、錐蝸桿（圖8-42）3類。按蝸桿螺旋面的形狀不同，圓柱蝸桿分為普通圓柱蝸桿（圖8-43）、阿基米德圓柱蝸桿（圖8-44）、法向直廓蝸桿3類。 圖8-41 環(huán)面蝸桿,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),圖8-42錐蝸桿 圖8-43普通圓柱蝸桿圖 （2）蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用。如圖8-45所示，蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿和蝸輪組成的。它用于傳遞交錯(cuò)軸之間的

36、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常兩軸交錯(cuò)角為90。傳動(dòng)中一般蝸桿是主動(dòng)件，蝸輪是從動(dòng)件，蝸桿傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器和儀器中。 蝸桿傳動(dòng)得到很大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲??；在分度機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)比i可達(dá)1000；在動(dòng)力傳動(dòng)中，通常i=880。傳動(dòng)效率較低；為了減摩耐磨，蝸輪齒圈常需用青銅制造，成本較高。 圖8-45 蝸桿傳動(dòng),8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),2.圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和基本尺寸計(jì)算 （1）圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù) 模數(shù)m和壓力角 如圖8-46所示，通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面，稱為中間平面。 由于蝸輪是用與蝸桿形狀相仿的滾刀，按范成原理切制齒輪，所以中間平面內(nèi)蝸輪與蝸桿的嚙合就相當(dāng)于漸開

37、線齒輪與齒條的嚙合。蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算都以中間平面的參數(shù)和幾何關(guān)系為準(zhǔn)。 圖8-46 圓柱蝸桿傳動(dòng) 壓力角標(biāo)準(zhǔn)值為20，ZA蝸桿取軸向壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，ZI蝸桿取法向壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值。蝸桿分度圓（或稱蝸桿中圓）直徑以d1表示，蝸輪分度圓直徑以d2表示。 在兩軸交錯(cuò)角為90的蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角應(yīng) 等于蝸輪分度圓柱上的螺旋角，且兩者的旋向必須相同，即：=,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),傳動(dòng)比i、蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2。設(shè)蝸桿頭數(shù)（即螺旋線數(shù)目）為z1，蝸輪齒數(shù)為z2，當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)一周時(shí)，蝸輪將轉(zhuǎn)過z1個(gè)齒（或z2周）。 因此，其傳動(dòng)比為： i=n1/n2=z2/z1d2/d1 式中，n1

38、和n2分別為蝸桿和蝸輪的轉(zhuǎn)速。 蝸輪齒數(shù)z2=iz1。z1、z2的推薦值見表8-7。 為了避免蝸輪輪齒發(fā)生根切，z2不應(yīng)小于26，但也不能大于80。若z2過多，會(huì)使結(jié)構(gòu)尺寸過大，蝸桿長度也隨之增加，致使蝸桿剛度和嚙合精度下降。 我國直徑系數(shù)q和導(dǎo)程角。切制蝸輪的滾刀，其直徑及齒形參數(shù)（如模數(shù)m、螺旋線數(shù)z1和導(dǎo)程角等）必須與相應(yīng)的蝸桿相同。如果蝸桿分度圓直徑d1不作必要的限制，刀具品種和數(shù)量勢(shì)必太多。為了減少刀具數(shù)量并便于標(biāo)準(zhǔn)化，我國制定了蝸桿分度圓直徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。國標(biāo)GB10085-88中，每一個(gè)模數(shù)只與一個(gè)或幾個(gè)蝸桿分度圓直徑的標(biāo)準(zhǔn)值相對(duì)應(yīng)。 圖8-47 蝸桿導(dǎo)程,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳

39、動(dòng),齒面間滑動(dòng)速度vs。蝸桿傳動(dòng)即使在節(jié)點(diǎn)C處嚙合，齒廓之間也有較大的相對(duì)滑動(dòng)，滑動(dòng)速度vs沿蝸桿螺旋線方向。設(shè)蝸桿圓周速度為v1、蝸輪圓周速度為v2，由圖8-48可得：vs=（v21+v22）1/2=v1/cos。 滑動(dòng)速度的大小，對(duì)齒面的潤滑情況、齒面失效形式、發(fā)熱以及傳動(dòng)效率等都有較大的影響。 中心距a。當(dāng)蝸桿節(jié)圓與分度圓重合時(shí)稱為標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)，其中心距計(jì)算公式為： a=0.5（d1+d2）=0.5m（z1+z2） 圖8-48 滑動(dòng)速度,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),（2）圓柱蝸桿傳動(dòng)的基本尺寸計(jì)算 圖8-49 蝸桿傳動(dòng)的基本尺寸 3.蝸桿傳動(dòng)的失效形式 蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式有膠合、點(diǎn)蝕和磨

40、損等。 由于蝸桿傳動(dòng)在齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生熱量，使?jié)櫥蜏囟壬叨兿?，增大了膠合的可能性。在閉式傳動(dòng)中，蝸輪輪齒的磨損就顯得比較突出。 4.蝸桿和蝸輪的材料及結(jié)構(gòu) (1)蝸桿和蝸輪的材料。蝸桿和蝸輪的材料除具有足夠強(qiáng)度外，還要求具有減摩性、耐磨性和跑合性能。 蝸輪的材料，通常根據(jù)齒面之間相對(duì)滑動(dòng)速度vs的大小來選擇。,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),（2）蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu) 蝸桿的結(jié)構(gòu)。蝸桿絕大多數(shù)和軸制成一體，稱為蝸桿軸，如圖8-50所示。 蝸輪的結(jié)構(gòu)。蝸輪可以制成整體的，如圖8-51a。但為了節(jié)約貴重的有色金屬，對(duì)于大尺寸的蝸輪通常采用組合式結(jié)構(gòu)，即齒圈用有色金屬制造，而輪芯用鋼或鑄

41、鐵制成，如圖8-51b。 采用組合結(jié)構(gòu)時(shí)，齒圈和輪芯之間可用過盈聯(lián)接。為工作可靠起見，還要沿結(jié)合面圓周裝上48個(gè)螺釘。為了便于鉆孔，應(yīng)將螺孔中心線向材料較硬的一邊偏移23mm。這種結(jié)構(gòu)用于尺寸不大而工作溫度變化又較小的地方。輪圈與輪芯也可用鉸制孔螺栓來聯(lián)接（圖8-51c），由于裝拆方便，常用于尺寸較大或磨損后需要更換齒圈的場(chǎng)合。對(duì)于成批制造的蝸輪，常在鑄鐵輪芯上澆鑄出青銅齒圈（圖8-51d）。 圖8-50蝸桿軸 圖8-51蝸輪的結(jié)構(gòu),8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),三、齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)的維護(hù) 1.齒輪傳動(dòng)的潤滑 （1）潤滑方式。一般分為浸油潤滑和噴油潤滑。通常根據(jù)齒輪的圓周速度來確定選用哪一種方

42、式。 浸油潤滑。當(dāng)圓周速度v12m/s時(shí)，通常將大齒輪浸入油池中進(jìn)行潤滑，如圖8-52a所示。齒輪浸入油中的深度至少為10mm，轉(zhuǎn)速低時(shí)可浸深一些，但浸入過深則會(huì)增大運(yùn)動(dòng)阻力并使油溫升高。在多級(jí)齒輪傳動(dòng)中，對(duì)于未浸入油池內(nèi)的齒輪，可采用帶油輪將油帶到未浸入油池內(nèi)的齒輪齒面上，如圖8-52b所示。浸油齒輪可將油甩到齒輪箱壁上，有利于散熱。 噴油潤滑。當(dāng)齒輪的圓周速度v12m/s時(shí)，由于圓周速度大，齒輪攪油劇烈，且粘附在齒廓面上的油易被甩掉，因此不宜采用浸油潤滑，而應(yīng)采用噴油潤滑，即用油泵將具有一定壓力的潤滑油經(jīng)噴油嘴噴到嚙合的齒面上，如圖8-53所示。 圖8-52浸油潤滑方式 圖8-53噴油潤滑

43、,8-2 齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng),（2）潤滑油的選擇。選擇潤滑油時(shí)，先根據(jù)齒輪的工作條件以及圓周速度查得運(yùn)動(dòng)粘度值，再根據(jù)選定的粘度確定潤滑油的牌號(hào)。 2.蝸輪和蝸桿的潤滑 為了提高效率，減少發(fā)熱，減少磨損和防止發(fā)生膠合，保證良好的潤滑是十分必要的，所以往往采用粘度大的礦物油來進(jìn)行潤滑，并在潤滑油中加入必要的添加劑，以提高其抗膠合能力。 對(duì)于閉式蝸桿傳動(dòng)，主要是根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度vs和載荷情況，從表中選擇潤滑油的粘度和給油方法。對(duì)于開式蝸桿傳動(dòng)，常采用粘度較高的齒輪油或潤滑脂進(jìn)行定期供油潤滑。 對(duì)于閉式蝸桿傳動(dòng)，若采用浸入油池潤滑，有利于動(dòng)壓油膜的形成，并有助于保證潤滑和散熱，油池應(yīng)有足夠油量，對(duì)傳

44、動(dòng)件應(yīng)有足夠的浸油深度。對(duì)于下置或側(cè)置蝸桿的傳動(dòng)，浸油深度約為蝸桿的一個(gè)齒高；若蝸輪上置，浸油深度約為蝸輪外徑的1/3。若采用噴油潤滑，噴油嘴應(yīng)對(duì)準(zhǔn)蝸桿齒的嚙入端。蝸桿正反轉(zhuǎn)時(shí)，兩邊都要裝有噴油嘴，而且要控制一定的油壓。,8-3 齒輪系,一、齒輪系的分類和應(yīng)用 齒輪系是指由一系列齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱輪系。 1.齒輪系的分類 根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各齒輪的幾何軸線在空間的相對(duì)位置是否固定，齒輪系可以分為定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、復(fù)合輪系。定軸輪系也叫普通輪系，是指各齒輪軸線的位置相對(duì)機(jī)架固定不動(dòng)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。周轉(zhuǎn)輪系是指至少有一個(gè)齒輪的軸線（位置不固定）繞另一齒輪的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。周轉(zhuǎn)輪系由行星輪和

45、中心輪（太陽輪）組成，如圖8-54所示。行星輪是周轉(zhuǎn)輪系中軸線不固定的齒輪。中心輪是軸線固定并與主軸線重合的齒輪。周轉(zhuǎn)輪系的基本構(gòu)件是指周轉(zhuǎn)輪系中軸線與主軸線重合，并承受外力矩的構(gòu)件。周轉(zhuǎn)輪系根據(jù)其自由度的數(shù)目分為差動(dòng)輪系和行星輪系。自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系為差動(dòng)輪系，自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系為行星輪系。復(fù)合輪系既包含定軸輪系部分，又包含周轉(zhuǎn)輪系部分，或是由幾部分周轉(zhuǎn)輪系組成的復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。 2.齒輪系的應(yīng)用 齒輪系的應(yīng)用很廣泛，主要有以下5個(gè)方面： （1）獲得較大的傳動(dòng)比，而且結(jié)構(gòu)緊湊； （2）換向傳動(dòng)，如車床走刀絲杠三星輪換向機(jī)構(gòu)； （3）實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)，如鐘表的時(shí)分秒針； （4）運(yùn)動(dòng)合成和分

46、解，如汽車傳動(dòng)軸； 圖8-54 周轉(zhuǎn)輪系 （5）實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)，采用輪系組成各種機(jī)構(gòu)，可以將運(yùn)轉(zhuǎn)速度分為若干等級(jí)實(shí)現(xiàn)變速。,8-3 齒輪系,二、定軸齒輪系的傳動(dòng)比 1.傳動(dòng)比大小的計(jì)算 在齒輪系中，把齒輪系中首、末兩輪的傳動(dòng)速度之比，稱為齒輪系的傳動(dòng)比。 2.首、末輪轉(zhuǎn)向的確定 在首、末輪的軸線相互平行時(shí)，用“”“-”表示，適用于平面定軸輪系（軸線平行，兩輪轉(zhuǎn)向不是相同就是相反）。外嚙合齒輪的兩輪轉(zhuǎn)向相反，用“-”表示；內(nèi)嚙合齒輪的兩輪轉(zhuǎn)向相同，用“”表示。若輪系中有m個(gè)對(duì)外嚙合齒輪，則末輪轉(zhuǎn)向?yàn)?-1)m。 當(dāng)兩輪的軸線不平行時(shí)，在運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖上用箭頭標(biāo)明兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。外嚙合時(shí)，兩箭頭同時(shí)指向（

47、或遠(yuǎn)離）嚙合點(diǎn)，頭頭相對(duì)或尾尾相對(duì)；內(nèi)嚙合時(shí)兩箭頭同向。對(duì)于空間定軸齒輪系，只能用畫箭頭的方法來確定從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向。確定各齒輪的轉(zhuǎn)向，經(jīng)判斷，齒輪1、5轉(zhuǎn)向相反。,8-3 齒輪系,三、簡(jiǎn)單行星齒輪系的傳動(dòng)比 1.周轉(zhuǎn)齒輪系的傳動(dòng)比 由于簡(jiǎn)單行星齒輪系是周轉(zhuǎn)齒輪系的特殊情況，以周轉(zhuǎn)齒輪系的傳動(dòng)比為例進(jìn)行計(jì)算。 周轉(zhuǎn)齒輪系中，任兩構(gòu)件相對(duì)于系桿H的速比，稱為該齒輪系的轉(zhuǎn)化齒輪系的傳動(dòng)比（假想為定軸齒輪系傳動(dòng)比）。假定系桿固定時(shí)，所得到的“定軸齒輪系”，稱為周轉(zhuǎn)齒輪系的轉(zhuǎn)化齒輪系，如圖8-57所示。 圖8-57 轉(zhuǎn)化齒輪系 在周轉(zhuǎn)齒輪系中，經(jīng)常會(huì)用到反轉(zhuǎn)原理：即給周轉(zhuǎn)齒輪系施以附加的公共轉(zhuǎn)動(dòng)-H后，不改變齒輪系中各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但原齒輪系將轉(zhuǎn)化成為一新的定軸齒輪系，可按定軸齒輪系的計(jì)算公式計(jì)算該新齒輪系的傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)化后所得齒輪系稱為原齒輪系的轉(zhuǎn)化齒輪系，如圖8-58所示。,8-3 齒輪系,應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1)齒數(shù)連乘積之比前的“”號(hào)取決于轉(zhuǎn)化齒輪系中m、n輪的轉(zhuǎn)向； （2)齒輪m、齒輪n和系桿H必須是同一個(gè)周轉(zhuǎn)齒輪系中軸線平行或重合的3個(gè)構(gòu)件； （3)nm、nn、nh中，已知值應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向相同還是相反代入正負(fù)號(hào)，未知值的轉(zhuǎn)向由計(jì)算結(jié)果判定。 圖