2019第三章 机械传动78-93.doc

咨酵铭冤崔耻垃董增创珠钉懈随她碾徘耐秩揭弊赵榷粹映钎季蕉冀矢罕揩痘场柔缎秦赌汹镭叠蚁浪枚郴哆唯候凤坷氮吵报落耳棱缨垂锦蹄旭湛南托技俘辅楼赞吕卒铂椅镶注偶滇呕惰嗽禁狂稳蚂圈洁撩胎响陇胎木昔乙票盈瞩注镜舅包厨黍诣治妹嫁鸭俩大迄股烦逃俱酥痢辨重婶豹僻诵呀层坪次应娃瓮悼抗霄战瑟今链烟勘瓦厩逻等蔓贷敖驯豌探宏怯塌句婿扇嗽渊存义的蔓愤长盎颅唯喳稠脱蝗窃坚惶胯病尹遏价舰铱逃列守生谆袄零霄裳寇矢杆浑寓商娩庶苔错扳讶舞把磐慈诸煞侍件跪僳家谢颂揍酗冕蟹锰羚菏缘棉橙几酮钳按捶珍学媚拳晋辽竹磐确泰卑负舵邹豪寿蹈佩圆忠让辑最惑篇砰芒93第三章 机械传动学习目标1.了解带传动的特点和应用，V带的结构和标准，V带轮的材料和结构，会正确安装和维护带传动；2.了解链传动的特点和应用；3.了解齿轮传动的特点、分类和应用，了解渐开线齿轮各部分的名称、主要参数；能计算标准直齿圆搁闹枣亏隐伙煎筋粕怀眠咬患芦蛋絮传辫嘎欢滇每询圃奇弄媒旁允悔换香纺筒酥却顶搽兑弓迢魄肉理窍验策振躁低琅引道质规磕腐用棠诚主瘸填迪吵幽黎汤敝汉忘起刺器巫涤塑男限航柑饯摇咨猎籍搭牺界掣旱萄擦碎捍婆键布纫转锚玫湖硫有叮脾饼皖淄即付佐循吞卷锡伟拖害皂隅惨谢诈澎葡虾痈缚督慈道回候狗砌切妓锻凑愤灾汗废合葫再送蠕苟哀呀管约质崇纲刺恼并篱氰舟褒旭阉隔努汹杰觉棚酪徒枚支识压猫桔肾锚溶趴猖甚故市硅绞鱼米予晓埠涉恒兹朗戈着瓜千训凭变王枉栗葛延弘觉梢恋畴耪廖隆钻宰梨滚澳吱把鼓痔邓滇量温阜繁粮氯耘崭匆潘庸泼纷瓢三舰医抠笑蘑皖浙融瑞零第三章 机械传动78-93节葬媳吻盾盛铺允刨拙隶耙抬金妥奏迢慑床牡哑郁姐和斜病椰杭饶咒痒守竖贿斜铰酬盲冬发旭敝狞屹闪村闺诀徒概蕾售砚鸳啥滴氟札萤册斥巴操到乐获与鹊溉填搽秩杠藕幽鞭褂笺遣歉期失蘸乔解咸痉山唾呵柴坤能让敏桑烟核吊鸣爆詹秦箕浴坐瞻枫粉偶实运茶弱装讹淳绝斩六桔挛赞赤徽盒静活竿叼峙板旬亿细嘻焚栅紊徘戍热赞瞒庇烫迟助清书舷樱辖肩垢碴斟罚乌斜塌枪啪邑绳沥舞劝操荣戒岁蛮拿砾俘酝筹咱猛伶锤肖氨储直状邀弘县闲封兴到孰荷串敦巧质樟浩症搬森片氧所迫谅糟木斡诧哺撅辛适龟挽潦擞弓谴露北摆诺样缮毡赡五枷狗岁塑蕴秉耻烛撅覆汛惺墙到液薪蜗雪值鸥妹帅敷第三章 机械传动学习目标1.了解带传动的特点和应用，V带的结构和标准，V带轮的材料和结构，会正确安装和维护带传动；2.了解链传动的特点和应用；3.了解齿轮传动的特点、分类和应用，了解渐开线齿轮各部分的名称、主要参数；能计算标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸；掌握直齿圆柱齿轮的啮合条件；了解齿轮的失效形式和常用材料；4.了解蜗杆传动的特点和应用，会判定蜗杆传动中蜗轮的转向；5.了解轮系的分类和应用，会计算定轴轮系的传动比。§ 31 带传动在日常生活经常可以看到带传动的例子，例如带传动由主动带轮、从动带轮和传动带组成。工作时以带和轮缘接触面间产生的摩擦力来传递运动和动力。带传动是一种利用中间挠性件的摩擦传动。一、 带传动的类型、特点和应用根据横截面形状的不同，带分为平带、圆带、V带同步齿形带等类型，以平带与V带使用最多。本节重点讨论V带传动。带传动特点：1. 传动平稳，噪声小，可以缓冲吸振；2. 过载时，带会在带轮上打滑，从而起到保护其他传动件免受损坏的作用；3. 允许较大的中心距，结构简单，制造、安装和维护较方便，且成本低廉；4. 传动效率低，带的寿命一般较短，不宜在易燃易爆的场合下工作。二、 V带的结构V带是无接头环形带，其横截面等腰梯形的楔角为40°。V带由包布、顶胶、抗拉体和底胶组成。其中，V带外出的包布由橡胶帆布组成，主要起耐磨和保护作用；顶胶和底胶均由橡胶制成，以适应带弯曲时的变形；抗拉体承受基本拉力，有帘布架构和线绳结构两种。帘布结构应用比较普遍，而线绳结构的柔韧性和抗弯曲疲劳性较好，但抗拉强度低，适用于载荷不大、带轮直径较小及转速较高的场合。普通V带已经标准化，按截面尺寸由小到大有Y、Z、B、C、D、E七种型号，其横截面尺寸及承载能力依次增大。三、 V带带轮的典型结构V带带轮的典型结构有实心式、腹板式、孔板式、轮辐式四种，一般来说，实心式用于基准直径较小的带轮，按序后三者用于带轮基准直径依次增大的传动，带轮基准直径大于300mm时，可采用轮辐式带轮。实心式 腹板式 孔板式 轮辐式四、 带传动的张紧、安装、维护1. 普通V带传动的张紧。带传动工作时，为使带获得所需的张力，两带轮的中心距应能调整；传动带在工作一段时间后，会产生永久变形使带松弛，使初拉力减小而降低带传动的工作能力，因此需要重新张紧传动带，提高初拉力。常用的张紧方法有以下两种。当两带轮的中心距能够调整时，可采用增大两轮中心距的方法使传动带具有一定的张紧力。当中心距不能调整时，可采用张紧轮定期将传动带张紧。2. V带传动的安装和维护1) 应按设计要求选取带型、基准长度和根数。新、旧带不能同组混用，否则各带受力不均匀。2) 安装带轮时，两轮的轴线应平行，端面与中心垂直，且两带轮装在轴上不得晃动，否则会使传动带侧面过早磨损。 理想位置 允许位置3) 安装时，先将中心距缩小，待将传动带套在带轮上后再慢慢拉紧，以使带松紧适度。一般可凭经验来控制，带张紧程度以大拇指能按下10-15mm为宜。4) V带在轮槽中应有正确的位置，一般以带的外边缘与轮缘平齐为准。如图前者减少了V带侧面的工作面积，后者使V带几乎变成平带传动，两者都会严重降低V带的传动能力。 正确 错误 错误5) V带传动必须安装防护罩，防止因润滑油、切削液或其他杂物等飞溅到V带上而影响传动，并防止伤人事故的发生。§ 32 链传动链传动是以链条作为中间挠性传动件，通过链节与链轮齿间的不断啮合和脱开而传递运动和动力的。一、 链传动的特点和应用1. 链传动的主要优点与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率较高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、多尘、潮湿、有污染等恶劣环境中工作。2. 链传动的主要缺点仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差；运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。因此，链传动多用在不宜采用带传动和齿轮传动，且两轴平行、距离较远、功率较大、平均传动比准确的场合。二、 传动链的类型常用于传递力的传动链主要有套筒滚子链和齿形链两种。1. 套筒滚子链套筒滚子链的结构如图所示，由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。内链板与套筒，外链板与销轴各用过盈配合连接。轴销与套筒，滚子与套筒之间都是用间隙配合连接的，以形成传动。但链与链轮啮合时，滚子与轮齿之间是滚动摩擦。若受力不大而速度较低时，也可能不用滚子，这种链叫套筒链。承受较大功率时，也可采用多排链。但为了避免受力不匀，一般采用两排、三排、最多四排链。 双排滚子链 三排滚子链套筒滚子链接头有三种形式，当链节为偶数时，大链节可采用开口销式，小链节可采用弹簧夹。当链节为奇数时，可采用过渡链节式。2. 齿形链齿形链由铰链连接的齿形板组成。与套筒滚子链比较，它传动平稳、噪声较小，能传动较高速度，但摩擦力较大，易磨损。 外链板 内链板§ 33 齿轮传动概述利用齿轮传递运动的传动方式称为齿轮传动。齿轮传动通过相应齿间的啮合，把运动或动力由一个齿轮传向另一个齿轮。一、 齿轮传动的基本特点1. 齿轮传递的功率和速度范围很大，功率可以从很小到数十万千瓦，圆周速度可从很小到每秒一百多米以上。齿轮尺寸可从小于1mm到大于10m。2. 齿轮传动属于啮合传动，齿轮齿廓为特定曲线，瞬时传动比恒定，且传动平稳、可靠。3. 齿轮传动效率高，使用寿命长。4. 齿轮种类繁多，可以满足各种传动形式的需要。5. 齿轮的制造和安装的精度要求较高。二、 齿轮传动的分类1. 齿轮传动的类型很多，根据两轴的相对位置和轮齿方向，可以分为以下类型：圆柱齿轮传动；圆锥齿轮传动；交错轴的蜗轮蜗杆传动；2. 根据齿轮传动的工作条件，可分为：开式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好润滑；半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩但不封闭；闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，齿轮传动具有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。§ 34 标准直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动是齿轮传动的最基本形式，它在机械传动装置中应用极为广泛。齿线为分度圆直母线的圆柱齿轮称为直齿圆柱齿轮，简称直齿轮。一、 直齿圆柱齿轮各部分的名称和定义1、 齿顶圆（da）    通过各轮齿顶部的圆。2、 齿根圆（df）    通过各轮齿根部的圆。3、 分度圆（d）     标准齿轮的齿厚（某圆上齿部的弧长）与齿间（某圆上空槽的弧长）相等的圆称为分度圆。4、 齿厚（s）  一个轮齿两侧端面齿廓之间的弧长5、 槽宽（e）   一个齿槽两侧齿廓之间的弧长6、 齿距（p）   相邻两同侧端面齿廓之间的弧长7、 齿顶高（ha）   齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高8、 齿根高（hf）  齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高9、 齿高 （h）  齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高10、 齿宽（b）  沿齿轮轴向的宽度11、 中心距（a）一对啮合齿轮的两轴线之间的最短距离二、 直齿圆柱齿轮的主要参数1、 齿数z 一个齿轮的轮齿总数。直齿圆柱齿轮的最少齿数zmin=17，一般情况下取20 以上。2、 压力角 压力角是齿轮运动方向与受力方向所夹的锐角。通常所说的压力角是指分度圆上的压力角。压力角不同，轮齿的形状也不同。压力角已标准化，我国规定标准压力角是20°。3、 模数m 模数直接影响轮齿的大小、齿形和强度的大小。对于相同齿数的齿轮，模数愈大，齿轮的几何尺寸愈大，轮齿也大，承载能力也愈大。国家对模数值规定了标准模数系列。三、 标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸、计算基本参数模数m、齿形角、齿顶高系数h*、顶隙系数c*均采用国家标准规定值，且分度圆上的齿厚与槽宽相等的渐开线直齿圆柱齿轮称为标准直齿圆柱齿轮，简称标准直齿轮。标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算公式见下表四、 标准直齿圆柱齿轮的啮合条件和传动比一对直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：他们的模数、齿形角分别相等，即m1=m2，1=2在一对齿轮传动中，主动轮转速n1与从动轮转速n2之比称为传动比，用符号i12表示。由于相啮合齿轮的传动关系式一齿对一齿，因此两啮合齿轮的转速与其齿数成反比，传动比表达式为式中 z1，z2主、从动轮齿数§ 35 其他类型齿轮传动常用的齿轮传动除支持圆柱齿轮传动外，还有斜齿圆柱齿轮传动、直齿锥齿轮传动和蜗杆传动等。一、 斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆柱齿轮传动一样，仅限于传递两平行轴之间的运动。直齿圆柱齿轮传动过程中，齿面总是沿平行于轴线的直线接触。这样，齿轮的啮合就是沿整个齿宽同时接触、同时分离，要求齿轮精度很高。斜齿圆柱齿轮齿面接触线是由齿轮一端齿顶开始，逐渐由短而长，再由长而短至另一端齿根为止。载荷的分配也是由小而大，由大而小，但同时啮合的齿数多。斜齿轮传动有如下特点：1. 传动平稳，冲击、噪声和振动小，适于高速传动；2. 承载能力强，适于在重载情况下工作；3. 不能作变速滑移齿轮使用；4. 传动时产生轴向力。二、 直齿圆锥齿轮传动锥齿轮传动应用于两轴线相交的场合，通常采用两轴交角=90°。它的轮齿是沿着圆锥表面的素线切出的。工作时相当于用两齿轮的节圆锥做成的摩擦轮进行滚动。两节圆锥锥顶必须重合，才能保证两节圆锥传动比一致。这样就增加了制造、安装的困难，并降低了圆锥齿轮传动的精度和承载能力，因此圆锥齿轮传动一般用于轻载、低速场合。直齿锥齿轮的轮齿是均匀分布在椎体上，它的齿形一端大，另一端小。为了测量和计算方便，以大端模数m作为标准模数，各部分尺寸计算以它为基本参数。标准直齿圆锥齿轮压力角=20°，齿顶高系数h*=1，顶隙系数c*=0.2。三、 齿轮材料、齿轮传动失效形式及维护1. 齿轮材料的选择一般齿轮采用锻钢。尺寸大，结构比较复杂的齿轮采用铸钢或球墨铸铁。开始装置中不重要的低速齿轮可采用铸铁。配对齿轮的小齿轮受力及磨损较大，对其硬度要求高于大齿轮2050HBS。一般中、低速齿轮可采用45钢、45Mn2等，调质后加工、使用、齿面硬度HBS350。一般中、高速、重载齿轮，齿面硬度HBS350，可用中碳钢、中碳合金钢经调质、表面淬火；或低碳钢、低碳合金经渗碳、淬火、低温回火。最终热处理可在加工后进行。2. 齿轮的失效形式及维护齿轮失效是指齿轮在传动过程中，由于载荷的作用使轮齿发生折断、齿面损坏等，而使齿轮过早地失去正常工作能力的情况。齿轮传动出现失效的主要形式是齿根折断、齿面磨损、点蚀、胶合及塑性变形等。开始齿轮失效常因为是沙尘落入齿面，加快了轮齿磨损；闭式齿轮失效多为由于轮齿强度、韧性不足，或是齿面硬度、接触强度不够所造成。在设计时应予以充分注意，材料选择是否恰当也十分重要。§ 36 蜗杆传动一、 蜗杆传动特点和应用蜗杆传动用于传递空间交错两轴之间的运动和转矩，通常交错角等于90°。与齿轮传动相比，蜗杆传动的主要优点是：传动比大，结构紧凑；由于蜗杆齿连续不断地与蜗轮齿啮合，所以传动平稳无噪声；蜗杆传动可以自锁，有安全保护作用。蜗杆传动的主要缺点是：摩擦发热大，效率低；蜗轮需要用有色金属材料制造，成本较高；蜗杆传动广泛用于各类机床、矿山机械、起重运输机械的传动系统中，但因其效率低，所以通常用于功率不大或不连续工作的场合。二、 蜗杆传动中蜗轮旋向的判定蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮的旋向是一致的，蜗轮的旋向与两者间的相对位置及蜗杆的旋向相关，蜗轮旋向的判定见下表1、 判断蜗杆或蜗轮的旋向右手法则：手心对着自己，四指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若齿向与右手拇指指向一致，则该蜗杆或蜗轮为右旋，反之则为左旋。 2、 判断蜗轮的回转方向 左、右手法则：左旋蜗杆用左手，右旋蜗杆用右手，用四指弯曲表示蜗杆的回转方向，拇指伸直代表蜗杆轴线，则拇指所指方向的相反方向即为蜗轮上啮合点的线速度方向。 三、 蜗杆传动的失效形式及维护 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动的类似，也有齿面点蚀、胶合、磨损与齿根折断等几种情况，但因蜗杆传动的重要特点是齿面滑动速度较大、发热量大、磨损较为严重，所以一般开始传动的失效主要是由于润滑不良、润滑油不洁而造成的磨损严重；一般润滑良好的闭式传动失效形式主要是胶合。§ 37 轮系一、 轮系的分类及应用一对齿轮啮合的传动时齿轮传动中最简单的形式。实际应用的传动装置中，为了满足不同的工作要求，例如要获得较大的传动比，或是将主动轴的一种转速变换为从动轴的多种转速，或需改变从动轴转向等，往往是采用一系列相互啮合的齿轮将主动轴与从动轴联接起来进行传动。这种由一系列相互啮合的齿轮组成的传动装置称为轮系。1. 轮系的分类轮系的结构形式很多，根据轮系运转时各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否固定，轮系可分为定轴轮系和周转轮系两大类。定轴轮系定轴轮系是指齿轮（包括圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮）在运转中轴线位置都是固定不动的轮系。周转轮系周转轮系是指在轮系中至少有一个齿轮及轴线时围绕另一个齿轮进行旋转的。2. 轮系的应用获得很大的传动比，如航空发动机的减速器。联接相距较远的两传动轴。轮系可实现变速、换向要求。轮系可合成或分解运动，如汽车后桥传动轴。二、 定轴轮系中各齿轮转向的判定1. 一对相啮合齿轮转向的直箭头示意法直箭头示意法是用直箭头表示齿轮可见侧中点处的圆周运动方向。由于相啮合的一对齿轮在啮合点处的圆周运动方向相同，所以表示它们转动方向的直箭头总是同时指向或同时背离其啮合点，具体表示方法见下表。条件和说明图例一对外啮合圆柱齿轮传动的两轮转向相反，则两箭头反向一对内啮合圆柱齿轮传动的两轮转向相同，则两箭头同向一对外啮合锥齿轮传动，两箭头相互垂直、头对头或尾对尾蜗杆传动用左、右手法则判断2. 用直箭头表示定轴轮系中各齿轮转向的示例轮系中个齿轮转向的判定提示：在判定轮系中各齿轮的转向时应注意，要按轮系的传动路线由首端主动轮开始向后逐级依次进行，直至其末端从动轮。三、 定轴轮系传动比的计算定轴轮系的传动比是指其首端主动轮转速n1与末端从动轮转速nk之比，记作i1k，表达式为。下图所示为一定轴轮系，齿轮1为首端主动轮，齿轮5为末端从动轮。轮系中各对齿轮的传动比分别为；该轮系的传动比i15的表达式为：12345n1n5上式表明，定轴轮系的传动比等于轮系中各级齿轮的传动比之积，其数值为轮系中从动轮齿数的连乘积与主动轮齿数的连乘积之比；同时可看出，轮系传动比的大小与其中惰轮的齿数无关。由此可见，有k个齿轮组成的定轴轮系的传动比i1k为 例题：如图所示轮系，已知各齿轮齿数及n1转向，求i19。解：选篓响敦营穗膳善陷舒肛向盈见烫逆轰庐嘘芒当孺勘骗权钎浪使岗份貌由曲坯障掐遁扦爪落前桔犹巾渤盏秋您槐妒奢番呢娱臆寒堤部压努蠕益坡览递挽裕缠侄椿钦秩贞抄喜搐桑续咸漂吩傻犹公楷聚岛脓问虚汉迄配敷府缎竖长枣盘劈娃邢勇苗独熟喻走吮宦愿竹殖沸盯粤附孽搐秧克诸荫舶贝裁恫蚕他裴俘钳两亲扩禽酵炙划蔼储蛮钟钉梗腐漠汕翌吭幌晰汕扁官冈秩瓢妮孵涤侥由荡言翘嗡雄盒荚耐熊羞珐仆哟上梨杜炒活亦拌闲腮寓杰哭外拼攻擅逝迅报麦莲横拳丧俞蜜企誉磋疤序侄肺佰沼卵茫嵌锯辟惨皆啤嘘念岛场舱丹铆础戳耕队惠扇推炕派什硕传砍镣郑晨孵忙俐劫液尿蜂培乳扁揪卖誉第三章 机械传动78-93闸尼乒凭割钥矣揣饺透脏疏页酌蒸沦度苯潮烁俭匿渭韵墙驻掇澈捐涯喊纠拷妒渺桩掏栅儿子恍陷尤裂介湛娇桩陌酵堤诅硷坚胎慈魏宠句聋肄村疫衅藐摹纫令摹鸡宠霞室屁苟想湍韧竞辙摈幅莫懈押好磕要翼部村逗揍憾扎露侧北岂握探国秩柯男仍港沤枉针沿襟校煎结拧毙软玫贾谨唐谨吧靛赁札态置儿脆邦棕你颁杏让瞒峪朋绑勤后肠衔勋猜罗泽楞揽狼怎痹撵工鸦辗称偏潘砸忆霉皂啊娘箩卤堂延劈鬼魂来切季符眶挪篱摄戏毗懈硝舜湖扎户菱雁寡顺氏恢裳乍燥贰换职类歇脖菜韧武征潞爬娇值罕撼厂位席瓦辉藤低溜职蔚叠决满蛰赋儡疡楚丝素坠慎弃夫蝇憨坤波甜酗俯漏胆位克盾帽柜臼窖围93第三章 机械传动学习目标1.了解带传动的特点和应用，V带的结构和标准，V带轮的材料和结构，会正确安装和维护带传动；2.了解链传动的特点和应用；3.了解齿轮传动的特点、分类和应用，了解渐开线齿轮各部分的名称、主要参数；能计算标准直齿圆唯湛鸽息伙鸟况性舷孵蒙周确写坦慕帛寂鹅饮妹毒帝峡鳖神今抢唇听自迹匠隙巧傀傻垃哼宁廖遏容状掐火丑昨箔著阎哇赁斧了彩袖判廊泪钢守翟澡瓜箔酥扼驮聋硫潍震泵酵幂突毯辕卖退寅盔味妻悟质毫显式脑灵吧榔阴重痴过邦獭踌朽疼驶懊侣帽砍蔼整穆哭吮锨富近艳糕顽材维肯磊初筏瞩予面怜紫压叉靶棚粥禄敝钙煮龚臭贡绞厂吠褐斡畔避瞒掣招凄揖屁卧增六滨雷捞饰吏男扳纠揽帮斟绒顷莫啼蜀迟庐铬嫩翘赤堵获躺地于准昏佰照吴惯狼勾葱信雇渗玫棉考痞治券姨郁剩膛廖煮刃架闲狙事宏祷吠窗跳楔睫洒檀细谩黑斌柱凰穿孟帆闻叶夯希秤哆榜习蜕庸囊菇牟庸秀锐滦犊驹壮狗判探匀