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機械基礎(chǔ) 阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學校張智 第一章帶傳動 帶傳動是利用張緊在帶輪上的傳動帶與帶輪的摩擦或嚙合來傳遞運動和動力的 鏈傳動屬于具有中間撓性元件的嚙合傳動 鏈傳動與摩擦帶傳動相比 鏈傳動的傳動比準確 傳動效率稍高 能在惡劣環(huán)境下工作 1 帶傳動2 鏈傳動3 v帶傳動的認識和使用 1 1帶傳動類型 特點和應(yīng)用 1 帶傳動的類型帶傳動是由主動帶輪 從動帶輪和傳動帶所組成 分為摩擦帶傳動和嚙合帶傳動兩大類 按帶橫截面的形狀 帶傳動可分為平帶傳動 v帶傳動 圓帶傳動和同步帶傳動等 其中平帶傳動 v帶傳動 圓帶傳動為摩擦帶傳動 同步帶傳動為嚙合帶傳動 1 1帶傳動類型 特點和應(yīng)用 2 帶傳動的特點和應(yīng)用 1 傳動帶有彈性 能緩沖 吸振 傳動較平穩(wěn) 噪音小 2 摩擦帶傳動在過載時帶在帶輪上的打滑 可防止損壞其他零件 起安全保護作用 但不能保證準確的傳動比 3 結(jié)構(gòu)簡單 制造成本低 適用于兩軸中心距較大的傳動 4 傳動效率低 外廓尺寸大 對軸和軸承壓力大 壽命短 不適合高溫易燃場合 帶傳動常用于中小功率的傳動 摩擦帶傳動的工作速度一般在5 25m s之間 嚙合帶傳動的工作速度可達50m s 摩擦帶傳動的傳動比一般不大于7 嚙合帶傳動的傳動比可達10 1 2平帶傳動 1 平帶傳動的形式及使用特點平帶的橫截面為扁矩形 工作時 帶的環(huán)形內(nèi)表面與輪緣接觸 結(jié)構(gòu)簡單 帶輪易制造 成本較低 且平帶較薄 撓曲性好 適于高速傳動 又因平帶的柔性較好 故又適于平行軸的交叉?zhèn)鲃雍拖噱e軸的半交叉?zhèn)鲃?其傳動形式有三種 即 開口傳動 交叉?zhèn)鲃雍桶虢徊鎮(zhèn)鲃?平帶傳動形式和有關(guān)參數(shù)計算如表所示 1 2平帶傳動 通常使用的平帶是橡膠帆布帶 另外還有皮革帶 棉布帶等 平帶的接頭一般應(yīng)用圖示的幾種方法 經(jīng)膠合和縫合的接頭 傳動時沖擊小 傳動速度可以高一些 鉸鏈帶扣的接頭傳遞的功率較大 但速度不能太高 否則會引起強烈的沖擊和振動 當速度過高時 可采用輕而薄的高速傳動帶 通常是用滌綸纖維繩作強力層 外面用耐油橡膠粘合而成的無接頭的環(huán)形帶 1 2平帶傳動 2 平帶傳動的主要參數(shù) 1 傳動比帶輪的轉(zhuǎn)速與其直徑成反比 通常平帶傳動采用的傳動比為 5 2 帶輪的包角 就是帶與帶輪接觸面的弧長所對應(yīng)的中心角 包角越小 接觸面的弧就越短 接觸面之間所產(chǎn)生的摩擦力總和也就越小 所以必須保證要有足夠大的包角 一般要求包角 120 由于大帶輪的包角總比小帶輪的包角大 所以只要驗算小帶輪的包角是否符合要求即可 3 平帶的幾何長度平帶的幾何長度可按公式來計算 這樣計算出的長度稱為計算長度 在實際使用中 還必須考慮膠帶裝在帶輪上的張緊量 懸垂量 中心距較大時 和膠帶的接頭量 1 3v帶傳動 1 普通v帶 1 v帶的結(jié)構(gòu)普通v帶是無接頭的環(huán)形帶 截面形狀為等腰梯形 兩側(cè)面為工作面 夾角 v帶分為簾布結(jié)構(gòu)和線繩結(jié)構(gòu)兩種 v帶由頂膠層1 抗拉層2 底膠層3和包布層4組成 頂膠層和底膠層均為橡膠 包布層由幾層橡膠布組成 是帶的保護層 簾布結(jié)構(gòu)抗拉強度高 制造方便 一般場合采用簾布結(jié)構(gòu) 而線繩結(jié)構(gòu)比較柔軟 適用于轉(zhuǎn)速較高 帶輪直徑較小場合 2 v帶的型號v帶已標準化 按截面高度與節(jié)寬比值不同 v帶又可分為普通v帶 窄v帶 半寬v帶和寬v帶等多種形式 普通v帶按截面尺寸由小到大分別為y z a b c d e七種型號 其中e型截面積最大 其傳遞功率也最大 生產(chǎn)現(xiàn)場中使用最多的是a b c三種型號 1 3v帶傳動 v帶繞在帶輪上產(chǎn)生彎曲 頂膠層受拉伸長 底膠層受壓縮短 其中必有一處既不受拉也不受壓 周長不變 在v帶中這種保持原長度不變的任一條周線稱為節(jié)線 圖a 由全部節(jié)線構(gòu)成的面稱為節(jié)面 圖b 節(jié)面寬度稱為節(jié)寬 在v帶輪上 與所配用v帶節(jié)面處于同一位置的槽形輪廓寬度稱為基準寬度 基準寬度處的帶輪直徑稱為基準直徑 v帶在規(guī)定張緊力下 位于帶輪基準直徑上的周線長度稱為基準長度 v帶的型號和基準長度都壓印在膠帶的外表面上 以供識別和選用 例如 b2500 即表示b型v帶 基準長度為2500mm 1 3v帶傳動 3 v帶的使用特點v帶與平帶傳動一樣 都是依靠傳動帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力的 但v帶是利用帶和帶輪梯形槽面之間的摩擦力來傳遞動力的 所以傳遞能力比平帶大 一般在相同條件下 可增大三倍 因此 在同樣條件下 v帶傳動的結(jié)構(gòu)較平帶傳動緊湊 故一般機械傳動中廣泛使用v帶傳動 但v帶傳動的效率低于平帶傳動 且價格較貴 壽命較短 v帶傳動多采用開口式 它的傳動比 帶輪包角 基準長度計算均與開口平帶相同 2 v帶帶輪 1 帶輪材料帶輪常采用灰鑄鐵制造 轉(zhuǎn)速較高時 用鑄鋼或輕合金 以減輕重量 低速轉(zhuǎn)動和小功率傳動時 常采用木材和工程塑料 2 帶輪結(jié)構(gòu)v帶輪通常由輪緣 輪輻組成 帶輪的外圈是輪緣 在輪緣上有梯形槽 帶輪的結(jié)構(gòu)形式有四種 分別為實心式 腹板式 孔板式和輪輻式結(jié)構(gòu) 1 3v帶傳動 4 帶輪的溝槽尺寸膠帶繞帶輪時會彎曲 此時膠帶節(jié)面外側(cè)受拉伸長 其橫向相應(yīng)收縮 內(nèi)側(cè)受壓縮短 其橫向擴張 其結(jié)果將使v帶的橫截面變形 標準值減小 為保證彎曲變形后的膠帶兩側(cè)仍能與帶輪貼合 應(yīng)將輪槽角制成比40 略小些 帶輪直徑越小 帶彎曲變形越厲害 輪槽角應(yīng)越小 3 v帶傳動的選用對于v帶傳動的選用 主要是確定使用v帶的型號 長度 根數(shù) 對于兩帶輪的基準直徑 中心距等也都要選用恰當 使v帶不產(chǎn)生過大的彎曲應(yīng)力 速度 包角等在允許的范圍內(nèi) v帶傳動的選用方法 一般可按以下幾個步驟進行 1 確定計算功率 2 確定型號 根據(jù)計算功率和主動輪轉(zhuǎn)速 查帶選型圖 1 3v帶傳動 3 選用帶輪基準直徑 要符合基準直徑系列及最小基準直徑允許值要求 4 驗算v帶速度 5 初定中心距 初算基準長度 6 按標準選取基準長度 計算實際中心距 7 驗算小帶輪包角 8 確定v帶根數(shù) 1 3v帶傳動 4 v帶傳動的安裝和維護 1 選用的v帶型號和長度不要搞錯 以保證v帶截面在輪槽中的正確位置 v帶的外邊緣應(yīng)與帶輪的輪緣取齊 新安裝時可略高于輪緣 圖a 使v帶與輪槽的工作面充分接觸 如果v帶的外邊緣高出輪緣太多 圖b 則接觸面積減小 會使傳動能力降低 如果v帶陷入輪緣太深 圖c 則會使v帶的底面與輪槽的底面接觸 從而使v帶的兩工作側(cè)面接觸不良 v帶與帶輪之間的摩擦力喪失 2 安裝帶輪時 兩帶輪軸軸線應(yīng)相互平行 主動輪和從動輪槽必須調(diào)整在同一平面內(nèi) 1 3v帶傳動 3 v帶的張緊程度調(diào)整適當 一般可根據(jù)經(jīng)驗來調(diào)整 如在中等中心距的情況下 v帶的張緊程度 以大拇指能按下15mm左右為合適 4 套裝帶時不得強行撬入 應(yīng)先將中心距縮小 將帶套在帶輪輪槽上后 再慢慢調(diào)大中心距 使帶張緊 5 對v帶傳動應(yīng)定期檢查有無松弛和斷裂現(xiàn)象 以便及時張緊和更換v帶 更換時必須使一組v帶中的各根帶的實際長度盡量相等 以使各根v帶傳動時受力均勻 所以要求成組更換 6 v帶傳動裝置必須裝安全防護罩 以防止絞傷人 也可防止油 酸 堿和其他雜物飛濺到v帶上而對v帶腐蝕和影響傳動 另外使用防護罩還可防止v帶在露天作業(yè)下的曝曬和灰塵 避免過早老化 7 帶傳動主要失效形式 靠摩擦工作的帶傳動 當傳遞的載荷超過帶與帶輪之間的最大摩擦力時 帶傳動將出現(xiàn)打滑 這是帶傳動的主要失效形式之一 另外因為帶在傳動中 帶承受的是變應(yīng)力 當應(yīng)力超過極限值時 傳動帶的局部將出現(xiàn)簾布 或線繩 與橡膠脫離現(xiàn)象 即脫離 以至斷裂 喪失傳動能力 這種現(xiàn)象稱疲勞損壞 它將引起帶傳動失效 嚴重的疲勞損壞可導致膠帶斷裂 1 4帶傳動的張緊裝置 帶傳動的張緊裝置可采用調(diào)整中心距和使用張緊輪兩種方法 1 調(diào)整中心距一般利用調(diào)整螺釘來調(diào)整中心距 在水平傳動 或接近水平 時 電動機裝在滑槽上 利用調(diào)整螺釘調(diào)整中心距 圖a 圖b所示為垂直傳動 電動機可裝在托架座上 利用調(diào)整螺釘來調(diào)整中心距 也可利用電動機自身的重量下垂 以達到自動張緊的目的 圖c 這種方法多用在小功率的傳動中 1 4帶傳動的張緊裝置 2 使用張緊輪當中心距不能調(diào)整時可采用張緊輪裝置 圖a所示 為平帶傳動時采用的張緊輪裝置 它是利用重錘使張緊輪張緊平帶 平帶傳動時的張緊輪應(yīng)安放在平帶松邊的外側(cè) 并要靠近小帶輪處 這樣小帶輪的包角得以增大 提高了平帶的傳動能力 圖b所示 為v帶傳動時采用的張緊輪裝置 對于v帶傳動的張緊輪 其位置應(yīng)安放在v帶松邊的內(nèi)側(cè) 這樣可使v帶傳動時只受到單方向的彎曲 同時張緊輪應(yīng)盡量靠近大帶輪的一邊 這樣可使小帶輪的包角不至于過分減小 1 5v帶傳動的認識和使用 1 v帶及帶輪的認識 v帶的結(jié)構(gòu) 標準v帶傳動是依靠帶的兩側(cè)面與帶輪輪槽側(cè)面相接觸而工作的 普通v帶是無接頭的環(huán)形帶 截面形狀呈梯形 工作面為兩側(cè)面 我國生產(chǎn)的v帶分為簾布 線繩兩種結(jié)構(gòu) 普通v帶已標準化 按截面尺寸由小到大有y z a b c d e七種型號 標記為 型號 標準長度 標準編號 例如 a1250gb11544 89表示標準長度為1250mm的a型v帶 帶輪的材料 結(jié)構(gòu)帶輪是帶傳動中的重要零件 它必須滿足下列條件 質(zhì)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(zhuǎn)穩(wěn)定 2 v帶的選用 應(yīng)按設(shè)計要求選取帶型 基準長度和根數(shù) 要注意帶的型號和基準長度不要搞錯 以保證v帶在輪槽中的正確位置 v帶在輪槽中應(yīng)有正確的位置 如圖所示 v帶按帶的長度公差值大小 分別標有 0 等三檔標記 對于多根v帶傳動 要選擇公差值在同一檔次的帶配成一組使用 新 舊帶不能同組混用 否則各帶受力就不均勻 3 v帶的安裝與調(diào)整 按初估中心距安裝電動機和減速器 并擰緊固定螺栓 固定減速器和電動機 安裝帶輪 在減速器輸入軸上安放鍵 安裝大帶輪 固緊軸端擋圈 同樣 在電機軸上安裝小帶輪 安裝帶輪時 兩輪的軸線應(yīng)平行 端面與中心垂直 且兩帶輪裝在軸上不得晃動 否則會使傳動帶側(cè)面過早磨損 安裝v帶 安裝v帶時不得強行撬入 應(yīng)按計算的中心距適當縮小 待將傳動v帶套在帶輪槽后再擰緊調(diào)整螺釘進行張緊 以使帶松緊適度 一般可憑經(jīng)驗來控制 帶張緊程度以大拇指能按下10 15mm為宜 檢查輪槽對正 對于中心距較小的帶傳動 可直接用丁字尺檢查 對于中心距較大的帶傳動 可用拉線法檢查 檢查與調(diào)整帶的松緊程度 當兩帶輪的中心距能夠調(diào)整時 可采用下圖所示的方法使傳動帶具有一定的張緊力 圖a適用于兩軸線水平或傾斜不大的傳動 圖b適用于垂直或接近垂直的傳動 圖c適用于中 小功率傳動 當中心距不能調(diào)整時 可采用張緊輪定期將傳動帶張緊 如圖所示 安裝 調(diào)整完畢后 緊固所有緊固螺釘 4 v帶的使用維護 在使用過程中要對帶進行定期檢查且及時調(diào)整 若發(fā)現(xiàn)個別v帶有疲勞撕裂現(xiàn)象時 應(yīng)及時更換所有v帶 嚴防v帶與酸 堿 油類等對橡膠有腐蝕作用的介質(zhì)接觸 盡量避免日光曝曬 為了保證安全生產(chǎn) 應(yīng)給v帶傳動加裝防護罩 1 6同步帶傳動 同步帶的工作面有齒 如圖所示 帶輪的輪緣表面有相應(yīng)的齒 帶與帶輪依靠嚙合進行傳動 因為是嚙合傳動 帶與帶輪間沒有相對滑動 故稱同步帶傳動 同步帶通常以鋼絲繩或玻璃纖維繩為抗拉體 氯丁橡膠或聚氨脂為基體 由于抗拉體受載后變形很小 仍能保持同步帶周節(jié)不變 傳動比恒定 此種帶薄而輕 可用于較高速度 傳動時線速度可達50m s 80m s 傳動比可達10 20 傳動效率高 可達98 缺點是帶與帶輪的制造工藝復(fù)雜 成本較高 安裝精度要求較高 同步帶適合于中小功率 傳動比要求精確的場合 如數(shù)控機床 繪圖儀 打印機等精密機械 第二章螺旋傳動 螺紋聯(lián)接是利用具有螺紋的零件將需要相對固定的零件聯(lián)接在一起 這種聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡單 工作可靠 裝拆方便 成本低等優(yōu)點 因此應(yīng)用廣泛 螺旋傳動是由螺桿 螺母和機架組成 可將回轉(zhuǎn)運動變換為直線運動 它們都是利用螺紋零件工作的 2 1螺紋的種類及應(yīng)用2 2螺旋傳動2 3普通螺旋傳動的應(yīng)用 2 1 1螺紋的形成與分類 1 螺紋形成如圖所示 將直角三角形abc繞到直徑為d的圓柱上 并使其底邊ab與圓柱底面的圓周線重合 則斜邊ac在圓柱體表面就形成了一條螺旋線 螺紋是在該圓柱面上 沿螺旋線所形成的 具有相同剖面的凸起和溝槽 2 螺紋分類 1 按螺旋線繞行方向 螺紋可分為右旋螺紋和左旋螺紋 順時針旋入的為右螺紋 逆時針旋入的為左螺紋 也可用右手判斷 手心對著自己 螺紋的旋向與右手大拇指一致為右螺紋一般常用右螺紋 2 按螺旋線的數(shù)目 螺紋可分為單線螺紋和多線螺紋 單線螺紋一般用于聯(lián)接 多線螺紋多用于傳動 3 按螺紋截面形狀 螺紋可分為三角形 梯形 鋸齒形 矩形以及其他特殊形狀的螺紋 4 按用途不同 一般可將螺紋分為聯(lián)接螺紋和傳動螺紋 2 1 2常用螺紋的應(yīng)用 常用的螺紋有普通螺紋 管螺紋 矩形螺紋 梯形螺紋和鋸齒形螺紋等 除矩形螺紋外 其它螺紋均已標準化 除管螺紋采用英制外 均采用公制 應(yīng)用見表所示 表5 1常用螺紋的牙型與應(yīng)用 2 2 1普通螺紋的主要參數(shù) 普通螺紋主要參數(shù)有8個 即大徑 小徑 中徑 螺距 線數(shù) 導程 牙型角和螺紋升角 對標準螺紋來說 只要知道大徑 線數(shù) 螺距和牙型角就可以了 而其他參數(shù) 可通過計算或查表得出 1 大徑 d d 大徑是指與外螺紋牙頂 或內(nèi)螺紋牙底 相重合的假想圓柱面的直徑 內(nèi)螺紋用d表示 外螺紋用d表示 標準中將螺紋大徑的基本尺寸定為公稱直徑 是代表螺紋尺寸的直徑 2 小徑 d1 d1 小徑是指與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱面的直徑 內(nèi)螺紋用d1表示 外螺紋用d1表示 3 中徑 d2 d2 中徑是一個假想圓柱的直徑 該圓柱的母線通過牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方 假想圓柱稱為中徑圓柱 內(nèi)螺紋用d2表示 外螺紋用d2表示 4 螺距 p 螺距是相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離 用p表示 5 線數(shù) z 線數(shù)是指一個螺紋零件的螺旋線數(shù)目 用z表示 2 2 1普通螺紋的主要參數(shù) 6 導程 s 導程是指同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑上對應(yīng)兩點間的軸向距離 7 牙型角和牙側(cè)角 牙型角是指在螺紋牙型上相鄰兩牙側(cè)間的夾角 并用 表示 普通螺紋 60 牙側(cè)角是指在螺紋牙型上牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間夾角 并用 表示 8 螺紋升角 螺紋升角是指在中徑圓柱面上 螺旋線的切線與垂直與螺紋軸線的平面的夾角 9 螺紋旋合長度螺紋旋合長度是指兩個相互配合的螺紋 沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長度 三角形螺紋各部分名稱 2 3 1螺紋的代號與標記 1 普通螺紋螺紋代號由特征代號和尺寸代號組成 粗牙普通螺紋用字母m與公稱直徑表示 細牙普通螺紋用字母m與公稱直徑 螺距表示 當螺紋為左旋時 在代號之后加 左 字 例5 1 m40 表示公稱直徑為40毫米的粗牙普通螺紋 螺紋完整的標記是由螺紋代號 螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號組成 螺紋公差帶代號 包括中徑公差帶代號與頂徑公差帶代號 公差帶代號是由表示其公差等級數(shù)字和表示公差帶位置的字母所組成 標準規(guī)定內(nèi)螺紋有g(shù) h兩種基本偏差代號 外螺紋規(guī)定了g h e f四種 如6h 6g等 6 為公差等級數(shù)字 h 或 g 為基本偏差代號 公差帶代號標注在螺紋代號之后 中間用 分開 如果螺紋的中徑公差帶代號與頂徑公差帶代號不同 則分別標注 前者表示中徑公差帶 后者表示頂徑公差帶 如果中徑與頂徑公差帶代號相同 則只要標注一個代號即可 2 3 1螺紋的代號與標記 例5 2 m20 5g6g中 5g 為中徑公差帶代號 6g 為頂徑公差帶代號 對于一般使用的螺紋 不標注螺紋旋合長度及其代號 使用時按中等旋合長度確定 必要時在螺紋公差帶代號之后 加注旋合長度代號 s或l 中間用 分開 在特殊需要時還可注明旋合長度的數(shù)值 例5 3 m30 1 5g6g s中 s 表示短旋合長度 2 管螺紋 1 螺紋密封的管螺紋的標記由螺紋特征代號和尺寸代號組成 特征代號為 rc表示圓錐內(nèi)螺紋 rp表示圓柱內(nèi)螺紋 r表示圓錐外螺紋 尺寸代號的數(shù)字單位為英寸 例5 4 表示圓錐內(nèi)螺紋 公稱直徑 管子內(nèi)徑 為英寸 表示左旋圓錐外螺紋 公稱直徑 管子內(nèi)徑 為英寸 2 3 1螺紋的代號與標記 裝配時 內(nèi)外螺紋用斜線分開 左邊表示內(nèi)螺紋 右邊表示外螺紋 例5 5 表示公稱直徑為英寸的圓柱內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋配合 2 非螺紋密封的管螺紋的標記由螺紋特征代號 尺寸代號和公差等級代號組成 特征代號用字母g 內(nèi)螺紋的標記為特征代號g與尺寸代號兩項 外螺紋的標記為特征代號與尺寸代號和公差等級代號a或b三項 例5 6 尺寸代號為的管螺紋的標記為 內(nèi)螺紋 外螺紋 左旋內(nèi)螺紋 配合時標記為 內(nèi)螺紋與a級外螺紋配合 3 梯形螺紋梯形螺紋標記與普通螺紋相類似 由規(guī)格代號 公差帶代號和旋合長度三部分組成 例5 7 tr40 7lh 7h l中 tr 指梯形螺紋 40 指公稱直徑為40mm 7 指螺距為7mm lh 指左旋 右旋不注 7h 指中徑公差帶代號 頂徑公差帶代號不注 l 指長旋合長度 2 3 2螺紋聯(lián)接的基本類型 螺紋聯(lián)接是利用螺紋零件構(gòu)成可拆卸的固定聯(lián)接 螺紋聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡單 緊固可靠 裝拆迅速方便的特點 因此應(yīng)用極為廣泛 螺紋聯(lián)接的基本類型有螺栓聯(lián)接 雙頭螺柱聯(lián)接 螺釘聯(lián)接和緊定螺釘聯(lián)接四種 它們的結(jié)構(gòu) 主要尺寸關(guān)系 特點及應(yīng)用見表 表螺紋聯(lián)接的基本類型 2 3 3螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松方法 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊絕大多數(shù)螺紋聯(lián)接 裝配時都需要把螺母擰緊 使螺栓和被聯(lián)接件受到預(yù)緊力的作用 這種聯(lián)接叫做緊螺紋聯(lián)接 也有少數(shù)情況 螺紋聯(lián)接在裝配時不擰緊 這種聯(lián)接叫做松螺紋聯(lián)接 螺紋聯(lián)接預(yù)緊的目的是增強聯(lián)接的剛性 提高緊密性和防松能力 確保聯(lián)接安全工作 一般螺母的擰緊靠經(jīng)驗控制 重要的緊螺紋聯(lián)接 在裝配時常用測力矩扳手和定力矩扳手控制預(yù)緊力的大小 2 螺紋聯(lián)接的防松方法螺紋聯(lián)接件常為單線螺紋 滿足自鎖條件 在受靜載荷和工作溫度變化不大時 不會自行脫落 但在受沖擊 振動和變載荷作用下 以及工作溫度變化很大時 這種聯(lián)接有可能自松 影響工作 甚至發(fā)生事故 為了保證螺紋聯(lián)接安全可靠 必須采取有效的防松措施 常用的防松措施有摩擦力防松和機械防松兩類 2 3 3螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松方法 表螺紋聯(lián)接防松方法簡表 2 4螺旋傳動 螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求 它主要用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動 同時傳遞動力 如圖所示 借助開合螺母與長螺桿嚙合實現(xiàn)車床縱向進給運動 螺旋傳動的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單 承載能力大 傳動平穩(wěn)無噪聲 能實現(xiàn)自鎖要求 傳動精度高 孤廣泛應(yīng)用于機床進給機構(gòu) 螺旋起重機和螺旋壓力機中 缺點是螺紋之間產(chǎn)生較大的相對滑動 摩擦磨損嚴重 傳動效率低 但由于滾動螺旋和靜壓螺旋的應(yīng)用使磨損和效率問題得到了很大的改善 螺旋傳動在機床 起重機械 鍛壓設(shè)備等場合應(yīng)用廣泛 常用螺旋傳動有 普通螺旋傳動 相對位移螺旋傳動 差動位移螺旋傳動和滾珠螺旋傳動 機床刀架進給機構(gòu) 2 4 1普通螺旋傳動 普通螺旋傳動是由螺桿和螺母組成的簡單螺旋副 其螺桿 或螺母 的移動方向不僅與螺桿 或螺母 的回轉(zhuǎn)方向有關(guān) 還和螺旋方向有關(guān) 螺桿或螺母的移動方向可用左 右手螺旋法則來判定 左旋螺桿 或螺母 伸左手 右旋螺桿 或螺母 伸右手 并半握拳 四指順著螺桿 或螺母 的旋轉(zhuǎn)方向 大拇指的指向即為螺桿 或螺母 的移動方向 若螺桿原地轉(zhuǎn)動 螺母移動時 與大拇指指向相反方向 即為螺母移動方向 在普通螺旋傳動中 螺桿 或螺母 的移動距離 由導程決定 即 式中 l 移動距離 mm min n 轉(zhuǎn)速 r min s 導程 mm 螺桿或螺母移動方向判定 2 4 1普通螺旋傳動 普通螺旋傳動的應(yīng)用形式有 1 螺母不動 螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運動 如千斤頂 臺式虎鉗等 2 螺桿不動 螺母回轉(zhuǎn)并作直線運動 如龍門刨床垂直刀架的水平移動 千斤頂?shù)?3 螺桿原地回轉(zhuǎn) 螺母作直線運動 多用于機床進給機構(gòu) 如車床大溜板的縱向進給和中溜板的橫向進給 4 螺母原位回轉(zhuǎn) 螺桿往復(fù)運動 如應(yīng)力試驗機上的觀察鏡螺旋調(diào)整裝置 螺桿位移的臺式虎鉗 螺旋千斤頂 螺桿原位回轉(zhuǎn) 螺母往復(fù)運動 螺母原位回轉(zhuǎn)螺桿往復(fù)運動 2 4 2相對位移螺旋傳動 下圖為相時位移螺旋傳動在自動定心夾具上的應(yīng)用實例 在螺桿1上 a段為左旋螺紋 b段為右旋螺紋 這兩段螺紋的導程相等 當螺桿1在支架3的支承內(nèi)轉(zhuǎn)動時 兩個滑動螺母2和4將產(chǎn)生較快的相對運動 以等速趨近或遠離 達到使夾具自動定心的要求 相對位移螺旋傳動 常用于機械加工的自動定心裝置和常用兩腳劃規(guī)中 相對位移螺旋機構(gòu) 2 4 3差動螺旋傳動 在有些微調(diào)裝置如測微器 分度機構(gòu) 機床刀具微調(diào)機構(gòu)中 常希望在主動件轉(zhuǎn)動較大角度時 從動件只作微量位移 這時可采用差動位移螺旋傳動 如圖所示 螺桿1分別與機架3及活動螺母2組成a和b兩段螺旋副 a段為固定螺母 b段為活動螺母 它不能回轉(zhuǎn)而能沿機架導向槽內(nèi)移動 兩段螺紋旋向相同 當螺桿轉(zhuǎn)動 螺母2的實際移動距離為 如兩段螺紋旋向相反 則實際移動距離為 式中 l 活動螺母實際移動距離 n 絲桿1的轉(zhuǎn)速 sa 固定螺母的導程 sb 活動螺母的導程 計算結(jié)果l為 值 說明活動螺母2的實際移動方向與螺桿1相同 反之 與螺桿1移動方向相反 差動位移螺旋機構(gòu) 2 4 4滾珠螺旋傳動 普通螺旋傳動具有許多優(yōu)點 但其螺旋副的摩擦是滑動摩擦 磨損嚴重 影響傳動精度 效率低 不能滿足高速度 高效率和高精度的傳動要求 為改善螺旋傳動的功能 可將螺旋副做成滾道 并在滾道間充滿滾珠 使螺旋副的摩擦成為滾動摩擦 這種螺旋稱為滾珠螺旋或滾珠絲杠 滾珠螺旋按滾珠循環(huán)方式可分為外循環(huán)式和內(nèi)循環(huán)式兩種 滾珠螺旋傳動的特點 1 摩擦損失小 效率較高 90 以上 摩擦因數(shù)約為0 002 0 005 且與運轉(zhuǎn)速度關(guān)系不大 所以起動轉(zhuǎn)矩接近于運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 運轉(zhuǎn)穩(wěn)定 2 磨損很小 可調(diào)整方法消除間隙并產(chǎn)生一定的預(yù)變形來增加剛度 故傳動精度很高 3 不具有自鎖性 可以變直線運動為旋轉(zhuǎn)運動 但滾珠螺旋傳動的結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造困難 成本高 有些機構(gòu)中為防止逆轉(zhuǎn) 還需另加自鎖機構(gòu) 由于滾珠螺旋傳動具有以上一些優(yōu)點 早已在汽車和拖拉機轉(zhuǎn)向機構(gòu)中得到應(yīng)用 目前主要應(yīng)用在精密傳動的數(shù)控機床上 以及自動控制裝置和精密測量儀器中 滾珠螺旋傳動 2 4 5普通螺旋傳動的應(yīng)用 1 實驗?zāi)康?1 熟悉普通螺旋傳動的應(yīng)用形式 2 掌握連接件的安裝與拆卸方法 3 熟悉常用裝拆工具的用法 2 實驗內(nèi)容 1 觀察普通螺旋傳動的應(yīng)用形式 2 安裝與拆卸螺紋連接件 3 實驗工具旋具 螺絲刀 各種類型的扳手 手錘 機油 沖子 鏟子 尖嘴鉗 銼刀 零件存放盤等4 實驗過程 1 觀察普通螺旋傳動 螺母固定不動 螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運動此形式通常應(yīng)用于臺虎鉗 螺旋壓力機 干分尺等 螺桿固定不動螺母回轉(zhuǎn)并作直線運動此形式通常應(yīng)用于螺旋千斤頂 插齒機刀架傳動等 螺桿回轉(zhuǎn)螺母作直線運動此形式通常應(yīng)用于機床工作臺移動機構(gòu) 機床的滑板移動機構(gòu)等 螺母回轉(zhuǎn)螺桿作直線運動此形式通常應(yīng)用于應(yīng)力試驗機上的觀察鏡螺旋調(diào)整裝置 2 4 5普通螺旋傳動的應(yīng)用 2 螺紋連接件的拆卸選擇好工具 觀察拆裝螺紋連接件的扳手空間 正確選用扳手規(guī)格 按順序拆卸 并將拆卸零件按順序擺放在零件存放盤內(nèi) 邊拆卸邊觀察連接結(jié)構(gòu)及螺紋防松的方法 做好記錄 3 螺紋連接的裝配 雙頭螺柱的裝配方法由于雙頭螺柱沒有頭部 無法將旋入端緊固 常采用螺母對頂或螺釘與雙頭螺柱對頂?shù)姆椒▉硌b配雙頭螺柱 見圖 用雙螺母對頂裝配雙頭螺柱的具體方法是先將兩個螺母相互鎖緊在雙頭螺柱上 然后用扳手扳動上面一個螺母 把雙頭螺柱擰入螺孔中緊固 見圖a 雙頭螺柱擰入法 2 4 5普通螺旋傳動的應(yīng)用 用螺釘與雙頭螺柱對頂裝配雙頭螺柱的具體方法是用螺釘來阻止長螺母和雙頭螺柱之間的相對運動 然后扳動長螺母 雙頭螺柱即可擰入螺孔中 松開螺母時 應(yīng)先使螺釘回松 見圖1b 裝配雙頭螺柱時 必須注意如下幾點 1 首先將螺紋和螺孔的接觸面清除干凈 然后用手輕輕地把螺母擰到螺紋的終止處 2 雙頭螺柱與螺孔的配合應(yīng)有足夠的堅固性 保證裝拆螺母時 雙頭螺柱不能有任何松動現(xiàn)象 3 雙頭螺柱的軸心線必須與被聯(lián)接件的表面垂直 螺母和螺紋的裝配方法1 螺母或螺釘與零件貼合的表面應(yīng)當經(jīng)過加工 否則容易使聯(lián)接松動或使螺釘彎曲 2 螺母或螺釘和接觸表面之間應(yīng)保持清潔 螺孔內(nèi)的臟物應(yīng)當清理干凈 3 裝配時 必須對擰緊力矩加以控制 2 4 5普通螺旋傳動的應(yīng)用 4 在裝配過程中必須保證裝配工具和零件有活動的余地 例如圖2a所示的螺釘布置在裝配時 不能容納扳手活動 這樣的螺釘無法裝拆 因此必須按圖2b布置 留有扳手操作的空間 參數(shù)m a1 d見行業(yè)標準jb zq4005 1984 扳手空間 螺釘?shù)暮侠聿贾?第三章鏈傳動 鏈傳動由主動鏈輪1 從動鏈輪3和傳動鏈2組成 鏈傳動靠鏈條與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞平行軸間的運動和動力 2 1鏈傳動的傳動比鏈傳動中 主動鏈輪的齒數(shù)為z1 轉(zhuǎn)速為n1 從動鏈輪的齒數(shù)為z2 轉(zhuǎn)速為n2 由于是嚙合傳動 在單位時間里兩鏈輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)應(yīng)相等 即 并用表示傳動比 所以 3 1鏈傳動的傳動類型 鏈傳動的類型很多 按用途不同 鏈傳動分為傳動鏈 起重鏈和牽引鏈 傳動鏈用于傳遞運動和動力 起重鏈用于起重機械中提升重物 牽引鏈用于運輸機械驅(qū)動輸送帶等 傳動鏈種類繁多 最常用的是滾子鏈和齒形鏈 1 滾子鏈滾子鏈又稱套筒滾子鏈 其結(jié)構(gòu)如圖所示 是由內(nèi)鏈板1 外鏈板2 銷軸3 套筒4和滾子5組成 3 1鏈傳動的傳動類型 滾子鏈的主要參數(shù)是鏈條的節(jié)距 節(jié)距是指滾子鏈上相鄰兩銷軸中心的距離 用p表示 節(jié)距越大 鏈的各元件尺寸越大 承載能力越大 但當鏈輪齒數(shù)一定時 節(jié)距增大將使鏈輪直徑增大 因此 在承受較大載荷 傳遞功率較大時 可用多排鏈 如圖所示 它相當于幾個普通單排鏈之間用長銷軸聯(lián)接而成 但排數(shù)越多 就越難使各排受力均勻 故排數(shù)不能過多 常用雙排鏈或三排鏈 四排以上的很少用 鏈條的長度常以鏈節(jié)數(shù)表示 根據(jù)需要確定鏈節(jié)數(shù)后 將其聯(lián)接成環(huán)形 接頭形式如圖所示 如果鏈節(jié)數(shù)目正好是偶數(shù) 鏈條連成環(huán)形時可以將內(nèi) 外鏈板搭接 入銷軸后可以用開口銷或彈簧夾鎖住 如果鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù) 則需采用過渡鏈節(jié) 才能首尾相連 鏈條受拉時 過渡鏈節(jié)將受到附加彎矩 故一般情況下要盡量采用偶數(shù)鏈節(jié)的鏈條 3 1鏈傳動的傳動類型 2 齒形鏈齒形鏈根據(jù)鉸接的結(jié)構(gòu)不同 可分圓銷鉸鏈式 軸瓦鉸鏈式和滾子鉸鏈式三種 圖所示為圓銷鉸鏈式齒形鏈 主要由套筒1 齒形板2 銷軸3和外鏈板4組成 銷軸3與套筒為間隙配合 這種鉸鏈的承壓面僅為寬度的一半 故比壓大 易磨損 成本較高 但它比套筒滾子鏈傳動平穩(wěn) 傳動速度高 且噪聲小 因而齒形鏈又叫無聲鏈 3 鏈輪為保證鏈輪輪齒面具有足夠強度和耐磨性 鏈輪的材料通常采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼 并經(jīng)過熱處理 鏈輪的齒形已標準化 用標準刀具加工 鏈輪的結(jié)構(gòu)可根據(jù)尺寸的大小來確定 直徑小的鏈輪制成實心式 中等直徑的鏈輪可做成腹板式或孔板式 直徑較大時可采用組合式結(jié)構(gòu) 輪齒磨損后可更換齒圈 3 2鏈傳動的應(yīng)用特點 1 鏈傳動是靠嚙合工作 可獲得準確的平均傳動比 2 與帶傳動相比 鏈傳動張緊力小 軸上受力較小 傳遞功率較大 效率也較高 必要時 鏈傳動可以在低速高溫 油污的情況下工作 3 與齒輪傳動相比 它可在兩軸中心距較大的場合下工作 4 由于瞬時鏈速是變化的 因此瞬時傳動比不是常數(shù) 傳動平穩(wěn)性較差 有噪音且鏈速不宜過高 以上特點說明 鏈傳動主要適用于不宜采用帶傳動和齒輪傳動 而兩軸平行 且中心距較大 功率較大 而又要求平均傳動比準確的場合 目前在礦山 石油 化工 印刷 交通運輸及建筑工程等部門的機械中均有應(yīng)用 通常傳動鏈傳遞的功率p 100kw 鏈速v 15m s 傳動比i 6 8 中心距a 8m 潤滑良好時 效率可達0 97 0 98 3 2 1鏈傳動的主要失效形式 1 鏈板的疲勞斷裂 鏈條工作時 緊邊比松邊拉力大 兩邊的應(yīng)力也不一樣 所以鏈板承受著變應(yīng)力 當應(yīng)力超過疲勞強度極限時 鏈板將因疲勞而斷裂 2 套筒 滾子的疲勞點蝕 在鏈條與鏈輪嚙合時 鏈節(jié)與輪齒接觸時產(chǎn)生沖擊 速度越高 沖擊力也越大 當沖擊應(yīng)力超過疲勞強度極限時 滾子或套筒產(chǎn)生細微的疲勞裂紋 裂紋逐漸發(fā)展 使表面金屬微粒脫落 這種現(xiàn)象稱為疲勞點蝕 這種失效形式發(fā)生在潤滑良好的高速傳動中 3 銷軸和套筒膠合 速度過高時 鏈節(jié)所受的沖擊和振動載荷增大 積累的熱量也增大 當銷軸和套筒在高溫情況下直接摩擦接觸時 容易導致兩者膠合而失效 4 鏈條脫落 銷軸與套筒間相對轉(zhuǎn)動產(chǎn)生磨損 磨損后導致鏈條的節(jié)距增大 當節(jié)距增大過多時 導致脫鏈現(xiàn)象而使傳動失效 5 鏈條過載拉斷 在低速重載或突然過載時 鏈條傳遞的拉力超過了靜強度極限時 鏈條將被拉斷 3 3鏈傳動的安裝與維護 1 安裝鏈傳動時 兩鏈輪軸線必須平行 并且兩鏈輪旋轉(zhuǎn)平面應(yīng)位于同一平面內(nèi) 否則會引起脫鏈和不正常的磨損 2 為了防止鏈傳動松邊垂度過大 引起嚙合不良和抖動現(xiàn)象 應(yīng)采取張緊措施 張緊方法有 當中心距可調(diào)時 可增大中心距 一般把兩鏈輪中的一個鏈輪安裝在滑板上 以調(diào)整中心距 當中心距不可調(diào)時 可去掉2個鏈節(jié) 或采用張緊輪張緊 張緊輪應(yīng)放在松邊外側(cè)靠近小輪的位置上 3 良好的潤滑可減輕磨損 緩和沖擊和振動 延長鏈傳動的使用壽命 采用的潤滑油要有較大的運動粘度和良好的油性 對于不便使用潤滑油的場合 可用潤滑脂 但應(yīng)定期涂抹 定期清洗鏈輪和鏈條 4 在鏈傳動的使用過程中 應(yīng)定期檢查潤滑情況及鏈條的磨損情況 第四章齒輪傳動 第一節(jié)齒輪傳動的應(yīng)用特點與分類第二節(jié)漸開線直齒圓柱齒輪第三節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第四節(jié)錐齒輪傳動第五節(jié)齒輪齒條傳動第六節(jié)蝸輪蝸桿傳動 第一節(jié)齒輪傳動的應(yīng)用特點與分類 一 齒輪傳動的應(yīng)用特點齒輪傳動依靠主動齒輪與從動齒輪的嚙合 傳遞運動和動力 與其他傳動相比 具有以下特點 1 優(yōu)點1 適應(yīng)性廣 2 傳動比恒定 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 2 缺點1 制造和安裝精度要求高 成本高 2 低精度齒輪傳動時噪聲和振動較大 3 不適于距離較大的兩軸間的運動傳遞等 二 齒輪傳動的類型 a 為外嚙合直齒圓柱齒輪傳動 b 為內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動 c 為齒輪齒條傳動 d 為斜齒圓柱齒輪傳動 e 為人字齒圓柱齒輪傳動 f 為直齒圓錐齒輪傳動 g 為斜齒圓錐齒輪傳動 i 為蝸輪蝸桿傳動 第二節(jié)漸開線直齒圓柱齒輪 一 漸開線的形成及其性質(zhì)1 漸開線的形成如圖所示 當直線nk沿一圓作純滾動時 直線上任意一點k的軌跡ak稱為該圓的漸開線 這個圓稱為漸開線的基圓 其半徑和直徑分別用rb和db表示 直線nk稱為漸開線的發(fā)生線 2 漸開線的性質(zhì)根據(jù)漸開線的形成過程可知 漸開線具有下列基本性質(zhì) 1 發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧度 2 漸開線上任意一點的法線必切于基圓 3 漸開線形狀取決于基圓的大小 離基圓越遠 漸開線越平直 4 漸開線各點的齒形角不相等 離基圓越遠 齒形角越大 5 漸開線各點的曲率半徑不相等 離基圓越遠 曲率半徑越大 6 基圓以內(nèi)無漸開線 二 齒輪各部分的名稱 齒頂圓 直徑用da表示 通過輪齒頂部的圓周齒根圓 直徑用df表示 通過輪齒根部的圓周分度圓 直徑用d表示 齒輪上齒厚和齒槽寬相等的圓齒厚s在端平面上 一個齒的兩側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長齒槽寬e在端平面上 一個齒槽的兩側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長齒距p兩個相鄰且同側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長 齒寬b齒輪的有齒部分沿分度圓柱面直母線方向量度的寬度齒頂高ha齒頂圓與分度圓之間的徑向距離齒根高hf齒根圓與分度圓之間的徑向距離齒高h齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離 三 齒輪的基本參數(shù)1 齒形角 在端平面上 過端點面齒廓上任意一點的徑向直線與齒廓在該點的切線所夾的銳角 稱為該點的齒形角 規(guī)定 20 齒廓曲線和分度圓交點處的速度方向與該點的法線方向之間所夾的銳角 為分度圓的壓力角 2 齒數(shù)z一個齒輪的輪齒總數(shù) 稱為齒數(shù)3 模數(shù)m齒距p除以圓周率 所得的商稱為模數(shù) 即m p 單位為mm 齒數(shù)相等的齒輪 模數(shù)越大 尺寸就越大 輪齒也越大 承載能力越強 分度圓直徑相等的齒輪 模數(shù)越大 承載能力越強 但是齒數(shù)越小 4 齒頂高系數(shù)ha 齒頂高與模數(shù)成正比 即ha m ha 規(guī)定ha 頂隙系數(shù) 齒輪嚙合時 應(yīng)留有一定的徑向間隙 稱為頂隙 用c表示 c c m 規(guī)定c 0 25 四 外嚙合齒輪的幾何尺寸計算計算公式如下 齒數(shù)zi z2 z1模數(shù)mm p 齒厚ss p 2 m 2齒槽寬ee s p 2 m 2齒距pp m 基圓齒距pbpb pcos m cos 齒頂高haha m ha m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dfdf d 2hf m z 2 5 基圓直徑dbdb dcos 中心距aa d1 d2 2 m z1 z2 2 五 內(nèi)嚙合齒輪內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的漸開線 其特點是 1 齒厚相當于外齒輪的齒槽寬 而齒槽寬相當于外齒輪的齒厚 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 六 齒輪傳動的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件 1 正確嚙合條件一對漸開線齒輪要正確嚙合 必須滿足以下條件 1 兩齒輪模數(shù)相等 m1 m2 m 2 兩齒輪齒形角相等 a1 a2 a 2 連續(xù)傳動條件一對漸開線齒輪要連續(xù)傳動 必須在前一對輪齒尚未結(jié)束嚙合時 下一對輪齒已進入嚙合狀態(tài) 七 齒輪的失效形式1 輪齒折斷輪齒折斷是指齒輪的一個或多個齒的整體或其局部的斷裂 2 齒面點蝕齒面上的金屬將小塊脫落 形成麻點狀的凹坑 稱為點蝕 3 齒面磨損磨損是齒輪在嚙合傳動過程中 輪齒接觸表面上的材料摩擦損耗的現(xiàn)象 4 齒面膠合隨著齒面間的相對運動 金屬從齒面上撕落而引起的一種嚴重粘著磨損現(xiàn)象 5 塑性變形在過大的應(yīng)力作用下 輪齒材料因屈服產(chǎn)生塑性流動而形成齒面或齒體的塑性變形 第三節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動 一 斜齒圓柱齒輪齒面的形成和特點如圖所示 直齒圓柱齒輪的齒廓 實際上是由與基圓柱相切做純滾動的發(fā)生面s上一條與基圓柱軸線平行的任意直線kk展成的漸開線曲面 與直齒圓柱齒輪傳動相比 斜齒輪傳動具有以下優(yōu)缺點 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 重合度較大 有利于提高承載能力和傳動的平穩(wěn)性 3 最少齒數(shù)小于直齒輪的最小齒數(shù) 主要缺點是傳動中存在軸向力 為克服此缺點 可采用人字齒輪 斜齒輪存在端面參數(shù)和