機(jī)械基礎(chǔ)第十章-第十二章-帶傳動和鏈傳動課件

1、 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(yùn)動和動力的。鏈傳動屬于具有中間撓性元件的嚙合傳動。與帶傳動相比,鏈傳動的傳動比準(zhǔn)確,傳動效率稍高,能在惡劣環(huán)境下工作。10.1帶傳動10.1.1帶傳動的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用1.帶傳動的類型帶傳動由主動帶輪、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。圖10-12.帶傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用帶傳動的特點(diǎn)有以下幾個方面。10.1.2平帶傳動1.平帶傳動的形式及使用特點(diǎn)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。表10-1平帶傳動形式與有關(guān)系數(shù)計算1.V帶2.帶輪3.V帶傳動的設(shè)計對于V帶傳動的設(shè)計,主要是確定V帶的型號、長度

2、、根數(shù),兩帶輪的基準(zhǔn)直徑、中心距等,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)。4.V帶傳動的安裝和維護(hù)10.1.3V帶傳動帶傳動的張緊可采用調(diào)整中心距和使用張緊輪等方法。圖10-510.1.4帶傳動的張緊圖10-6一般利用調(diào)整螺釘來調(diào)整中心距。2.使用張緊輪當(dāng)中心距不能調(diào)整時可采用張緊輪裝置。1.調(diào)整中心距10.2鏈傳動圖10-710.2.1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,則傳動比為10.2.2鏈和鏈輪1.傳動鏈傳動鏈種類繁多,最常用的是滾子鏈和齒形鏈。2.鏈輪為保證鏈輪輪齒面具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性,鏈輪的材料通常采用優(yōu)

3、質(zhì)碳素鋼或合金鋼,并經(jīng)過熱處理。 圖10-1110.2.3鏈傳動的特點(diǎn)10.2.4鏈傳動的主要失效形式10.2.5鏈傳動的安裝與維護(hù)1.摩擦帶傳動按帶的截面形狀分為哪幾種類型?工業(yè)上常用的是哪種?2.試述帶傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用。3.試述V帶輪的結(jié)構(gòu)形式。如何選擇V帶輪的結(jié)構(gòu)形式?4.什么是包角?其大小對帶傳動有何影響?5.試述摩擦帶傳動的失效形式及原因?6.V帶傳動常用的張緊方法有哪幾種?7.如何維護(hù)V帶傳動設(shè)備?8.試述鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍?9.滾子鏈由哪些零件組成?10.何謂節(jié)距?節(jié)距的大小對傳遞載荷有何影響?11.試述鏈傳動的失效形式及原因?12.常用的鏈傳動張緊方法有哪幾種?第11章齒

4、輪 傳 動11.1齒輪傳動的特點(diǎn)及類型齒輪傳動系統(tǒng)由主動輪、從動輪和機(jī)架組成。與其他機(jī)械傳動比較,其主要特點(diǎn)是:能保證恒定的傳動比,適用的載荷和速度范圍廣,傳動效率高,使用壽命長,對制造和安裝精度要求較高,高速運(yùn)轉(zhuǎn)時噪聲較大。圖11-111.2漸開線的形成及特點(diǎn)如圖11-2所示,當(dāng)直線AB沿半徑為rb的圓做純滾動,直線上任一點(diǎn)K的軌跡DKE稱為該圓的漸開線。這個圓稱為漸開線的基圓,直線AB稱為發(fā)生線。11.3直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和基本尺寸計算11.3.1漸開線齒輪各部分參數(shù)名稱及符號圖11-4所示為漸開線直齒圓柱齒輪的一部分。11.3.2直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)2.對斜齒圓柱齒輪是指法向模數(shù)m

5、n。3.優(yōu)先選用第一系列,括號內(nèi)的數(shù)值盡可能不用。11.4.1傳動比圖11-511.4標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動11.4.2中心距由于齒輪傳動傳動比與中心距無關(guān),因此,制造和安裝過程中,兩齒輪中心距稍有誤差也不會影響瞬時傳動比。11.4.3正確嚙合條件一對漸開線直齒圓柱齒輪嚙合時,要使一個齒輪的齒厚無側(cè)隙地嚙入另一個齒輪的齒槽,則一個齒輪的齒厚與另一個齒輪的槽寬應(yīng)該相等,即兩個齒輪的模數(shù)應(yīng)該相等;為了使兩齒輪在嚙合點(diǎn)處有一條公法線,保證嚙合線為一直線,則兩輪齒的壓力角必須相等。11.4.4齒輪傳動的正確安裝一對正確嚙合的齒輪(圖11-6),其模數(shù)相等,在分度圓上的齒厚與槽寬相等,即 圖11-611.

6、5根切現(xiàn)象與最少齒數(shù)圖11-711.6斜齒圓柱齒輪傳動11.6.1斜齒圓柱齒輪的形成和傳動特點(diǎn)如圖11-8a所示,假想將直齒圓柱齒輪垂直軸線切成若干等寬的薄片,第一個輪片固定不動,其余各輪片依次沿同一個方向轉(zhuǎn)過一定角度,便得到階梯齒輪。圖11-8圖11-9圖11-1011.6.2斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計算 由于斜齒輪的輪齒是傾斜的,所以齒輪幾何參數(shù)有端面參數(shù) (垂直齒輪軸線的平面上的參數(shù),用下角標(biāo)t表示)和法向參數(shù)(垂直于輪齒的平面上的參數(shù),用下角標(biāo)n表示)兩組。圖11-1111.6.3斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件一對外嚙合斜齒圓柱齒輪的正確嚙合,除要求它們的模數(shù)和壓力角分別相等外

7、,還要使兩齒輪分度圓上的螺旋角大小相等,旋向相反,即 表11-3標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪主要幾何尺寸計算公式 錐齒輪傳動用于傳遞相交軸之間的運(yùn)動和動力。兩軸的夾角可為任意值,但常用的軸交角為90。11.7.1錐齒輪各主要參數(shù)及符號 錐齒輪的輪齒分布在錐面上,其齒厚從大端到小端逐漸縮小。11.7直齒錐齒輪傳動圖11-1211.7.2直齒錐齒輪的基本參數(shù)和尺寸計算直齒錐齒輪通常以大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值,其基本參數(shù)有:大端模數(shù)m、大端壓力角=20、分錐角、齒頂高系數(shù)=1、頂隙系數(shù)c*=0.2、齒數(shù)z。表11-4錐齒輪模數(shù)系數(shù)(摘自GB/T 123681990)(單位:mm)表11-5標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪幾何尺寸計算公式

8、(軸交角90)表11-5標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪幾何尺寸計算公式(軸交角90)11.8齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 齒輪的結(jié)構(gòu)和尺寸,既要考慮強(qiáng)度和剛度要求,又要滿足工藝要求,通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范確定。本節(jié)將介紹常用的齒輪結(jié)構(gòu)和尺寸計算。11.8.1圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)11.8.2錐齒輪的結(jié)構(gòu)11.9齒輪的失效形式及常用材料11.9.1齒輪的失效形式齒輪傳動的失效主要是輪齒的失效,常見的齒輪失效形式有下列幾種:1.輪齒折斷2.齒面點(diǎn)蝕齒輪傳遞力時,兩齒面是線接觸,表層產(chǎn)生的應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力,用H表示,如圖11-22a所示,輪齒脫離嚙合時,齒面接觸應(yīng)力為零,所以齒圖11-223.齒面磨損齒輪傳動中的磨損有兩種:一種是跑合性磨損

9、,能起拋光作用,消除加工痕跡,改善傳動嚙合情況;另一種是由于灰塵、金屬屑等進(jìn)入齒面間引起的磨粒性磨損,對傳動有害。圖11-234.齒面膠合在高速重載的閉式傳動中,由于輪齒嚙合區(qū)局部溫度升高,油膜脫落,失去潤滑作用,兩齒面金屬直接接觸,相互粘結(jié)在一起,齒輪繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),將較軟金屬表面沿滑動方向劃傷、撕脫,形成溝紋,這種現(xiàn)象稱為膠合,如圖11-23所示。11.9.2齒輪的常用材料齒輪常用的材料有鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料等。11.10蝸桿傳動 蝸桿傳動系統(tǒng)由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成,用于傳遞空間兩交錯軸間的運(yùn)動和動力,一般軸交角為90,蝸桿主動,蝸輪從動。蝸桿傳動常用作減速傳動。1.蝸桿傳動的類型根據(jù)蝸

10、桿的形狀,蝸桿傳動一般可分為圓柱蝸桿傳動(圖11-24a)和環(huán)面蝸桿傳動(圖11-24b)。圖11-2411.10.1蝸桿傳動的類型和特點(diǎn)2.蝸桿傳動的傳動比蝸桿與普通螺旋一樣,有單頭和多頭之分。3.蝸桿傳動的特點(diǎn)如圖11-25所示,蝸桿傳動的主要幾何尺寸計算公式見表11-8。11.10.2蝸桿傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算1.蝸桿傳動的基本參數(shù)2.帶*號的蝸桿自鎖。2.蝸桿傳動的幾何尺寸計算表11-8蝸桿傳動幾何尺寸計算公式(軸交角為90)表11-8蝸桿傳動幾何尺寸計算公式(軸交角為90)11.10.3蝸桿傳動的失效形式、材料和結(jié)構(gòu)11.11齒輪傳動的潤滑和維護(hù)11.11.1齒輪傳動的潤滑對齒

11、輪傳動進(jìn)行良好的潤滑,可以提高承載能力,延長使用壽命和提高傳動效率。齒輪傳動絕大部分使用潤滑油潤滑,潤滑油的種類根據(jù)齒面接觸應(yīng)力H和節(jié)圓圓周速度v的乘積,由表11-9確定,當(dāng)圓周速度v2.5m/s時,可只按H由表11-10選擇潤滑油的種類。表11-9按Hv值選擇齒輪潤滑油的種類表11-10按H選擇齒輪潤滑油的種類表11-11閉式齒輪傳動潤滑油黏度推薦值表11-12齒輪油黏度牌號圖11-2911.11.2蝸桿傳動的潤滑 蝸桿傳動一般用油潤滑。潤滑方式有油浴潤滑和噴油潤滑兩種,根據(jù)齒面滑動速度vs選定,其值為表11-13蝸桿傳動潤滑油牌號和潤滑方式11.11.3齒輪傳動的維護(hù)1.試述齒輪傳動的特點(diǎn)

12、。2.漸開線有哪些特性?3.何謂模數(shù)?它的大小說明了什么?4.何謂分度圓?5.漸開線齒輪上哪一點(diǎn)的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值?哪一點(diǎn)的壓力角最大?哪一點(diǎn)壓力角最小?6.直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有哪些?7.何謂標(biāo)準(zhǔn)齒輪?8.測得一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒頂圓直徑da=120mm,齒根圓直徑df=97.5mm,齒數(shù)z=22,試求該齒輪的模數(shù)和齒頂高系數(shù)。9.試證明漸開線齒輪傳動能保證恒定的傳動比。10.何謂節(jié)圓?它與分度圓有何區(qū)別?11.何謂嚙合線和嚙合角?12.何謂中心距可分性?13.漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是什么?14.一對正常齒制的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動,已知:模數(shù)m=5mm,小齒輪的齒數(shù)z1=30,大

13、齒輪的齒數(shù)z2=60。試求:(1)兩齒輪的分度圓直徑d1、d2;齒根圓直徑df1、df2;齒頂圓直徑da1、da2;基圓直徑db1、db2;中心距a。(2)根據(jù)計算的尺寸,按比例畫出嚙合圖,標(biāo)出嚙合極限點(diǎn)N1N2和實(shí)際嚙合線B1B2。15.已知一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的中心距a=160mm,其中一個齒輪的齒數(shù)z1=30、模數(shù)m=4mm、壓力角=20、齒頂高系數(shù)=1、頂隙系數(shù)c*=0.25。試求另一個齒輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑和基圓直徑。16.何謂根切現(xiàn)象?何謂最少齒數(shù)?17.斜齒圓柱齒輪傳動有哪些特點(diǎn)?18.斜齒圓柱齒輪哪個面的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值?19.斜齒圓柱齒輪的基本參

14、數(shù)有哪些?20.斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件是什么?21.一對標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動,已知:齒數(shù)z1=20、z2=40,法向模數(shù)m=4mm,螺旋角=15。試計算這對齒輪的主要尺寸。22.為什么規(guī)定錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值?23.錐齒輪的基本參數(shù)有哪些?24.錐齒輪傳動的正確嚙合條件是什么?25.一對標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動,已知:兩軸交角為90,齒數(shù)z1=17、z2=43,大端模數(shù)m=3mm。試計算這對齒輪各主要尺寸。26.常用的圓柱齒輪結(jié)構(gòu)和錐齒輪結(jié)構(gòu)各有哪些形式,如何選用?27.常見的齒輪失效形式有幾種?如何避免或減輕?28.如何選擇齒輪的材料?29.蝸桿傳動有哪些特點(diǎn)?適用于什么場合?

15、30.為什么對每一個模數(shù)規(guī)定幾個標(biāo)準(zhǔn)蝸桿分度圓直徑?31.蝸桿傳動的基本參數(shù)有哪些?32.軸交角為90的蝸桿傳動,其正確嚙合條件是什么?33.蝸桿傳動中,已知:蝸桿頭數(shù)z1=2,轉(zhuǎn)速n1=970r/min,模數(shù)m=9mm,分度圓直徑d1=90mm,要求蝸輪的轉(zhuǎn)速n2=50r/min。試計算蝸桿和蝸輪的主要尺寸及中心距。34.蝸桿傳動的主要失效形式有哪些?蝸桿和蝸輪的常用材料有哪些?35.試述齒輪傳動潤滑油牌號的選擇方法。36.試述蝸桿傳動潤滑油牌號的選擇方法。37.簡述齒輪傳動的維護(hù)方法。第12章齒輪系與減速器12.1齒輪系及其類型在復(fù)雜的現(xiàn)代機(jī)械中,為了滿足各種不同的工作需要,常常采用由一系

16、列齒輪組成的傳動系統(tǒng),這種由一系列相互嚙合的齒輪(蝸桿、蝸輪)組成的傳動系統(tǒng)稱為齒輪系。12.1.1定軸齒輪系傳動時所有齒輪的回轉(zhuǎn)軸線均固定不變的齒輪系,稱為定軸齒輪系。圖12-112.1.2行星齒輪系若有一個或一個以上的齒輪除繞自身軸線自轉(zhuǎn)外,其軸線同時還繞另一條固定軸線轉(zhuǎn)動的齒輪系稱為行星齒輪系,如圖12-2所示。圖12-212.2定軸齒輪系傳動比的計算齒輪系中,輸入輸出兩輪(或兩軸)的角速度或轉(zhuǎn)數(shù)之比,稱為輪系的傳動比。在計算齒輪傳動比時,不僅要求出傳動比的大小,而且要圖12-3圖12-4圖12-5圖12-612.3減速器12.3.1減速器的類型 減速器的類型很多,按傳動零件的不同可分為

17、齒輪減速器、蝸桿減速器、齒輪-蝸桿減速器及行星減速器等;按傳動級數(shù)的不同可分為單級減速器、兩級減速器和多級減速器;按軸的空間位置不同可分為立式減速器和臥式減速器。12.3.2減速器的結(jié)構(gòu)1.減速傳動裝置減速及傳動功能由輸入齒輪軸、軸承、齒輪、鍵、輸出軸完成。圖12-7圖12-82.定位連接裝置定位連接裝置由螺栓連接件、墊圈、螺母、銷釘組成。 3.潤滑裝置潤滑裝置涉及箱體、齒輪、軸承等部分。4.密封裝置密封裝置由透蓋、悶蓋、密封圈、密封墊片組成。5.軸向定位裝置軸向定位裝置涉及透蓋、悶蓋、輸出軸、輸入軸、調(diào)整環(huán)、定位軸套等部分。 6.觀察裝置觀察裝置由箱蓋上方的觀察孔及箱體下部的油標(biāo)組件組成。7.通氣平衡裝置箱蓋上方的通氣螺釘用來平衡箱體內(nèi)外的氣壓,使其基本相等,否則箱體內(nèi)的壓力過高會增加運(yùn)動阻力,同時會增加潤滑油的泄漏。箱體由箱蓋(圖12-9)與箱座(圖12-10)組成,是安置齒輪、軸