機(jī)械基礎(chǔ)第十章-第十二章-帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)課件

1、 帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的傳動(dòng)帶與帶輪的摩擦或嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。鏈傳動(dòng)屬于具有中間撓性元件的嚙合傳動(dòng)。與帶傳動(dòng)相比,鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比準(zhǔn)確,傳動(dòng)效率稍高,能在惡劣環(huán)境下工作。10.1帶傳動(dòng)10.1.1帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用1.帶傳動(dòng)的類型帶傳動(dòng)由主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪和傳動(dòng)帶所組成,分為摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)兩大類。圖10-12.帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用帶傳動(dòng)的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。10.1.2平帶傳動(dòng)1.平帶傳動(dòng)的形式及使用特點(diǎn)平帶的橫截面為扁矩形,工作時(shí),帶的環(huán)形內(nèi)表面與輪緣接觸。表10-1平帶傳動(dòng)形式與有關(guān)系數(shù)計(jì)算1.V帶2.帶輪3.V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)對于V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì),主要是確定V帶的型號(hào)、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(dòng)的安裝和維護(hù)10.1.3V帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)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(dòng)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(shí)可采用張緊輪裝置。1.調(diào)整中心距10.2鏈傳動(dòng)圖10-710.2.1鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比鏈傳動(dòng)中,主動(dòng)鏈輪的齒數(shù)為z1,轉(zhuǎn)速為n1,從動(dòng)鏈輪的齒數(shù)為z2,轉(zhuǎn)速為n2,則傳動(dòng)比為10.2.2鏈和鏈輪1.傳動(dòng)鏈傳動(dòng)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(dòng)的特點(diǎn)10.2.4鏈傳動(dòng)的主要失效形式10.2.5鏈傳動(dòng)的安裝與維護(hù)1.摩擦帶傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)有何影響?5.試述摩擦帶傳動(dòng)的失效形式及原因?6.V帶傳動(dòng)常用的張緊方法有哪幾種?7.如何維護(hù)V帶傳動(dòng)設(shè)備?8.試述鏈傳動(dòng)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(dòng)的失效形式及原因?12.常用的鏈傳動(dòng)張緊方法有哪幾種?第11章齒

4、輪 傳 動(dòng)11.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及類型齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和機(jī)架組成。與其他機(jī)械傳動(dòng)比較,其主要特點(diǎn)是:能保證恒定的傳動(dòng)比,適用的載荷和速度范圍廣,傳動(dòng)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(shí)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(dòng),直線上任一點(diǎn)K的軌跡DKE稱為該圓的漸開線。這個(gè)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(jì)算11.3.1漸開線齒輪各部分參數(shù)名稱及符號(hào)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(hào)內(nèi)的數(shù)值盡可能不用。11.4.1傳動(dòng)比圖11-511.4標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)11.4.2中心距由于齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)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(huì)影響瞬時(shí)傳動(dòng)比。11.4.3正確嚙合條件一對漸開線直齒圓柱齒輪嚙合時(shí),要使一個(gè)齒輪的齒厚無側(cè)隙地嚙入另一個(gè)齒輪的齒槽,則一個(gè)齒輪的齒厚與另一個(gè)齒輪的槽寬應(yīng)該相等,即兩個(gè)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(dòng)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(dòng)11.6.1斜齒圓柱齒輪的形成和傳動(dòng)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(gè)輪片固定不動(dòng),其余各輪片依次沿同一個(gè)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(jì)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(dòng)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(jì)算公式 錐齒輪傳動(dòng)用于傳遞相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(hào) 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(dòng)圖11-1211.7.2直齒錐齒輪的基本參數(shù)和尺寸計(jì)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(jì)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(jì)算公式(軸交角90)11.8齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(jì)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(dòng)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(shí),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(shí),齒面接觸應(yīng)力為零,所以齒圖11-223.齒面磨損齒輪傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)有害。圖11-234.齒面膠合在高速重載的閉式傳動(dòng)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(dòng)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(dòng) 蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成,用于傳遞空間兩交錯(cuò)軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,一般軸交角為90,蝸桿主動(dòng),蝸輪從動(dòng)。蝸桿傳動(dòng)常用作減速傳動(dòng)。1.蝸桿傳動(dòng)的類型根據(jù)蝸

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

11、輪傳動(dòng)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(dòng)效率。齒輪傳動(dòng)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(shí),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(dòng)潤滑油黏度推薦值表11-12齒輪油黏度牌號(hào)圖11-2911.11.2蝸桿傳動(dòng)的潤滑 蝸桿傳動(dòng)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(dòng)速度vs選定,其值為表11-13蝸桿傳動(dòng)潤滑油牌號(hào)和潤滑方式11.11.3齒輪傳動(dòng)的維護(hù)1.試述齒輪傳動(dòng)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(dòng)能保證恒定的傳動(dòng)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(dòng),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(jì)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(dòng)的中心距a=160mm,其中一個(gè)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(gè)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(dòng)有哪些特點(diǎn)?18.斜齒圓柱齒輪哪個(gè)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(dòng)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(dòng),已知:齒數(shù)z1=20、z2=40,法向模數(shù)m=4mm,螺旋角=15。試計(jì)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(dòng)的正確嚙合條件是什么?25.一對標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng),已知:兩軸交角為90,齒數(shù)z1=17、z2=43,大端模數(shù)m=3mm。試計(jì)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(dòng)有哪些特點(diǎn)?適用于什么場合?

15、30.為什么對每一個(gè)模數(shù)規(guī)定幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)蝸桿分度圓直徑?31.蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)有哪些?32.軸交角為90的蝸桿傳動(dòng),其正確嚙合條件是什么?33.蝸桿傳動(dòng)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(jì)算蝸桿和蝸輪的主要尺寸及中心距。34.蝸桿傳動(dòng)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(dòng)潤滑油牌號(hào)的選擇方法。36.試述蝸桿傳動(dòng)潤滑油牌號(hào)的選擇方法。37.簡述齒輪傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)稱為齒輪系。12.1.1定軸齒輪系傳動(dòng)時(shí)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(gè)或一個(gè)以上的齒輪除繞自身軸線自轉(zhuǎn)外,其軸線同時(shí)還繞另一條固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)比的計(jì)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(dòng)比。在計(jì)算齒輪傳動(dòng)比時(shí),不僅要求出傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)級(jí)數(shù)的不同可分為單級(jí)減速器、兩級(jí)減速器和多級(jí)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(dòng)裝置減速及傳動(dòng)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(huì)增加運(yùn)動(dòng)阻力,同時(shí)會(huì)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