常用機(jī)械傳動(dòng)裝置

1、關(guān)于常用機(jī)械傳動(dòng)裝置第1頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 第一節(jié)帶 傳 動(dòng) 一、帶傳動(dòng)的工作原理和速比 帶傳動(dòng)的工作原理 帶傳動(dòng)是用撓性傳動(dòng)帶做中間體而靠摩擦力工作的一種傳動(dòng)。如圖2-1所示。是由兩個(gè)帶輪（主動(dòng)從動(dòng)輪）和一根緊繞在兩輪上的傳動(dòng)帶組成，靠帶與帶輪接觸面之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種撓性摩擦傳動(dòng) 帶傳動(dòng)的速比 帶傳動(dòng)的速比計(jì)算公式為： i n1/n2 D2/D1 上式表明，帶傳動(dòng)中的兩輪轉(zhuǎn)速與帶輪直徑成反比。 圖2-1 帶傳動(dòng)第2頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型 帶傳動(dòng)的特點(diǎn) 1) 可用于兩軸距離較遠(yuǎn)的傳動(dòng)(最

2、大中心距可達(dá)40m)。 2) 帶本身具有彈性，因而可以緩和沖擊和振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)，且無噪聲。 3) 當(dāng)機(jī)器過載時(shí)，帶會(huì)在輪上打滑，能起到對(duì)機(jī)器的保護(hù)作用。 4) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安裝維護(hù)方便，帶損壞后容易更換。 5) 外廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊。 6) 由于帶的彈性滑動(dòng)，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)速比。 7) 由于需要施加張緊力，所以軸及軸承受到的不平衡徑向力較大。 8) 帶的壽命較短。一般2000-3000小時(shí)摩擦損失較大，傳動(dòng)效率低，一般平帶傳動(dòng)0.94-0.98,V帶0.92-0.97 第3頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四圖2-2 帶傳動(dòng)的類型 a)平帶傳動(dòng) b) V帶傳

3、動(dòng) c) 圓帶傳動(dòng) d) 同步齒形帶傳動(dòng) 1帶 2帶輪 帶傳動(dòng)的類型 生產(chǎn)中使用的帶傳動(dòng)，有平帶、V帶、圓帶、同步齒形帶等類型(見圖22)，以平帶和V帶使用最多。 第4頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 三、V帶及帶輪 V帶的結(jié)構(gòu)和型號(hào) V帶是一種無接頭的環(huán)形帶，其橫截面的結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)生產(chǎn)的普通V帶共分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)。Y型V帶的截面積最小，E型的截面積最大。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，V帶的節(jié)線長(zhǎng)度為基準(zhǔn)長(zhǎng)度，以Ld 表示。 普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列如表2-l所示。1、打滑:一般當(dāng)傳遞的力大于帶輪之間的摩擦力的總和的極限時(shí)（過載），會(huì)發(fā)

4、生過載打滑，傳動(dòng)失效。 2、疲勞破壞:傳動(dòng)帶在應(yīng)力的反復(fù)作用下，發(fā)生裂紋，脫層，松散，直至斷裂。第5頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 在進(jìn)行V帶傳動(dòng)計(jì)算和選用時(shí)，可先按下列公式計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld的近似值Ld : Ld 2p(D1D2)/2(D1-D2)/ 4式中 主、從二帶輪的中心距； D1、D2 主、從二帶輪的基準(zhǔn)直徑(與基準(zhǔn)長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑)。 計(jì)算出 Ld 的值需按表2-1取相近值進(jìn)行圓整，最后便可確定Ld 的標(biāo)準(zhǔn)值。第6頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四圖2-3 V帶的結(jié)構(gòu) 1包布層 2伸張層 3強(qiáng)力層 4壓縮層 第7頁(yè)，共49頁(yè)，2022年

5、，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四表2-l 普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列 (GBll544-1997) (mm)2002242502803153554004505005606307108009001000112012501400160018002000224025002800315035504000450050005600630071008000900010000112001250014000160001800020000 V帶的型號(hào)由帶型和基準(zhǔn)長(zhǎng)度兩部分組成，例如標(biāo)記為Z1400，即表示基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1400mm的Z型V帶。第8頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 帶輪的結(jié)構(gòu) 帶輪由輪緣

6、、輪輻和輪轂三部分組成(見圖2-4)。帶輪的輪輻部分有實(shí)心、輻板(或孔板)和橢圓輪輻三種形式。 圖2-4 V帶傳動(dòng)的帶輪 1輪緣 2輪輻 3輪轂 第9頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 四、帶傳動(dòng)的張緊裝置 V帶傳動(dòng)常用的張緊裝置有調(diào)距張緊和張緊輪張緊兩種結(jié)構(gòu)： (1) 調(diào)距張緊 如圖2-5、圖2-6所示。 (2) 張緊輪張緊 如圖2-7所示 。圖2-5 調(diào)距張緊裝置 1電動(dòng)機(jī) 2滑道 3調(diào)整螺釘 第10頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四圖2-6 自動(dòng)張緊裝置 1電動(dòng)機(jī) 2擺架 第11頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四圖2-7 張緊輪

7、緊張裝置 第12頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四第二節(jié) 鏈傳動(dòng) 一、鏈傳動(dòng)及其速比 鏈傳動(dòng)是由兩個(gè)具有特殊齒形的鏈輪和一條撓性的閉合鏈條所組成的(見圖2-8)。它依靠鏈和鏈輪輪齒的嚙合而傳動(dòng)。 圖2-8 鏈傳動(dòng)第13頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 設(shè)某鏈傳動(dòng)，主動(dòng)鏈輪齒數(shù)為，從動(dòng)鏈輪齒數(shù)為。當(dāng)主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)過周，即轉(zhuǎn)過個(gè)齒時(shí)，從動(dòng)鏈輪就被帶動(dòng)轉(zhuǎn)過周，即轉(zhuǎn)過個(gè)齒。 顯然，主動(dòng)輪與從動(dòng)輪所轉(zhuǎn)過的齒數(shù)相等，即z1 n1 = z2 n2故有i = n1 / n2 = z2 / z1 上式表明：鏈傳動(dòng)中的兩輪轉(zhuǎn)速和鏈輪齒數(shù)成反比。 第14頁(yè)，共49頁(yè)，2022年

8、，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 二、鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用 鏈傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是： 1) 能保證準(zhǔn)確的平均速比。 2) 可以在兩軸中心相距較遠(yuǎn)的情況下傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 3) 鉸鏈易磨損，使鏈條的節(jié)距變大，會(huì)造成脫鏈現(xiàn)象。 鏈傳動(dòng)主要用于要求傳動(dòng)速比準(zhǔn)確、且兩軸相距較遠(yuǎn)的場(chǎng)合，目前廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、輕工機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、機(jī)床和國(guó)防工業(yè)等部門。第15頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四第三節(jié) 齒輪傳動(dòng) 一、概述 齒輪傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，如圖2-9所示。 1齒輪傳動(dòng)的速比 設(shè)主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為，齒數(shù)為；從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為，齒數(shù)為。每分鐘內(nèi)兩輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)應(yīng)該相等，即 z1 n1 = z2

9、 n2 由此可得一對(duì)齒輪傳動(dòng)的速比為 i = n1 / n2 = z2 / z1 上式表明：在一對(duì)齒輪傳動(dòng)中，兩輪的轉(zhuǎn)速與它們的齒數(shù)成反比。 通常，一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)的速比5，一對(duì)錐齒輪傳動(dòng)的速比3。 第16頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 由圖2-9可見，一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，通過兩輪中心連線上的節(jié)點(diǎn)P 的二切圓在作無滑動(dòng)的相互對(duì)滾運(yùn)動(dòng)，此二圓稱為節(jié)圓。設(shè)二節(jié)圓直徑為d1和d2 ，存在如下關(guān)系： i = n1 /n2 = d2 /d1 上式表明，在一對(duì)齒輪傳動(dòng)中，兩輪的轉(zhuǎn)速與節(jié)圓直徑成反比。 第17頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四圖2-9 齒輪傳動(dòng) 第18

10、頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 2齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用 齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是： 1）傳動(dòng)速比恒定不變； 2) 傳遞功率范圍較大； 3) 傳動(dòng)效率高(一般效率為O.950.98，最高可達(dá)0.99)； 4) 工作可靠，壽命較長(zhǎng)； 5) 結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小。 齒輪傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是： 1) 制造和安裝精度要求較高，而精度較低的齒輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲； 2) 軸間距離較大時(shí)，傳動(dòng)裝置較龐大。 齒輪傳動(dòng)廣泛用于各種機(jī)械中。通常既用于傳遞動(dòng)力，又用于傳遞運(yùn)動(dòng)。 第19頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 3齒輪傳動(dòng)的類型 按照兩軸相對(duì)位置的不同，

11、齒輪傳動(dòng)可分為三大類：兩軸平行的齒輪傳動(dòng)、兩軸相交的齒輪傳動(dòng)以及兩軸相錯(cuò)的齒輪傳動(dòng)。 常用齒輪傳動(dòng)的分類以及它們的特點(diǎn)見表2-2。 按照防護(hù)方式的不同，齒輪傳動(dòng)又可分為開式傳動(dòng)和閉式傳動(dòng)。 第20頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四表2-2 常用齒輪傳動(dòng)的分類 嚙 合 類 別圖 例說 明兩軸平行外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)1輪齒與齒輪軸線平行2傳動(dòng)時(shí)，兩軸回轉(zhuǎn)方向相反3制造最簡(jiǎn)單4速度較高時(shí)容易引起動(dòng)載荷與噪聲5.對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動(dòng)，一般采用的圓周速度常在3m/s以下外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)1齒輪與齒輪軸線傾斜成某一角度2相嚙合的兩齒輪輪齒傾斜方向相反，傾斜角大小相同3傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小

12、4工作中會(huì)產(chǎn)生軸向力，輪齒傾斜角越大，軸向力越大5適用于圓周速度較高的場(chǎng)合（3m/s以上）第21頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四嚙 合 類 別圖 例說 明兩軸平行人字齒輪傳動(dòng)1輪齒左右傾斜方向相反，呈“人”字形，因此可以消除斜齒輪因輪齒單向傾斜而產(chǎn)生的軸向力2制造成本較高內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動(dòng) 1它是外嚙合齒輪傳動(dòng)的演變形式。大輪的齒分布在圓柱體內(nèi)表面，成為內(nèi)齒輪 2大小輪的回轉(zhuǎn)方向相同 3輪齒可制成直齒，也可制成斜齒齒條傳動(dòng)1這種傳動(dòng)相當(dāng)于大齒輪直徑為無窮大的外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)2齒輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，齒條作直線運(yùn)動(dòng)3輪齒多為直齒，也可制成斜齒第22頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月2

13、0日，0點(diǎn)2分，星期四嚙 合 類 別圖 例說 明兩軸相交直齒錐齒輪傳動(dòng)1輪齒排列在圓錐體表面上，其方向與圓錐的母線一致2一般用在兩軸線相交成90 圓周速度小于2 m/s的場(chǎng)合曲線齒錐齒輪傳動(dòng)1一對(duì)曲線齒錐齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)比直齒圓錐齒輪多。嚙合過程不易產(chǎn)生沖擊，傳動(dòng)較平穩(wěn)，承載能力較高。在高速和大功率的傳動(dòng)中廣泛應(yīng)用2設(shè)計(jì)加工比較困難，需要專用機(jī)床加工，軸向推力比較大第23頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四嚙 合 類 別圖 例說 明兩軸交錯(cuò)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)1相應(yīng)地改變兩個(gè)斜齒輪的輪齒傾斜角，即可組成軸間夾角為任意值（090）的交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)2交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)承載能力較小，

14、且磨損較嚴(yán)重照按防護(hù)方式的不同，齒輪傳動(dòng)又可分為開式傳動(dòng)和閉式傳動(dòng)。 第24頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 二、漸開線齒廓曲線 對(duì)齒輪傳動(dòng)最基本的要求是它的角速比(兩輪角速度的比值1/2 )必須恒定不變。為此，齒輪的輪齒必須選用適當(dāng)?shù)凝X廓曲線。目前生產(chǎn)中已經(jīng)采用的齒廓曲線有漸開線、擺線和圓弧曲線。 漸開線齒輪不僅能滿足傳動(dòng)平衡的基本要求，而且具有易于制造的優(yōu)點(diǎn)，故常用齒輪多為漸開線齒輪。 1漸開線的形成 如圖2-10所示，當(dāng)一直線AB 沿半徑為rb 的圓作純滾動(dòng)時(shí)，此直線上任意一點(diǎn)K 的軌跡CD 稱為該圓的漸開線。該圓稱為漸開線的基圓，rb為基圓半經(jīng)，而AB 稱為漸開線

15、的發(fā)生線。第25頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 2漸開線的性質(zhì)(圖2-10) 1) 發(fā)生線在基圓上滾過的線段長(zhǎng)度 等于基圓上被滾過的一段弧長(zhǎng) ，即 2) 漸開線上任意一點(diǎn)的法線必切于基圓。由此可見，漸開線上各點(diǎn)的曲率半徑是變化的，離基圓越遠(yuǎn)，其曲率半徑就越大，漸開線就越趨平直。 3) 漸開線的形狀決定于基圓的大小。由圖2-1l可見：基圓越小，漸開線越彎曲；基圓越大，漸開線越平直。 4) 基圓內(nèi)無漸開線。第26頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四圖2-10 漸開線的形成 第27頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四圖2-11 基圓對(duì)漸開線

16、形狀的影響 第28頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 3漸開線齒廓的壓力角 如圖2-12所示，漸開線齒廓上任意一點(diǎn) K 的正壓力 F 的方向與漸開線繞基圓圓心 O 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)該點(diǎn)速度K 的方向之間所夾的銳角，稱為齒廓在K 點(diǎn)的壓力角，以K 表示。 圖2-12 漸開線齒廓的壓力角第29頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 由圖2-12可知 NOK = K cosK=ON/OK=rb/rk 由式可知，對(duì)同一基圓的漸開線，基圓半徑 rb 是常數(shù)，漸開線上某一點(diǎn) K 的壓力角大小是隨該點(diǎn)至圓心距離 rK 而變的，rK 越小，壓力角越小,在漸開線起始點(diǎn)(基圓上)的壓力角

17、為零。 第30頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 三、直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 1漸開線直齒圓柱齒輪各部分的名稱及幾何關(guān)系(見圖2-13) (1) 齒頂圓 直徑以 da 表示。 (2) 齒根圓 直徑以 df 表示。 (3) 齒厚與齒槽寬 在任意直徑 dx 的圓周上，齒厚以 sx 表示，齒槽寬以 ex 表示。 (4) 齒距 在任意直徑 dx 的圓周上，齒距以 px 表示。顯然存在如下關(guān)系： px = sx + ex = dx/z第31頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四圖2-13 直齒圓柱齒輪各部分的名稱和尺寸 第32頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，

18、星期四 (5) 分度圓 分度圓是一個(gè)理論圓，無法直接測(cè)量，其直徑以d 表示。 分度圓上的齒距、齒厚、齒槽寬通常稱為齒輪的齒距、齒厚、齒槽寬，分別以 p 、s 、e 表示。 存在下列關(guān)系 d = pz/ 在標(biāo)準(zhǔn)齒輪中，有 s = e = p/2 第33頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 (6) 模數(shù) 以m 表示，定義為 m = p /因此有 d = mz 模數(shù)是齒輪尺寸計(jì)算中的一個(gè)重要基本參數(shù)。 齒數(shù)相同的齒輪，模數(shù)較大者輪齒較大，分度圓也較大(見圖 2-14)。 模數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，我國(guó)制訂的齒輪模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系列見課本表2-3。 第34頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2

19、分，星期四圖2-14 不同模數(shù)的輪齒 第35頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 (7) 壓力角 通常說的壓力角，指的是分度圓上的壓力角，以 表示。 分度圓上的壓力角規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值，我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20和 15。 至此，可得確切而完整的分度圓概念：齒輪上壓力角和模數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓稱為分度圓。 第36頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 (8) 全齒高、齒頂高、齒根高和頂隙 分別以 h 、ha 、hf 和 c 表示。有如下關(guān)系： h= ha + hf hf = ha + c = ha*m + c*m =(ha* + c* )m 式中 ha*為齒頂高系數(shù)，

20、c*為頂隙系數(shù)。 ha* 和 c* 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，對(duì)正常齒， ha* = 1 ， c*=0 .25 ；對(duì)短齒， ha* = 0.8 ， c* = 0.3 。 齒輪頂隙的存在，有利于齒輪傳動(dòng)（見圖2-15）。 (9) 齒寬 以 b 表示。 第37頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四圖2-15 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合 第38頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 表 2-4 標(biāo)準(zhǔn)值齒圓柱齒輪幾何尺寸的計(jì)算公式 （ ha* = 1 ， c* = 0.25 , 20 ） 名 稱 代 號(hào) 計(jì) 算 公 式 模數(shù) 根據(jù)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)要求確定，取標(biāo)準(zhǔn)值 齒距 齒厚 齒槽寬 分度圓直徑

21、 齒頂高 第39頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四名 稱 代 號(hào) 計(jì) 算 公 式 齒根高 全齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒寬 由強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)要求確定，一般變速箱換檔齒輪： ； 減速器齒輪： 中心距 第40頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 2標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng) 為了能正確嚙合和連續(xù)傳動(dòng)，必須滿足以下幾個(gè)條件： (1) 正確嚙合的條件 兩齒輪的模數(shù)、壓力角必須相等。 (2) 連續(xù)傳動(dòng)的條件 在一對(duì)輪齒即將脫離嚙合時(shí)，后一對(duì)輪齒必須進(jìn)入嚙合。 (3) 避免根切和干涉的條件 齒輪的齒數(shù)必須大于或等于17（根切現(xiàn)象見圖2-16）。 圖2-16 齒廓的根切第41頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四 四、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)和錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 斜齒圓柱齒輪簡(jiǎn)稱斜齒輪，其輪齒形狀如圖2-17所示。 圖2-17 斜齒與直齒的比較 a）直齒 b）斜齒 第42頁(yè)，共49頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)2分，星期四圖2-18