第七章 機械傳動

第七章機械傳動

機械傳動與常用機構(gòu)一樣，都是起傳動的作用。常用機構(gòu)改變運動的形式，如將轉(zhuǎn)動改變成移動或擺動。而機械傳動只起改變轉(zhuǎn)動的速度大小或轉(zhuǎn)動的方向。常見的機械傳動有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪系?！?-1帶傳動一、帶傳動的類型、特點1、帶傳動的組成主、從動帶輪和傳動帶?？繋c帶輪之間接觸面的摩擦力來傳遞運動和動力，屬于利用中間撓性件的摩擦運動。2、帶傳動的類型（1）平帶傳動如圖7－1所示。見實物§7-1帶傳動（2）V帶傳動如圖7－2所示。見實物。（3）同步帶傳動如圖7－3所示。見實物?！?-1帶傳動3、帶傳動的特點和應用（1）特點優(yōu)點傳動平穩(wěn)，能吸收振動、無噪聲，過載能打滑起保護作用。缺點不能保證準確的傳動比。（2）應用

一般安裝在與電機直接相連接的傳動軸上。相同條件下V帶傳遞功率是平皮帶的3倍左右，因此V帶應用最廣。如汽車發(fā)動機、數(shù)控車床的進給電機傳動?！?-1帶傳動§7-1帶傳動二．V帶與帶輪的結(jié)構(gòu)1、V帶結(jié)構(gòu)如圖7－5所示。

根據(jù)傳遞功率大小，分為Y、Z、A、B、C、D、E七號，Y、Z型號的皮帶斷面較小，常用于家用電器上。依次為A、B、C、D、E,隨著皮帶斷面形狀逐漸變大，傳遞的功率也相應變大。

V帶做成環(huán)形的密封整體，不能斷開調(diào)整長度，國家已制定標準的基準長度系列，使用中應按標準進行選擇?！?-1帶傳動

2．帶輪材料、結(jié)構(gòu)（1）帶輪材料工業(yè)上常用帶輪材料為HT150鑄鐵。具有強度足夠、易于加工、價格便宜的特點；在低速或輕載中常用工程塑料或鋁合金，如洗衣機的大帶輪選用工程塑料，小帶輪用鋁合金、鐵板沖壓制成。（2）帶輪結(jié)構(gòu)如圖7－6、7所示?！?-1帶傳動

輪槽的結(jié)構(gòu)與帶相配合使用，在中性層處的尺寸相同。當d小于150mm時，選用實心式。如圖7－8所示。當d等于150－450mm時，選用腹板式。如圖7－9所示。當d大于450mm時，選用橢圓輪輻式。如圖7－10所示?！?-1帶傳動

帶傳動時，帶在小輪中的彎曲變形較大，內(nèi)側(cè)受壓縮變形。為了保證帶與帶輪槽充分的接觸，產(chǎn)生足夠的摩擦力，將V帶的楔角做成40°，而帶輪的楔角依型號和小帶輪直徑的變化而變化，分別為32°、34°、36°和38°四種?！?-1帶傳動

三、帶傳動的失效形式

1．打滑當載荷超過帶傳動所能傳遞的動力時帶在帶輪上打滑。

2．疲勞撕裂摩擦帶的疲勞磨損產(chǎn)生撕裂是另一種失效形式。

四、帶傳動的緊邊與松邊為了增大傳動的接觸摩擦角，獲得最大的傳遞動力，要求帶傳動的下面為緊邊，上面為松邊。

五、帶傳動的傳動比

帶傳動的傳動比為：

i=n1/n2=d2/d1

例7－1

主動輪的轉(zhuǎn)速與從動輪的轉(zhuǎn)速之比，也等于從動輪的基準直徑與主動輪的基準直徑之比。傳動比一般小于3?！?-1帶傳動六、V帶傳動的張緊、安裝和維護

1、帶的張緊

（1）調(diào)整中心距如圖7－11所示。（2）安裝張緊輪如圖7－12所示?！?-1帶傳動2、安裝和維護（1）新舊帶不能一起使用注意選擇相同型號和規(guī)格的內(nèi)周長帶安裝在同一帶輪上。（2）在裝卸V帶先調(diào)近兩帶輪的中心矩，可方便地將帶拆卸或安裝，后調(diào)整兩輪中心矩。如果不調(diào)整兩輪中心矩，強將帶從帶輪上撬下來，一定先把帶從大輪上撬下來；安裝時應先把帶套在小輪上，再將帶盤上從動輪，應注意不能用手直接操作，防止將手夾在帶與帶輪之間?！?-1帶傳動（3）帶在帶輪上的張緊要符合10-15mm的壓下要求，如圖7－13所示。過松不能傳遞足夠的摩擦力和扭矩，過緊將會增大壓軸力，加大對軸承的徑向載荷。如果是滑動軸承，將加劇磨損。如洗衣機皮帶太松，水流緩慢，衣服洗不凈；如果皮帶過緊，波輪軸很快過度磨損產(chǎn)生中間漏水?！?-1帶傳動（4）輪槽對正，軸線平行如圖7－14所示。輪槽與帶的型號一致，如圖7－15所示?！?-2鏈傳動

一、鏈傳動的組成與特點

1、鏈傳動的組成主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條組成。如圖7－16所示?！?-2鏈傳動2、鏈傳動的種類常用的有套筒滾子鏈和齒形鏈，前者應用較廣泛。按用途分成起重鏈、牽引鏈和傳動鏈?！?-2鏈傳動

4．鏈傳動的特點平均傳動比準確；能在高溫、潮濕等條件下工作；但有噪音。

二．鏈傳動的傳動比鏈傳動的傳動比等于為主動輪的轉(zhuǎn)速與從動輪的轉(zhuǎn)速之比i=n1/n2，也等于從動輪的齒數(shù)與主動輪的齒數(shù)之比。i=n1/n2=z2/z1?！?-2鏈傳動

例7－2三、鏈傳動的安裝與維護

1、鏈傳動的安裝（1）兩軸平行，鏈輪同平面，如圖7－20所示?！?-2鏈傳動（2）鏈條張緊緊邊在上，松邊在下。太松易掉鏈，會產(chǎn)生振動；太緊會影響傳動?？捎脧埦o輪張緊，如圖7－21所示。（3）兩鏈輪軸心線連線與水平線夾角小于45度。（4）安裝防護罩?！?-2鏈傳動2．鏈傳動的維護定期注油，如圖7－22所示?！?-2鏈傳動

四、套筒滾子鏈的標記

鏈條為標準件，其標記為鏈號及節(jié)數(shù)。如某鏈條為代號為10A－60GB/T1243－2006。表示10號鏈，節(jié)距可查標準為15.87毫米，共有60節(jié)。7-3齒輪傳動一、齒輪傳動的結(jié)構(gòu)與特點

1、齒輪傳動的結(jié)構(gòu)如圖7－23所示，齒輪傳動由主動齒輪、從動齒輪和機架組成?？魁X面直接嚙合來傳遞運動?！?-3齒輪傳動2、齒輪傳動的類型如圖7－24所示，常用為外嚙合直齒圓柱齒輪傳動、內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動、齒輪齒條傳動等。按兩軸位置之間相互關(guān)系可分為三種類型：（1）兩軸相互平行的圓柱齒輪傳動；（2）兩軸相交的圓錐齒數(shù)傳動；（3）兩軸交錯的蝸桿蝸輪傳動。7-3齒輪傳動7-3齒輪傳動7-3齒輪傳動7-3齒輪傳動7-3齒輪傳動7-3齒輪傳動

3、齒輪傳動的特點

齒輪的輪廓齒形按漸開線曲線制作，具有許多特點：（1）傳動比恒定無論任何瞬時傳動，傳動比都達到完全準確。（2）具有壽命長，傳遞功率大。（3）制造比較復雜，成本較高。由于齒輪傳動具有其他傳動不可比擬的優(yōu)點，在工業(yè)上得到了廣泛的應用。二、漸開線齒輪

1、漸開線齒輪齒廓曲線如圖7－25所示。7-3齒輪傳動

2、漸開線齒輪的各部份名稱如圖7－26所示。名稱苻號，見表7－2。7-3齒輪傳動

3、直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)齒數(shù)z

模數(shù)m

見表7－3

壓力角

a=207-3齒輪傳動

齒頂高系數(shù)h=1

頂隙系數(shù)c=17-3齒輪傳動

主要參數(shù)表示決定齒輪幾何尺寸的值，首先要區(qū)分參數(shù)和幾何尺寸兩者的概念。模數(shù)是主要參數(shù)中的最重要表示量，從分度圓的長度計算推出，即:

周長由于值是無理數(shù)，為了便于計算和測量，用模數(shù)代入上式，即得

m為一系列標準值，即使分度圓的值成為一個比較整齊的數(shù)值。見表7－3。

4．齒輪的結(jié)構(gòu)及材料（1）齒輪的結(jié)構(gòu)按齒輪外徑分：7-3齒輪傳動

齒輪軸如圖7－29所示。齒根圓到鍵槽底部距離小于(2～2.5)m。

實體齒輪如圖7－30所示。d小于200mm。腹板式齒輪如圖7－31所示。d＝200～500mm。

輪幅式齒輪如圖7－32所示。d大于500mm。7-3齒輪傳動7-3齒輪傳動(2)齒輪的材料常用中碳鋼和中碳合金鋼鍛造而成。

鍛鋼

d小于500mm。當表面硬度小于350HBW時，稱軟齒面齒輪；當表面硬度大于350HBW時，稱硬齒面齒輪。鑄鋼當直徑大于500毫米而不方便鍛造時，采用鑄鋼或灰鑄鐵。鑄鐵用于低速、輕載。非金屬用于高速、輕載。如辦公機械。

5、傳動比與基本幾何尺寸計算公式

傳動比

i=n1/n2=z2/z1

基本幾何尺寸計算公式見表7－4。7-3齒輪傳動

課堂練習；例7－3．已知一對標準直齒圓柱齒輪的齒數(shù)為23和49，齒輪模數(shù)為8，試計算以下幾何尺寸？解：計算中發(fā)現(xiàn)兩個齒輪的齒數(shù)是質(zhì)數(shù)，只能被本身和1才能除盡的數(shù)，為何不取整齊的數(shù)，如20、40呢？如果一對齒輪其中至少一個是質(zhì)數(shù)，第1個齒輪的第1個齒在嚙合的過程中將輪流和第2個齒輪的每一個齒嚙合,第2、第3及以后的每個齒也是一樣.輪流嚙合將會延長齒輪使用壽命，讓每個齒都有機會去承擔不同的載荷，不會使載荷總是集中在少數(shù)固定的單一齒對中。7-3齒輪傳動例7－2

已知某個舊齒輪需要更換，已測得齒輪的外圓直徑為102mm,齒數(shù)Z1＝18，兩輪中心矩a=121mm，請計算除齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸。解：依尺寸計算公式，得

6．圓柱齒輪的正確嚙合傳動的條件

m1=m2=m7-3齒輪傳動7．加工切削

（1）切削方法7-3齒輪傳動7-3齒輪傳動7-3齒輪傳動（2）根切現(xiàn)象與最少齒數(shù)根切現(xiàn)象如圖7－36所示。最少齒數(shù)z當齒數(shù)小于17時，需要變位。如圖7－37所示。7-3齒輪傳動

三．齒輪的失效形式失效的形式有5種，但以折斷和齒面點蝕為常見。

1、輪齒折斷如圖7－38所示。

2、齒面疲勞點蝕如圖7－39所示。

3、齒面膠合如圖7－40所示。7-3齒輪傳動

4、齒面磨損如圖7－41所示。

5、齒面塑性變形如圖7－42所示。7-3齒輪傳動

四．齒輪傳動的精度

齒輪的加工是一刀切削成形，精度的差別不可能超過2級。用傳遞運動的準確性，傳遞運動的平穩(wěn)性，載荷分布的均勻性等三項精度和齒側(cè)間隙四項指標表示。如8－8－7GMGB/T10095-20087-3齒輪傳動五．齒輪的裝配與檢測

1．齒輪的裝配

2．齒輪的檢測運動精度百分表測徑向和端面跳動。接觸精度涂色法。

齒側(cè)間隙壓鉛法和打表法。7-3齒輪傳動

六、．齒輪傳動的潤滑

潤滑是減少摩擦磨損的有效方法。閉式傳動夏天選用L-CKB320潤滑油，冬天選用L-CKB220潤滑油。俗稱30號和20號機油。開式傳動選用脂潤滑，如常用的鈣鈉基潤滑脂，呈微黃色，俗稱黃油。7-3齒輪傳動

浸油1～2齒浸油輪噴油7-4蝸桿傳動一、蝸桿傳動的結(jié)構(gòu)與特點

1、蝸桿傳動的結(jié)構(gòu)由蝸桿、蝸輪和機架組成。如圖7－47所示。7-4蝸桿傳動2、蝸桿傳動的類型圓柱形和圓弧形，如圖7－48所示。7-4蝸桿傳動

3、蝸桿傳動的特點（1）傳動比大。蝸桿轉(zhuǎn)動一圈，蝸輪才轉(zhuǎn)過一個齒（2）兩軸相錯成90°。（3）只能蝸桿帶動蝸輪，蝸輪不能帶動蝸桿，傳動具有自鎖性。（4）和蝸輪的接觸為圓弧面，接觸面積大，屬于滑動摩擦，因此摩擦發(fā)熱嚴重。（5）常用的蝸桿是阿基米德蝸桿7-4蝸桿傳動7-4蝸桿傳動二、蝸桿傳動的基本參數(shù)

1、模數(shù)m和壓力角a2、蝸桿分度圓直徑d

見表7－5。

3、導程角如圖7－53所示。

tan=

4、蝸桿的直徑系數(shù)qq=mq5、齒頂高系數(shù)hh=1、頂隙系數(shù)cc=0.2mm7-4蝸桿傳動三、蝸桿蝸輪的材料

蝸桿常用45鋼調(diào)質(zhì)或中碳合金鋼經(jīng)過熱處理。

蝸輪選用鑄造錫青銅，耐磨性好而又抗膠合性強的。不重要的蝸輪可以選用鑄鐵材料。四、蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸桿作成蝸桿軸，如圖7－54所示。

蝸輪作成整體式或組合式。如圖7－55所示。7-4蝸桿傳動

五、蝸桿傳動的傳動比與幾何尺寸計算

1、蝸桿傳動的傳動比7-4蝸桿傳動

i=n1/n2=z2/z1

2、蝸桿傳動的幾何尺寸計算

引入中間平面的概念，通過蝸桿的軸線又垂直于蝸輪軸線的平面將蝸桿傳動截開，得到蝸桿的軸面和蝸輪的端面相當于齒條和齒輪的嚙合傳動，得出蝸桿的軸面參數(shù)與蝸輪的端面參數(shù)相等的結(jié)論。它是幾何尺寸計算的依據(jù)。見表7－6。

3、蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷

應用左、右定則方法。如圖7－56所示。

4、正確嚙合的條件

除了模數(shù)和壓力角相等外，蝸桿的導程角和蝸輪的壓力角必需相等。7-4蝸桿傳動

六、蝸桿的失效形式及維護

1、失效形式齒面膠合、疲勞點蝕、磨損和輪齒折斷。

2、蝸桿傳動的潤滑

摩擦發(fā)熱大，選用粘度大、親和力大潤滑油。同時選用必要的散熱泠卻方法，如加風扇、通泠卻水等強制泠卻，保證潤滑的效果。見表7－7所示。7-4蝸桿傳動

3、蝸桿傳動的散熱7-5齒輪系與減速器一、齒輪系的組成與類型1、齒輪系的組成 由多對齒輪傳動組合而成的齒輪傳動系統(tǒng)，稱為齒輪系。如圖7－59所示7-5齒輪系與減速器

2、齒輪系的類型

（1）定軸輪系如圖7－60、61所示，所有的齒輪軸線在傳動中都是固定不動的。7-5齒輪系與減速器（2）行星輪系如圖7－62所示，所有的齒輪軸線在傳動中至少有一個齒輪軸線是不斷變化的。7-5齒輪系與減速器二、齒輪系傳動的特點

1、能獲得大的傳動比

2、可實現(xiàn)變速和變向傳動如汽車速度的變化和轉(zhuǎn)向變化,如圖7－63、64所示。7-5齒輪系與減速器三、定軸輪系傳動比的計算

以圖7－5為例，推導出定