變速箱的傳動系統(tǒng)

《機構(gòu)設(shè)計及制作》

適用專業(yè)：模具設(shè)計與制造

高新紅

情境設(shè)計5

變速箱設(shè)計

目標(biāo)2：掌握常見聯(lián)軸器、離合器的工作原理及選用，能夠恰當(dāng)?shù)剡x用滾動軸承并對滾動軸承進行組合設(shè)計，合理設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)及軸系，了解潤滑和密封的基本知識目標(biāo)1：能夠識別變速箱的常見聯(lián)接類型，掌握普通平鍵聯(lián)接的類型和選用，掌握銷聯(lián)接的類型和應(yīng)用目標(biāo)3：掌握帶傳動，齒輪傳動，了解蝸桿傳動的特點，能恰當(dāng)設(shè)計傳動系統(tǒng)，設(shè)計殼體及附件，了解彈簧的類型結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用，能對變速箱進行整體設(shè)計內(nèi)容：變速箱的常見聯(lián)接件，軸系零件，傳動系統(tǒng)，殼體及附件，彈簧及變速箱的整體設(shè)計單元4:變速箱的傳動系統(tǒng)

目標(biāo)1:能夠分析計算傳動系統(tǒng)的傳動比目標(biāo)2:能夠根據(jù)工況設(shè)計選用恰當(dāng)?shù)臋C械傳動方式目標(biāo)3:能夠正確設(shè)計帶，鏈，齒輪，蝸桿蝸輪，了解鏈傳動目標(biāo)4:能夠進行定軸輪系，行星輪系的傳動比計算和設(shè)計情境設(shè)計5

變速箱設(shè)計

任務(wù)一：詳細(xì)設(shè)計變速箱的單級齒輪傳動能夠識別齒輪的失效形式能夠設(shè)計齒輪傳動，并確定齒輪的結(jié)構(gòu)形式及精度目標(biāo)：設(shè)計直齒圓柱齒輪：已知減速器用單級齒輪傳動、傳遞功率P、轉(zhuǎn)速n、傳動比i所涉及知識點重點：1.根據(jù)給定圖片、判斷齒輪失效形式2.根據(jù)給定參數(shù)，選擇齒輪材料及熱處理方式3.齒輪基本參數(shù)設(shè)計4.齒輪強度校核5.齒輪其他參數(shù)計算6.齒輪的精度選擇7.齒輪的結(jié)構(gòu)形式知識點總結(jié)1.輪齒的失效形式機械零件由于強度、剛度、耐磨性和振動穩(wěn)定性等因素不能正常工作時，稱為失效。機械零件在變應(yīng)力作用下引起的破壞稱為疲勞破壞，機械零件抵抗疲勞破壞的能力稱為疲勞強度。齒輪傳動的失效主要是輪齒的失效。⑴輪齒折斷：輪齒象一個懸臂梁，受載后齒根部產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。當(dāng)該應(yīng)力值超過材料的彎曲疲勞極限時，齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋，并不斷擴展使輪齒斷裂。此外，突然過載、嚴(yán)重磨損及安裝制造誤差等也會造成輪齒折斷。提高輪齒抗折斷能力的措施：增大齒根圓角半徑，消除加工刀痕以降低齒根應(yīng)力集中；增大軸及支承物的剛度以減輕局部過載的程度；對輪齒進行表面處理以提高齒面硬度。⑵齒面磨損：灰塵、砂粒、金屬微粒等落入輪齒間，會使齒面間產(chǎn)生摩擦磨損。嚴(yán)重時會因齒面減薄過多而折斷。磨損是開式傳動的主要失效形式。主要措施：采用閉式傳動；提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；采用清潔的潤滑油。⑶齒面點蝕：輪齒工作面某一固定點受到近似脈動的變應(yīng)力作用，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點狀剝蝕損傷的現(xiàn)象。點蝕是閉式傳動常見的失效形式。開始齒輪由于磨損很少出現(xiàn)點蝕。點蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線附近。主要措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤滑油粘度；采用合理變位。⑷齒面膠合：高速重載傳動中，齒面間壓力大，瞬時溫度高，潤滑油模被破壞，齒面間會發(fā)生粘接在一起的現(xiàn)象，在輪齒表面沿滑動方向出現(xiàn)條狀傷痕，稱為膠合。防止膠合的措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤滑油粘度；限制油溫。⑸塑性變形：重載且摩擦力很大時，齒面較軟的輪齒表面就會沿摩擦力方向產(chǎn)生塑性變形。措施：提高齒面硬度；增大潤滑油粘度。主動齒輪齒面所受摩擦力背離節(jié)線，齒面在節(jié)線附近下凹；從動齒輪齒面所受摩擦力指向節(jié)線，齒面在節(jié)線附近上凸。2.設(shè)計準(zhǔn)則對于閉式齒輪傳動：1）軟齒面（≤350HBS）齒輪主要失效形式是齒面點蝕，故可按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計計算，按齒根彎曲疲勞強度校核。2）硬齒面（>350HBS）或鑄鐵齒輪，由于抗點蝕能力較高，輪齒折斷的可能性較大，故可按齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計計算，按齒面接觸疲勞強度校核。

對于開式齒輪傳動中的齒輪，齒面磨損為其主要失效形式，故通常按照齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計計算，確定齒輪的模數(shù)，考慮磨損因素，再將模數(shù)增大10%——20%，而無需校核接觸強度。齒輪的常用材料

齒輪材料的基本要求：齒面硬、齒芯韌(1)齒面應(yīng)有足夠的硬度，以抵抗齒面磨損、點蝕、膠合以及塑性變形等；(2)齒芯應(yīng)有足夠的強度和較好的韌性，以抵抗齒根折斷和沖擊載荷：(3)應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能．使之便于加工且便于提高其力學(xué)性能。

最常用的齒輪材料是鋼．此外還有鑄鐵及一些非金屬材料等。1．鍛鋼

鍛鋼因具有強度高、韌性好、便于制造、便于熱處理等優(yōu)點，大多數(shù)齒輪都用鍛鋼制造。

(1)軟齒面齒輪：齒面硬度<350HBS，常用中碳鋼和中碳合金鋼，如45鋼．40Cr，35SiMn等材料，進行調(diào)質(zhì)或正火處理。這種齒輪適用于強度。精度要求不高的場合，輪坯經(jīng)過熱處理后進行插齒或滾齒加工，生產(chǎn)便利、成本較低。

在確定大．小齒輪硬度時應(yīng)注意使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高30一50HBS，這是因為小齒輪受載荷次敷比大齒輪多，且小齒輪齒根較?。疄槭箖升X輪的輪齒接近等強度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。

(2)硬齒面齒輪

硬齒面齒輪的齒面硬度大于350HBS，常用的材料為中碳鋼或中碳合金鋼經(jīng)表面淬火處理。2．鑄鋼

當(dāng)齒輪的尺寸較大(大于400一600mm)而不便于鍛造時．可用鑄造方法制成鑄鋼齒坯，再進行正火處理以細(xì)化晶粒。

3．鑄鐵

低速、輕載場合的齒輪可以制成鑄鐵齒坯。當(dāng)尺寸大于500mmm時可制成大齒圈，或制成輪輻式齒輪。齒輪的常用材料

對齒輪材料基本要求：齒面有足夠的硬度；輪芯有足夠的強度和韌性；具有良好的機械加工和熱處理工藝性；價格低。齒面要硬，齒芯要韌。齒輪的常用材料

選材原則1）滿足工作條件的要求；4）考慮配對齒輪等強度。3）考慮經(jīng)濟性；2）考慮齒輪尺寸大小、毛坯成型熱處理和制造方法；齒輪熱處理調(diào)質(zhì)正火表面淬火滲碳淬火表面氮化軟齒面≤350HBS

。改善機械性能，增大強度和韌性硬齒面。接觸強度高、耐磨性好、可抗沖擊配對齒輪均采用軟齒面時：小齒輪受載次數(shù)多，故材料應(yīng)選好些，熱處理硬度稍高于大齒輪（約30~50HBS）(中碳鋼或中碳合金鋼）48~54HRC（中碳鋼或中碳合金鋼）58~63HRC

（低碳鋼或低碳合金鋼）課堂討論

1、汽車變速箱用齒輪2、C6140機床主軸箱齒輪齒輪基本參數(shù)設(shè)計

齒輪圓周上輪齒的數(shù)目稱為齒數(shù),用z表示。模數(shù)mZp=d則d=p

z=mz模數(shù)單位為mm，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見表。它是確定齒輪尺寸的重要參數(shù)。壓力角:

漸開線齒廓在分度圓處的壓力角。用

表示。Cosk=r

b/r

kCos=rb/r我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20

齒頂高

ha=ha*m

（ha*—齒頂高系數(shù)）

齒根高

hf=(ha*+c*)m

（c*—頂隙系數(shù)）我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒制ha*=1，c*=0.25；短齒制ha*=0.8，c*=0.3

全齒高

h=ha+hf=(2ha*+c*)m標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指m,a,ha*和c*均為標(biāo)準(zhǔn)值，且s=e的齒輪。m,a,ha*和c*是齒輪的基本參數(shù)，其它幾何尺寸可通過它們求得。計算公式見表12-2-2。一、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的受力分析圓周力徑向力法向力(N.mm)11.7直齒圓柱齒輪的受力分析與強度計算力的方向各力的方向Ft：主動輪上與運動方向相反

從動輪上與運動方間相同F(xiàn)r：由作用點指向輪心Fn：沿法線背離嚙合點=①各力關(guān)系：作用在主動輪和從動輪上的對應(yīng)力等值反向，即計算載荷（Fnc）：Fnc=KFn法向力Fn表示理想狀態(tài)下的名義載荷。二、輪齒的計算載荷載荷狀態(tài)工作機舉例原動機電動機多缸內(nèi)燃機單缸內(nèi)燃機平穩(wěn)輕微沖擊均勻加料的運輸機、發(fā)電機、透平鼓風(fēng)機和壓縮機、機床輔助傳動等。1～1.21.2～1.61.6～1.8中等沖擊不均勻加料的運輸機、重型卷揚機、球磨機、多缸往復(fù)式壓縮機等1.2～1.61.6～1.81.9～2.1較大沖擊沖床、剪床、鉆機、軋機、挖掘機、重型給水泵、破碎機、單缸往復(fù)式壓縮機等1.6～1.81.9～2.12.2～2.4表11-7載荷系數(shù)K

三、齒根彎曲疲勞強度計算

根據(jù)材料力學(xué)知識，可得：令齒寬系數(shù)可通過圖11-24查取設(shè)計公式：齒形系數(shù)為彎曲許用應(yīng)力可通過齒寬系數(shù)表11-8查取校核公式：

齒輪相對軸承位置

齒面硬度≤350HBW＞350HBW對稱布置

0.8~1.4

0.4~0.9非對稱布置

0.6~1.2

0.3~0.6懸臂布置

0.3~0.4

0.2~0.25表11-8齒寬系數(shù)外嚙合齒輪齒形系數(shù)YFS四、齒面接觸疲勞強度計算

根據(jù)材料力學(xué)知識，可得：u：齒數(shù)比，減速：u=i；增速：u=1/i±：外嚙合、內(nèi)嚙合齒輪；ZE：材料彈性系數(shù)，查表11-9。ZH：節(jié)點區(qū)域系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)直齒輪正常安裝時ZH=2.5;設(shè)計公式：校核公式：：兩齒中較小的許用接觸應(yīng)力。表11-9材料彈性系數(shù)ZE（）

大齒輪

材料小齒輪材料鋼鑄鋼鑄鐵

球墨

鑄鐵鋼189.8188.9165.4181.4鑄鋼188.9188.0161.4180.5五、齒輪傳動設(shè)計參數(shù)的確定及許用應(yīng)力①齒數(shù)Z1閉式軟齒面齒輪（點蝕）→Z1=20～

40。閉式硬齒面齒輪（彎曲疲勞）→Z1=17～

20。②模數(shù)m在滿足齒根彎曲強度條件下，盡量小些，以增加齒數(shù)，減少根切量；傳遞動力齒輪，m=(0.007～0.02)a，一般取值為2～8mm。1、設(shè)計參數(shù)的確定④齒寬系數(shù)

齒寬系數(shù)↑，徑向尺寸↓，齒輪圓周速度↓。但齒寬系數(shù)↑，載荷分布越不均勻。為便于裝配和補償軸向變動量，取小齒輪寬度比大齒輪齒寬大5-10mm。③傳動比i

一般齒輪傳動，常取i＜7；若i≥7，應(yīng)采用多級傳動，以減少傳動裝置的尺寸。開式齒輪傳動，傳動比可取得大一些，imax=8～12。2、許用應(yīng)力彎曲疲勞許用應(yīng)力[бF]：接觸疲勞許用應(yīng)力[бH]：齒面接觸疲勞安全系數(shù)，一般場合取1；損壞后果嚴(yán)重的取1.25～1.35接觸疲勞強度極限，查圖11-26彎曲疲勞安全系數(shù)，一般場合取1；損壞后果嚴(yán)重的取1.5齒輪的彎曲疲勞強度極限，查圖11-25ZN,YN

----壽命系數(shù)，查圖11-27,11-28。齒輪材料的σFlim

齒輪材料的σHlim

彎曲疲勞壽命系數(shù)YN

接觸疲勞壽命系數(shù)ZN

六、設(shè)計流程及應(yīng)用實例設(shè)計流程【例11-3】如圖11-1b所示帶式輸送機減速器采用直齒圓柱齒輪傳動，已知i=4，n1=750r/min，傳遞功率P=5kW，工作平穩(wěn)，單向傳動，單班工作制，每班8h，工作期限10年。試設(shè)計此對直齒圓柱齒輪。解：設(shè)計過程及結(jié)果見教材表11-10齒輪傳動的精度

制造和安裝齒輪傳動裝置時，不可避免地會產(chǎn)生誤差。誤差對傳動帶來以下三方面的影響：1.相嚙合齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)實際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角不一致，即影響傳遞運動的準(zhǔn)確性。2.瞬時傳動比不能保持恒定不變，齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)會出現(xiàn)多次重復(fù)的轉(zhuǎn)速波動，特別在高速傳動中將引起振動、沖擊和噪聲，即影響傳動的平穩(wěn)性。3.齒向誤差能使齒輪上的載荷分布不均勻，當(dāng)傳遞較大轉(zhuǎn)矩時，易引起早期損壞，即影響載荷分布的均勻性。GB10095一88對圓柱齒輪及齒輪副規(guī)定了12個精度等級和14種齒厚偏差。按照誤差的特性及它們對傳動性能的主要影響，將齒輪的各項公差分成三個組，分別反映傳遞運動的準(zhǔn)確性、傳動的平穩(wěn)性和載荷分布的均勻性。齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過強度和幾何尺寸的計算，已確定主要參數(shù)和尺寸。還要設(shè)計其結(jié)構(gòu)和其它尺寸。常用結(jié)構(gòu)形式有：1.齒輪軸：X<2.5mn2.實心齒輪當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da≤200mm時，可采用實體式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)型式的齒輪常用鍛鋼制造。3.腹板式齒輪當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da=200--500mm時，可采用腹板式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的齒輪多用鍛鋼制造。4.輪輻式齒輪當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da>500mm時，可采用輪輻式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的齒輪常用鑄鋼或鑄鐵制造。任務(wù)三、為不同機器設(shè)計選用帶傳動

能夠識別鏈傳動類型掌握鏈傳動的標(biāo)準(zhǔn)、失效形式和潤滑方法目標(biāo)：能夠設(shè)計V帶傳動，識別V帶標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)：1.帶傳動組成及工作原理2.帶傳動的分類及應(yīng)用3.V帶傳動標(biāo)準(zhǔn)件--普通V帶和V帶輪4.帶傳動的工作能力分析5.V帶傳動的張緊、安裝和維護所涉及知識點重點：研究對象：以普通V帶為主研究內(nèi)容：帶傳動的工作原理、特點、應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)，分析普通帶傳動的失效形式，以及使用和維護方面應(yīng)注意的問題。重點：普通V帶傳動一、帶傳動的設(shè)計一）、帶傳動組成及工作原理

如圖所示，帶傳動一般是由主動輪、從動輪、緊套在兩輪上的傳動帶及機架組成。當(dāng)原動機驅(qū)動主動帶輪轉(zhuǎn)動時，由于帶與帶輪之間摩擦力的作用，使從動帶輪一起轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)運動和動力的傳遞。帶傳動的組成

二）、帶傳動的分類及應(yīng)用1.帶傳動的類型

按傳動原理分：（1）摩擦帶傳動：靠傳動帶與帶輪間的摩擦力實現(xiàn)傳動，如V帶傳動、平帶傳動等；（2）嚙合帶傳動：

靠帶內(nèi)側(cè)凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實現(xiàn)傳動，如同步帶傳動。動畫動畫按傳動帶的截面形狀分（1）平帶：

平帶的截面形狀為矩形，內(nèi)表面為工作面。（2）V帶：截面形狀為梯形，兩側(cè)面為工作表面。（4）圓形帶：橫截面為圓形。只用于小功率傳動。（5）齒形帶（同步帶）：（3）多楔帶：它是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動帶。可傳遞很大的功率。按用途分（1）傳動帶

傳遞動力用（2）輸送帶

輸送物品用。本章僅討論傳動帶。2.帶傳動的特點（1）能吸收振動，緩和沖擊,傳動平穩(wěn)，噪音??；（2）過載時，帶會在帶輪上打滑，防止其他機件損壞，起到過載保護作用；（3）結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護方便，成本低；（4）帶與帶輪之間存在一定的彈性滑動，故不能保證恒定的傳動比，傳動精度和傳動效率低；（5）由于帶工作時需要張緊，帶對帶輪軸有很大的壓力；（6）帶傳動裝置外廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊；（7）帶的壽命較短，需要經(jīng)常更換；（8）不適用于高溫、易燃及有腐蝕介質(zhì)的場合。

3.帶傳動的應(yīng)用

摩擦帶傳動適用于要求傳動平穩(wěn)、傳動比要求不準(zhǔn)確、中小功率的遠(yuǎn)距離傳動。三）、V帶傳動標(biāo)準(zhǔn)件--普通V帶和V帶輪

V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、汽車V帶、大楔角V帶等。其中以普通V帶和窄V帶應(yīng)用較廣。1.V帶的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)普通V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，按截面尺寸從小到大可分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。標(biāo)準(zhǔn)V帶都制成無接頭的環(huán)形帶，其橫截面結(jié)構(gòu)如圖所示?？估w的結(jié)構(gòu)形式有簾布結(jié)構(gòu)和繩芯結(jié)構(gòu)。帶繞在帶輪上時產(chǎn)生彎曲，外層受拉伸長，內(nèi)層受壓縮短，內(nèi)外層之間必有一長度不變的中性層，其寬度bp稱為節(jié)寬。V帶輪上與bp相應(yīng)的帶輪直徑dd

稱為基準(zhǔn)直徑。與帶輪基準(zhǔn)直徑相應(yīng)的帶的周線長度稱為基準(zhǔn)長度，用Ld表示。兩帶輪軸線間的距離a稱為中心距，帶與帶輪接觸弧所對應(yīng)的中心角稱為包角。

122.V帶帶輪設(shè)計要求：

質(zhì)量小且質(zhì)量分布均勻；足夠的承載能力；良好的結(jié)構(gòu)工藝性；輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。（1）帶輪參數(shù)帶輪非標(biāo)準(zhǔn)件，但某些尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)，如以及帶輪的輪槽部分尺寸帶輪的基準(zhǔn)直徑、應(yīng)符合帶輪基準(zhǔn)直徑尺寸系列。普通V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列2022.4252831.535.54045505663677175808590951001061121181251321401501601701802002122242362502652803003153553754004254504755005305606006306707107508009001000…

2.V帶帶輪（續(xù)）（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計:

帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。輪緣是帶輪的工作部分，制有梯形輪槽。輪轂是帶輪與軸的聯(lián)接部分，輪緣與輪轂則用輪輻（腹板）聯(lián)接成一整體。V帶輪按腹板結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式：實心帶輪、腹板帶輪

、孔板帶輪、輪輻帶輪。直徑較小時可采用實心式；中等直徑帶輪采用腹板式；直徑大于350mm時可采用輪輻式。輪轂與輪輻尺寸按經(jīng)驗公式計算，輪緣尺寸見表14-2-3。

（3）V帶帶輪材料選擇帶輪的材料：帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150或HT200,允許的最大圓周速度為25m/s；轉(zhuǎn)速較高時宜采用鑄鋼（或用鋼板沖壓后焊接而成）；小功率時可用鑄鋁或塑料。四）、帶傳動的工作能力分析

1.帶傳動的受力分析

把一根或多根環(huán)形V帶張緊套裝在主動輪1和從動輪2上，使帶與帶輪的接觸面間產(chǎn)生壓力。工作時，靠帶與帶輪間的摩擦力傳遞運動與動力。在一定的條件下，摩擦力有一極限值，如果工作阻力超過了摩擦力的極限值，帶將在帶輪面上打滑，帶傳動將不能正常工作。為保證帶傳動正常工作，傳動帶必須以一定的張緊力套在帶輪上。當(dāng)傳動帶靜止時，帶兩邊承受相等的拉力，稱為初拉力F0。當(dāng)傳動帶傳動時，由于帶與帶輪接觸面之間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力不再相等，如圖所示。一邊被拉緊，拉力由F0增大到F1，稱為緊邊；一邊被放松，拉力由F0減少到F2，稱為松邊。設(shè)環(huán)形帶的總長度不變，則緊邊拉力的增加量F1-F0應(yīng)等于松邊拉力的減少量F0-F2。

F1-F0=F0-F2

F0=（F1+F2）/2帶兩邊的拉力之差F稱為帶傳動的有效拉力。實際上F是帶與帶輪之間摩擦力的總和，在最大靜摩擦力范圍內(nèi)，帶傳動的有效拉力F與總摩擦力相等，F(xiàn)同時也是帶傳動所傳遞的圓周力，即F=F1-F2

帶傳動所傳遞的功率為：P=Fv/1000

式中P為傳遞功率，單位為KW；

F為有效圓周力，單位為N；

V為帶的速度，單位為m/s。在一定的初拉力F0作用下，帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和有一極限值。當(dāng)帶所傳遞的圓周力超過帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和的極限值時，帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。帶打滑時從動輪轉(zhuǎn)速急劇下降，使傳動失效，同時也加劇了帶的磨損，應(yīng)避免打滑。傳動帶是彈性體，受到拉力后會產(chǎn)生彈性伸長，伸長量隨拉力大小的變化而改變。帶由緊邊繞過主動輪進入松邊時，帶的拉力由F1減小為F2,其彈性伸長量也減小。帶在繞過帶輪的過程中，相對于輪面向后收縮，帶與帶輪輪面間出現(xiàn)局部相對滑動，導(dǎo)致帶的速度逐步小于主動輪的圓周速度。2.帶傳動的彈性滑動由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪間的滑動稱為彈性滑動。當(dāng)帶由松邊繞過從動輪進入緊邊時，拉力增加，帶逐漸被拉長，沿輪面產(chǎn)生向前的彈性滑動，使帶的速度逐漸大于從動輪的圓周速度。

彈性滑動不可避免，傳動比不恒定，所以帶不能用于精確傳動中2.帶傳動的彈性滑動（續(xù)）彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑是指過載引起的全面滑動，是可以避免的。而彈性滑動是由于拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可以避免的3.疲勞斷裂帶工作時要經(jīng)過緊邊、松邊（拉應(yīng)力），包角范圍（彎曲應(yīng)力），所以承受的是周期性的變化應(yīng)力，多次循環(huán)，將使皮帶發(fā)生斷裂避免措施：選好帶的型號根據(jù)傳遞的功率確定帶的根數(shù)4、失效形式：打滑和疲勞斷裂設(shè)計準(zhǔn)則：在保證不打滑的條件下，應(yīng)具有一定的疲勞強度和壽命。避免打滑的措施（1）.增大小帶輪包角（2）.增大帶與帶輪摩擦力（3）.增大初拉力（有限）五）、V帶傳動的張緊、安裝和維護

1.帶傳動的張緊

調(diào)整中心距方式采用定期改變中心距的方法來調(diào)節(jié)帶的張緊力，使帶重新張緊。常見的有滑道式和擺架式兩種結(jié)構(gòu)?；朗綇埦o輪方式定期張緊自動張緊擺架式V帶傳動的張緊、安裝和維護自動張緊

將裝有帶輪的電動機安裝在浮動的擺架上，利用電動機的自重，使帶輪繞固定軸擺動，以自動保持張緊力。V帶傳動的張緊、安裝和維護

當(dāng)中心距不能調(diào)節(jié)時，可采用張緊輪將帶張緊，如圖所示。張緊輪一般放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲，同時張緊輪還應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響帶在小輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同，且直徑小于小帶輪的直徑。張緊輪方式V帶傳動的張緊、安裝和維護

(1)安裝V帶時，應(yīng)按規(guī)定的初拉力張緊。對于中等中心距的帶傳動，也可憑經(jīng)驗安裝，帶的張緊程度以大拇指能將帶按下15mm為宜。新帶使用前，最好預(yù)先拉緊一段時間后再使用。嚴(yán)禁用其他工具強行撬入或撬出，以免對帶造成不必要的損壞。V帶傳動的張緊、安裝和維護

(2）安裝帶時，兩帶輪軸線應(yīng)相互平行，其V型槽對稱平面應(yīng)重合。2.帶傳動的安裝（3）同組使用的帶應(yīng)型號相同，長度相等，以免各帶受力不均。3.帶傳動的維護V帶傳動的張緊、安裝和維護

（1）要采用安全防護罩，以保障操作人員的安全；同時防止油、酸、堿對帶的腐蝕。（2）定期對帶進行檢查有無松馳和斷裂現(xiàn)象，如有一根松馳和斷裂則應(yīng)全部更換新帶。（3）禁止給帶輪上加潤滑劑，應(yīng)及時清除帶輪槽及帶上的油污。（4）帶傳動工作溫度不應(yīng)過高，一般不超過60。（5）若帶傳動久置后再用，應(yīng)將傳動帶放松。任務(wù)四、為壓力機、汽車的變速箱等設(shè)計一個傳動系統(tǒng)

能夠分析計算傳動系統(tǒng)的傳動比、并分配傳動比能夠根據(jù)工況設(shè)計選用恰當(dāng)?shù)臋C械傳動方式能計算定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系傳動比現(xiàn)代機械中，為了滿足不同的工作要求只用一對齒輪傳動往往是不夠的，通常用一系列齒輪共同傳動。這種由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)稱為齒輪系（簡稱輪系）。

本章主要討論輪系的類型、傳動比計算及輪系的功用。知識點總結(jié)輪系一、齒輪系的類型1.按組成輪系的齒輪（或構(gòu)件）的軸線是否相互平行可分為：平面輪系和空間輪系2.根據(jù)輪系運轉(zhuǎn)時齒輪的軸線位置相對于機架是否固定可分為兩大類：定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系動畫動畫動畫二、輪系的傳動比：

是指輪系中輸入軸（主動輪）的角速度（或轉(zhuǎn)速）與輸出軸（從動輪）的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比，即:角標(biāo)a和b分別表示輸入和輸出

輪系的傳動比計算，包括計算其傳動比的大小和確定輸出軸的轉(zhuǎn)向兩個內(nèi)容。

1.平面定軸輪系傳動比的計算

傳動比大小的計算上式表明：平面定軸輪系傳動比的大小等于組成該輪系的各對嚙合齒輪傳動比的連乘積，也等于各對嚙合齒輪中所有從動輪齒數(shù)的連乘積與所有主動輪齒數(shù)的連乘積之比。傳動比大小的計算推廣：設(shè)輪1為起始主動輪，輪K為最末從動輪，則平面定軸輪系的傳動比的一般公式為:從動輪轉(zhuǎn)向的確定平面定軸輪系從動輪的轉(zhuǎn)向，也可以采用畫箭頭的方法確定。箭頭方向表示齒輪（或構(gòu)件）最前點的線速度方向。作題方法如圖所示。傳動比正負(fù)號規(guī)定：兩輪轉(zhuǎn)向相同(內(nèi)嚙合)時傳動比取正號，兩輪轉(zhuǎn)向相反(外嚙合)時傳動比取負(fù)號，輪系中從動輪與主動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系，可根據(jù)其傳動比的正負(fù)號確定。外嚙合次數(shù)為偶數(shù)（奇數(shù)）時輪系的傳動比為正（負(fù)），進而可確定從動件的轉(zhuǎn)向。圖中外嚙合次數(shù)為3次，所以傳動比為負(fù)，說明輪5與輪1轉(zhuǎn)向相反。惰輪：不影響傳動比大小，只起改變從動輪轉(zhuǎn)向作用的齒輪。2.空間定軸輪系傳動比的計算

傳動比的大小仍采用推廣式計算，確定從動輪的轉(zhuǎn)向，只能采用畫箭頭的方法。圓錐齒輪傳動，表示齒輪副轉(zhuǎn)向的箭頭同時指向或同時背離節(jié)點。蝸桿傳動，從動蝸輪轉(zhuǎn)向判定方法用蝸桿“左、右手法則”：對右旋蝸桿，用右手法則，即用右手握住蝸桿的軸線，使四指彎曲方向與蝸桿轉(zhuǎn)動方向一致，則與拇指的指向相反的方向就是蝸輪在節(jié)點處圓周速度的方向。對左旋蝸桿，用左手法則，方法同上。

方向判斷如圖所示。例：圖示的輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)Z1=20,Z2=40,Z'2=15,Z3=60,Z'3=18,Z4=18,Z7=20,齒輪7的模數(shù)m=3mm,蝸桿頭數(shù)為1（左旋），蝸輪齒數(shù)Z6=40。齒輪1為主動輪，轉(zhuǎn)向如圖所示，轉(zhuǎn)速n1=100r/min，試求齒條8的速度和移動方向。V8=V7=2πr7n7/60=3.14x3x20x0.3125/60=0.98mm/s=0.00098m/s移動方向如圖所示。如圖所示，黃色齒輪既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)稱為行星輪；綠色和白色齒輪和齒輪的幾何軸線的位置固定不動稱為太陽輪，它們分別與行星輪相嚙合；支持行星輪作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的構(gòu)件稱為行星架或系桿。行星輪、太陽輪、行星架以及機架組成周轉(zhuǎn)輪系。一個基本周轉(zhuǎn)輪系中，行星輪可有多個，太陽輪的數(shù)量不多于兩個，行星架只能有一個?；旌陷喯担杭群卸ㄝS輪系又含有周轉(zhuǎn)輪系，或包含有幾個基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系。周轉(zhuǎn)輪系的組成動畫周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算具有一個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為簡單周轉(zhuǎn)輪系，如下圖所示；將具有兩個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動輪系，如下圖所示。F=3x(N-1)-2PL-PHF1=3x3-2x3-2=1F2=3x4-2x4-2=2自由度表示原動件的數(shù)目。不能直接用定軸輪系傳動比的公式計算周轉(zhuǎn)輪系的傳動比?？蓱?yīng)用轉(zhuǎn)化輪系法，即根據(jù)相對運動原理，假想對整個行星輪系加上一個與行星架轉(zhuǎn)速nH大小相等而方向相反的公共轉(zhuǎn)速-nH，則行星架被固定，而原構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系保持不變。這樣，原來的行星輪系就變成了假想的定軸輪系。這個經(jīng)過一定條件轉(zhuǎn)化得到的假想定軸輪系，稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系。周轉(zhuǎn)輪系及轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速原來的轉(zhuǎn)速n1n2轉(zhuǎn)化輪系中的轉(zhuǎn)速nHH=nH-nH=0構(gòu)件名稱太陽輪1行星輪2太陽輪3行星架Hn3nHn1H=n1-