【大學(xué)課件】機(jī)械傳動系統(tǒng)

機(jī)械傳動系統(tǒng)概述機(jī)械傳動系統(tǒng)是機(jī)械工程的核心組成部分，它負(fù)責(zé)將動力傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動和工作。傳動系統(tǒng)的基本組成1動力源為傳動系統(tǒng)提供動力的裝置，例如發(fā)動機(jī)、電動機(jī)等。2傳動機(jī)構(gòu)將動力傳遞并改變運(yùn)動形式的裝置，例如齒輪、鏈條、皮帶等。3工作機(jī)最終接受動力并完成工作任務(wù)的裝置，例如車輪、軸、泵等。4控制裝置控制傳動系統(tǒng)工作狀態(tài)的裝置，例如離合器、制動器等。機(jī)械傳動的基本類型齒輪傳動通過齒輪嚙合傳遞運(yùn)動和動力的傳動方式。鏈傳動利用鏈條和鏈輪傳遞運(yùn)動和動力的傳動方式。皮帶傳動利用皮帶和帶輪傳遞運(yùn)動和動力的傳動方式。摩擦傳動通過摩擦力傳遞運(yùn)動和動力的傳動方式。齒輪傳動的基本概念和特點(diǎn)嚙合原理齒輪傳動通過齒輪之間的嚙合實(shí)現(xiàn)運(yùn)動和動力的傳遞。傳動比齒輪傳動比決定了輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)速比和扭矩比。效率齒輪傳動效率較高，一般在90%以上，且傳動平穩(wěn)，噪音低。齒輪傳動的基本參數(shù)常見的齒輪傳動形式圓柱齒輪最常見的一種齒輪傳動形式，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。錐齒輪用于改變傳動軸線的相對位置，常用于汽車的差速器中。蝸輪蝸桿用于實(shí)現(xiàn)較大傳動比，常用于起重機(jī)、機(jī)床等設(shè)備中。行星齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，常用于汽車變速箱等設(shè)備中。齒輪傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理1強(qiáng)度計(jì)算確保齒輪在工作過程中不發(fā)生斷裂或塑性變形2嚙合性能保證齒輪嚙合平穩(wěn)，避免發(fā)生沖擊和噪聲3潤滑選擇合適的潤滑劑，保證齒輪良好的潤滑狀態(tài)4制造精度齒輪的制造精度直接影響傳動效率和壽命5安裝精度保證齒輪安裝精度，避免發(fā)生過早磨損齒輪傳動系統(tǒng)的選型傳動比選擇合適的傳動比可以優(yōu)化傳動效率和動力傳遞.齒輪材料不同的齒輪材料具有不同的強(qiáng)度和耐磨性，需要根據(jù)使用環(huán)境進(jìn)行選擇.齒輪精度高精度齒輪傳動可以提高傳動精度和降低噪聲，但成本也更高.潤滑方式選擇合適的潤滑方式可以延長齒輪壽命和提高傳動效率.鏈條傳動的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)鏈條鏈條由許多鏈節(jié)組成，每個(gè)鏈節(jié)由兩塊鏈板和一個(gè)或多個(gè)滾子構(gòu)成。鏈輪鏈輪是安裝在軸上的齒輪，鏈條的滾子嚙合在鏈輪的齒上。特點(diǎn)傳動效率高承載能力強(qiáng)傳動平穩(wěn)鏈條傳動系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算公式鏈條長度L=(Z1+Z2)/2+2C+(P/2)*(Z1-Z2)鏈輪中心距C=(L-(Z1+Z2)/2-(P/2)*(Z1-Z2))/2鏈速v=πdn=πDN鏈條功率P=(9550T)/(60η)皮帶傳動的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)結(jié)構(gòu)皮帶傳動系統(tǒng)主要由皮帶、帶輪、張緊裝置和軸承等組成。特點(diǎn)皮帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、噪音低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，適合用于速度變化范圍較大的傳動場合。應(yīng)用皮帶傳動廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，例如汽車、電機(jī)、機(jī)床等。皮帶傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選型1確定傳動比根據(jù)負(fù)載要求和電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算傳動比2選擇皮帶類型考慮負(fù)載、速度、環(huán)境因素等選擇合適的皮帶類型3選擇皮帶輪根據(jù)皮帶類型、傳動比和負(fù)載確定皮帶輪的尺寸和材料4計(jì)算皮帶長度根據(jù)中心距、皮帶輪直徑計(jì)算所需的皮帶長度5驗(yàn)證強(qiáng)度和壽命確保皮帶系統(tǒng)能夠承受負(fù)載，并滿足預(yù)期使用壽命摩擦傳動的基本原理和特點(diǎn)摩擦傳動的基本原理摩擦傳動利用兩個(gè)相互接觸的物體表面之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動和能量。特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便傳動平穩(wěn)，噪音低傳動比可無級調(diào)節(jié)對工作環(huán)境要求較高，易磨損摩擦傳動系統(tǒng)的應(yīng)用汽車汽車發(fā)動機(jī)和車輪之間使用摩擦離合器和制動器，實(shí)現(xiàn)動力傳遞和控制。機(jī)械加工摩擦傳動系統(tǒng)用于機(jī)床的夾緊機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)等，實(shí)現(xiàn)工件的夾緊和移動。起重機(jī)起重機(jī)利用摩擦離合器和制動器來控制重物的升降和移動。蝸輪蝸桿傳動的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)結(jié)構(gòu)蝸輪蝸桿傳動由蝸輪和蝸桿組成，蝸輪通常為圓柱形齒輪，而蝸桿則為螺旋形的螺桿。特點(diǎn)蝸輪蝸桿傳動具有傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、傳動效率低、噪音較大等特點(diǎn)。蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)載荷計(jì)算確定蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)的輸入扭矩和輸出扭矩。參數(shù)選擇選擇合適的蝸輪蝸桿傳動比、模數(shù)、齒數(shù)等參數(shù)。強(qiáng)度校核根據(jù)材料強(qiáng)度和載荷計(jì)算，進(jìn)行強(qiáng)度校核，確保傳動系統(tǒng)安全可靠。熱平衡考慮傳動過程中的熱量產(chǎn)生和散熱，保證傳動系統(tǒng)正常工作。凸輪機(jī)構(gòu)的基本工作原理凸輪輪廓凸輪的輪廓形狀決定了從動件的運(yùn)動規(guī)律。從動件從動件通過與凸輪的接觸，按照凸輪輪廓的形狀進(jìn)行運(yùn)動。推桿推桿將凸輪的運(yùn)動傳遞給從動件，實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動。凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性分析位移曲線描述從動件在凸輪旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)的位移變化規(guī)律。速度曲線反映從動件在凸輪旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)的速度變化規(guī)律。加速度曲線展示從動件在凸輪旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)的加速度變化規(guī)律。凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用設(shè)計(jì)原則根據(jù)運(yùn)動規(guī)律和精度要求設(shè)計(jì)凸輪輪廓，選擇合適的材料和加工工藝。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于自動化生產(chǎn)線、機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、印刷機(jī)械等領(lǐng)域。離合器的基本原理和分類1連接和分離離合器是機(jī)械傳動系統(tǒng)中的一種重要部件，它的主要作用是在動力傳遞過程中實(shí)現(xiàn)連接和分離。2摩擦力離合器通常利用摩擦力來實(shí)現(xiàn)連接和分離，通過控制摩擦力的大小來控制傳動扭矩。3類型離合器主要分為摩擦式離合器和電磁離合器兩種類型。離合器的工作特性和選型平穩(wěn)接合和分離可控的傳遞扭矩過載保護(hù)制動器的基本工作原理和分類摩擦制動制動器通過摩擦力來減速或停止運(yùn)動部件，最常見的類型。電磁制動利用電磁力來產(chǎn)生制動力，常用于需要快速響應(yīng)和精確控制的場合。液壓制動利用液壓系統(tǒng)來傳遞制動力，常用于汽車和重型機(jī)械。氣壓制動利用壓縮空氣來傳遞制動力，常用于大型車輛和鐵路運(yùn)輸。制動器的選型與計(jì)算1工況分析確定制動器的類型、尺寸和性能參數(shù)需要根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行分析。2計(jì)算方法常用計(jì)算方法包括能量法、摩擦力矩法和動量法。3參數(shù)選擇制動器選型需要根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇合適的類型、尺寸和性能參數(shù)，確保制動效果和安全性。聯(lián)軸器的基本類型和特點(diǎn)剛性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，傳動比準(zhǔn)確，成本低，適用于軸線對中性要求高的場合。彈性聯(lián)軸器具有緩沖、吸振、補(bǔ)償軸線偏差的功能，適用于軸線對中性要求不高的場合。液力聯(lián)軸器通過液體的流動傳遞扭矩，具有緩沖、吸振、過載保護(hù)等功能，適用于起動、制動平穩(wěn)，沖擊載荷大的場合。聯(lián)軸器的強(qiáng)度計(jì)算和選用1扭矩聯(lián)軸器需要承受的扭矩，確保其強(qiáng)度足以傳遞動力。2轉(zhuǎn)速聯(lián)軸器工作的轉(zhuǎn)速，影響其工作時(shí)的離心力。3軸徑聯(lián)軸器連接的軸的直徑，影響其尺寸和承載能力。4材料聯(lián)軸器材料的選擇，決定其強(qiáng)度和耐用性。機(jī)械傳動系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)1功能需求確定傳動系統(tǒng)的目標(biāo)功能2參數(shù)選型選擇合適的傳動部件和參數(shù)3強(qiáng)度校核確保傳動系統(tǒng)能承受負(fù)載4優(yōu)化設(shè)計(jì)提高傳動效率和可靠性機(jī)械傳動系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要綜合考慮多種因素，例如功能需求、傳動精度、效率、可靠性、成本、體積、重量等等。設(shè)計(jì)過程通常包括功能需求分析、參數(shù)選型、強(qiáng)度校核、優(yōu)化設(shè)計(jì)等步驟。機(jī)械傳動系統(tǒng)的潤滑與維護(hù)潤滑的重要性潤滑是保證機(jī)械傳動系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，它可以減少摩擦，降低磨損，延長使用壽命，提高傳動效率。潤滑油的選擇應(yīng)根據(jù)傳動系統(tǒng)的類型、工作條件、環(huán)境溫度等因素選擇合適的潤滑油，確保潤滑油的粘度、抗氧化性、抗腐蝕性等性能指標(biāo)符合要求。潤滑方法常見的潤滑方法包括油浴潤滑、油脂潤滑、油霧潤滑、油氣潤滑等，應(yīng)根據(jù)傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作條件選擇合適的潤滑方法。機(jī)械傳動系統(tǒng)的故障診斷與保養(yǎng)定期檢查和分析傳動系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行必要的維護(hù)和保養(yǎng)，例如更換潤滑油、清理污垢、檢查零件磨損等。及時(shí)維修或更換損壞的零件，確保傳動系統(tǒng)正常運(yùn)行。機(jī)械傳動系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢智能化傳感器、人工智能和云計(jì)算將被集成到傳動系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)自診斷、自優(yōu)化和自適應(yīng)控制，提高效率