机械传动故障及其分析.ppt

机械传动故障及其分析,目录,一、齿轮传动二、链传动三、带传动四、蜗杆传动五、连杆机构及其传动六、凸轮机构七、螺旋机构八、液压传动,齿轮传动,一、齿轮传动的特点优点：1、传动效率高（0.980.995）2、传动比恒定3、结构紧凑4、工作可靠、寿命长缺点：1、制造、安装精度要求较高2、不适于中心距a较大两轴间传动3、使用维护费用较高4、精度低时、噪音、振动较大,二、啮合特点、保持恒定传动比、传动的可分离性：传动比公与基圆半径成反比，与中心距无关，故当中心距略有变化时并不影响传动比的数值，这种啮合特点就称之为可分离性。、正确的啮合条件：两齿轮的模数和压力角必须相等。即：m1=m2=ma1=a2=a、连续传动的条件：一对互相啮合的齿轮在前面一对轮齿脱离接触前，后面一对齿必须进入啮合。即重合度大于。（1）、齿轮加工方法：常用仿形法（刀具的形状与被加工齿轮齿间形状一致）和范成法（插齿和齿轮滚刀）,三、齿轮传动的失效形式及预防措施1、轮齿折断：齿根疲劳折断（齿相当于一个悬臂梁），齿在变应力的反复作用下，超过疲劳极限应力值时受到过大的载荷冲击或过载时轮齿折断。2、齿面疲劳点蚀：齿面理论上是线接触，但实际上因为齿面的弹性变形而形成很小的面接触，产生很大的接触应力，运行一定时间之后表面产生细微的疲劳裂纹。使表面金属脱落而形成小坑，称之为点蚀。点蚀会严重影响传动的平稳性，产生振动我噪音。措施：为防止齿面点蚀需要提高齿面硬度及保持良好的润滑。,3、齿面磨损：主要是因为润滑油不够或颗粒杂质产生的，磨损会引起齿面轮廓的变形，使齿的侧面间隙增大，产生强烈的冲击和振动。措施：注意润滑油的清洁和更换，应采用闭式传动。4、齿面胶合：工作齿面在重载高温作用下产生局部熔化，而相对滑动时较软齿面的金属沿滑动方向脱落，齿面形成深浅不等的条状粗糙沟纹。措施：提高齿面硬度和齿面的粗糙度（加工光洁度），保持良好的润滑。,5、齿面塑性变形：在重载式起动传动中，齿面承受载荷较大，较软齿面可能产生局部的金属流动现象，即齿面塑性变形。措施：提高齿面的硬度，避免频繁起动和过载工作。,链传动,一、链传动组成与工作原理与特点1、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动2、组成（滚子链）：内链板、外链板、销轴、套筒、滚子（内链节、外链节、滚子）排数不宜过多，一般不超过四排。3、特点：优点：平均速比im准确，无滑动结构紧凑，轴上压力Q小传动效率高=98%承载能力高P=100KW可传递远距离传动amax=8mm成本低。缺点：瞬时传动比不恒定I传动不平稳传动时有噪音、冲击对安装粗度要求较高。,二、主要技术参数1、传动比i：一般取i=22.5，传动比过大时链条在小链轮上的包角过小，啮合的齿数减少，加速链齿的磨损。2、链轮齿数z1、z2：小链轮齿数z1过少，导致传动不均匀和附加动力载荷增加，加速链轮的磨损，z2=iz1150；z1按标准选值。链节数常取偶数，为使链轮与链齿磨损均匀，链轮齿数一般取与链节互为质数的奇数。3、节距p：即滚子链上相邻两销轴中心的距离。较大节距的链条销轴直径及传递功率也相应增大。4、中心距a：即为两链轮的中心距离，一般取a=（3050）p。a过小则链条屈伸和应力循环次数增多，加速链条的疲劳和磨损；a过大则从动边垂度过大，发生上下颤动现象，传动不平稳。,三、应用：适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。中低速传动：传动比8，P100KW，V12-15m/s，无声链最大线速度可达40m/s（不适于在冲击与急促反向等情况）四、举例如右图所示为四线洗瓶机及麦芽提升机链条传动,五、链传动的失效形式1、链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏；2、链节磨损后伸长。销轴与套筒承受较大的压力，彼此间产生磨损，之后节距变大会引起跳齿或脱链现象；3、冲击破坏；4、胶合。当链传动装置高速工作，链节啮入时受到较大冲击和振动，导致销轴和套筒间磨损严重发热以至产生胶合；5、轮齿过度磨损；6、过载拉断。起动、制动、反转或重复冲击载荷时，链条受到较大动载荷引起断裂。,带传动,一、带传动工作原理带传动由主动轮、从动轮和传动带构成。属于摩擦传动，由于环形带张紧在带轮上，带中产生初拉力F。，带与带轮在接触处产生正压力，当主动轮在驱动力矩作用下转动时，轮与带轮之间产生摩擦力，并带动带运动，同样带又带动从动带轮克服工作阻力而转动，这样就可把主动轮的运动和动力传到从动轴上,二.带传动的特点优点：1.传动带具有良好的弹性，能缓冲和吸振，传动平稳，噪音小。2.过载时，带和带轮面间发生打滑，可防止其他零件损坏。3.带传动结构简单，制造、安装和维护均较方便。4.可用于中心距较大的两轴间的传动。缺点：1.传动比不准确；2、机械效率低；3、带寿命较短,三.带传动的分类a.平带b.V型带c.同步齿形带d.圆带,四、带的主要技术参数1、小带轮的包角1（1120）；2、传动比i（i7）；3、带的线速度V（V=525m/s）；4、小带轮最小基准：A带：d75;B带：d125；5、中心距a=(0.72)(d1+d2)型号意义：A1400GB1171-89A型号1400内周长度GB1171-89国家标准,五、失效形式及维护保养失效形式：1、过载打滑。带传动属于磨擦传动，当传递的载荷超过带的极限磨擦力时，带在带轮处打滑，带亦严重磨损；2、带的疲劳破坏。带传动是在周期性变应力状态下工作的，长时间运行会使带产生疲劳破坏造成皮带脱层、断裂。维护保养：1、选型要准确；2、两轮轴心平行，轮槽必调整在同一平面内；3、定期检查皮带是否损坏或松弛，必要时全部更换；4、防止酸、碱或油污等腐蚀性物质和皮带的接触，工作温度不超过60,六、带传动举例如图从左至右分别为空压机皮带传动、四线洗瓶机皮带传动及除尘器皮带传动,蜗杆传动,一、蜗杆的组成蜗杆传动机构主要是由蜗轮和蜗杆组成。用来传递两相错并垂直轴间的运动。,二、蜗杆传动的特点优点1、单级传动比大，一般i=10100.在传递动力的分度机构中，最大可达1500以上。2、同啮合为线接触，可承受较大的动力。3、结构紧凑、传动平稳、无噪声。4、当蜗杆升角小于轮齿间的当量摩擦角时，具反行程自锁性，即只能以蜗杆带动蜗轮，不能蜗轮带动蜗杆。缺点1、同两轴垂直，两轮节点线速度垂直，故相对滑动速度很大，易发热和磨损。2、效率低，一般效率在0.70.8；具有自锁性的蜗杆蜗轮效率更低，一般小于0.5。,三、蜗杆传动的类型圆柱蜗杆传动环面蜗杆锥蜗杆,四、蜗杆的传动1、传动比：i=w1/w2=z2/z1w1蜗杆运行速度；w2蜗轮运行速度；z1蜗杆头数；z2蜗轮齿数；蜗杆头数少则传动比大，但蜗杆导程角小，效率低；蜗杆头数多则加工困难，但传动效率高。2、旋转方向判定：蜗杆竖起，螺旋线左低右高为右旋蜗杆。再用右手判断蜗轮的旋向：即右手手握蜗杆，四指指向蜗杆的旋转方向，则大拇指的反向就是蜗轮的旋转方向。3、蜗杆蜗轮的正确啮合条件：蜗杆轴向模数和压力角应分别等于蜗轮端面模数和压力角，蜗杆分度圆柱导程角与蜗轮旋角大小相等，且旋向相同。,五、失效形式蜗杆传动的主要失效形式有轮齿折断、齿面胶合、齿面点蚀和齿面磨损。在一般情况下，失效形式总是发生在强度较低的蜗轮上。由于蜗杆传动齿面间的相对滑动速度大，当润滑条件得不到保证时，传动效率低，发热量大，容易发生胶合、点蚀和磨损。因此蜗杆的常用材料碳钢或合金钢需经热处理以获得足够的硬度。蜗轮则采用耐磨、抗胶合的锡青铜或铸铁。,六、蜗杆的润滑为了提高蜗杆传动效率，降低齿面的工作温度，避免胶合和减少磨损，对蜗杆传动进行良好的润滑是十分重要的。蜗杆传动的润滑方式分为浸油润滑和压力润滑两种。润滑油的粘度和润滑方式，一般根据相对滑动速度和载荷类型来选用。对于闭式蜗杆传动，可查下表得知。青铜蜗轮不允许采用抗胶合能力强的活性润滑油，以免腐蚀青铜。,连杆机构及其传动,一、连杆机构的组成连杆机构是由若干个刚性构件用传动副或移动副联接而成。曲柄、连杆、摇杆及机架构成平面四杆机构。连杆作整周运动必须满足如下两个条件：1、连架杆与机架中必有一个是最短杆；2、最短杆与最长杆长度之和必须小于或等于其余两杆长度之和。,二、连杆机构及其传动特点1、能实现多种运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动2、运动副为低副：面接触承载能力大；便于润滑。寿命长几何形状简单便于加工，成本低。3、缺点：只能近似实现给定的运动规律；设计复杂；只用于速度较低的场合三、失效形式：联接关节处磨损而增大间隙，影响动作准确性。,四、举例如图所示为二线卸箱机外形图,凸轮机构,一、凸轮机构的组成及工作原理凸轮式间歇传动机构一般由主动凸轮，从动转盘和机架组成。当凸轮转动时，通过其曲线沟槽（或凸脊）拨动柱销，使从动盘作间歇运动，所以从动转盘的运动规律完全取决于凸轮轮廓的形状。而凸轮的轮廓曲线可以在设计时适当选择，使得当凸轮做连续转动时，从动转盘作间歇运动。如右图所示。,二、凸轮机构的特点优点：1、凸轮式间歇传动机构结构简单，不仅可以传递平行轴间还可以传递交错轴间的间歇运动；2、只要合理设计廓线，选择合适的运动规律，可使从动件运动平稳，减少冲击，得到较好的运动特性，以适应高速运转的需要3、但精度要求较高，加工复杂，安装要求严格。缺点：高副接触、比压较大、易磨损。（转折点处）三、失效形式：凸轮轮廓曲线槽的及接触副的磨损,螺旋机构,一、螺旋机构的工作原理:螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成,是利用螺旋副来传递运动和动力的机构。常用的螺旋机构除螺旋副还有转动副和移动副。如下页图示，螺杆为主动件，作回转运动，螺母2为从动件作轴向移动；也可使螺母不动，而螺杆一面旋转，一面轴向移动；在螺纹导程角v的情况下，也可将螺母作为原动件，令其沿轴向移动，而迫使螺杆转动。,二、车床（机加工房内）的螺旋机构（如下图）,液压传动,一、液压传动工作原理液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。,二、液压传动的特点1、液压传动的主要优点与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点：(1)液压传动的各种元件、可根据需要方便、灵活地来布置；(2)重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快；(3)操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达2000：1)；(4)可自动实现过载保护；(5)一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；(6)很容易实现直线运动；(7)容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。,2、液压传动的主要缺点(1)由