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传动机构 培训目标 掌握带传动 链传动 螺旋传动 圆栓齿轮传动的装配方法及调整技术 为整机装配打好基础 一 带传动机构的装配 如图所示 带传动一般是由主动轮 从动轮 紧套在两轮上的传动带及机架组成 当原动机驱动主动带轮转动时 由于带与带轮之间摩擦力的作用 使从动带轮一起转动 从而实现运动和动力的传递 1 带传动的组成 类型 特点及其应用 1 带传动的组成 关于主动轮 从动轮 大轮 小轮 要提高转速就用大轮当主动轮 要省力矩就用小轮当主动轮 以钻床为例当皮带位于宝塔形皮带盘最下端时 主动轮最小 从动轮最大 转速最慢 当皮带位于宝塔形皮带盘最上端时 主动轮最大 从动轮最小 转速最快 2 带传动的类型 1 按传动原理分 摩擦带传动 靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动 如V带传动 平带传动等 啮合带传动 靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动 如同步带传动 2 按传动带的截面形状分平带 平带的截面形状为矩形 内表面为工作面 结构简单 带轮易制造 传递功率小 V带 截面形状为梯形 两侧面为工作表面 传递功率大 普通V带 窄V带 i 7 多楔带 它是在平带基体上由多根V带组成的传动带 可传递很大的功率 兼有平带弯曲应力小和V带摩擦力大等优点 多用于传递动力较大 结构紧凑的场合 工作面 侧面 圆形带 横截面为圆形 只用于小功率传动 牵引能力小 常用于仪器 家用器械 人力机械中 能够保证准确的传动比 传动比i 12 适应带速范围广 同步齿形带的带速为40 50m s 传递功率可达200KW 效率高达98 99 齿形带 同步带 齿形带 输送带 传动带 3 按用途分 传动带传递动力用输送带输送物品用 3 带传动的优缺点 优点 缺点 带传动是具有中间挠性件的一种传动 所以 1 能缓和载荷冲击 2 运行平稳 噪声小 3 制造和安装精度不象啮合传动那样严格 4 过载时将引起带在带轮上打滑 因而可防止其他零件的损坏 5 可增加带长以适应中心距较大的工作条件 带传动和摩擦轮传动一样 也有下列缺点 1 有弹性滑动和打滑 使效率降低和不能保持准确的传动比 同步带传动是靠啮合传动的 所以可保证传动同步 2 带的寿命较短 3 不适用于高温 易燃及有腐蚀介质的场合 1 带传动的应用 摩擦带传动适用于要求传动平稳 传动比要求不准确 中小功率的远距离传动 2 带传动的技术要求 1 带轮的安装要正确 2 两带轮的中间平面应重合 其倾斜角和轴向偏移量不超过规定要求 一般倾斜角不应超过1 否则带易脱落或加快带侧面磨损 3 带轮工作表面粗糙度要符合要求一般为3 2微米 过于粗糙 工作时加剧带的磨损 过于光滑 加工经济性差 且带易打滑 4 带的张紧力要适当张紧力过小 不能传递一定的功率 张紧力过大 带 轴和轴承都将迅速磨损 3 带轮装配 1 带轮孔与轴为过渡配合 H7 k6 有少量过盈 同轴度较高 并且用紧固件作周向和轴向固定 带轮与轴装配后 要检查带轮的径向圆跳动量和端面跳动量 还要检查两带轮相对位置是否正确 2 V型带的安装安装V型带时先将其套在小带轮轮槽中 然后套在大轮上 边转动大轮 边用一字旋具将带拨入带轮槽中 装好后的V型带在槽中的正确位置 4 V带安装与张紧力大小的控制 1 张紧力的检查带传动是磨擦传动 适当的张紧力是保证带传动正常工作的重要因素 张紧力不足 带将在带轮上打滑 使带急剧磨损 张紧力过大则会使带寿命降低 轴和轴承上作用力增大 2 张紧力的调整传动带工作一定时间后 将发生塑性变形 使张紧力减小 为能正常地进行传动 在带传动机构中都有调整张紧力的装置 其原理是靠改变两带轮的中心距来调整张紧力 当两带轮的中心距不可改变时 可应用张紧轮张紧 传动带是弹性体 受到拉力后会产生弹性伸长 伸长量随拉力大小的变化而改变 带由紧边绕过主动轮进入松边时 带的拉力由F1减小为F2 其弹性伸长量也减小 带在绕过带轮的过程中 相对于轮面向后收缩 带与带轮轮面间出现局部相对滑动 导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度 5 带传动的弹性滑动 由于带弹性变形而产生的带与带轮间的局部相对滑动称为弹性滑动 当带由松边绕过从动轮进入紧边时 拉力增加 带逐渐被拉长 沿轮面产生向前的弹性滑动 使带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度 弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念 打滑是指过载引起的全面滑动 是可以避免的 后果 带严重磨损 不能正常工作 而弹性滑动是由于拉力差引起的 只要传递圆周力 就必然会发生弹性滑动 所以弹性滑动是不可以避免的 弹性滑动和打滑的区别 利用自重 带传动的张紧装置 一 定期张紧装置 通过调解中心距离控制初拉力 二 自动张紧装置 三 张紧轮装置 采用定期改变中心距的方法来调节带的预紧力 使带重新张紧 将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上 利用带轮的自重 使带轮随同电动机绕固定轴摆动 以自动保持张紧力 当中心距不能调节时 可采用张紧轮将带张紧 张紧轮一般应放在松边内侧 使带只受单向弯曲 同时张紧轮还应尽量靠近大轮 以免过份影响小带轮的包角 若张紧轮置于松边外侧 则应尽量靠近小带轮 张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同 且直径小于小带轮的直径 1 定期张紧法 两轮的中心距能够调整时 3 加张紧轮法 两轮的中心距不能够调整时 带的张紧装置 2 自动张紧 1 带轮的张紧 传动比 设主动轮的转速为n1 从动轮的转速为n2 比值n1 n2称为带传动的传动比 D为直径 理论传动比 带传动的使用与维护 5 保持清洁 避免遇酸 碱或油污使带老化 注意事项 1 安装 减小中心距 松开张紧轮 装好后再调整 2 V带注意型号 基准长度 4 定期检查 不同带型 不同厂家生产 不同新旧程度的V带不易同组使用 3 两带轮中心线平行 带轮断面垂直中心线 主 从动轮的槽轮在同一平面内 轴与轴端变形要小 安装与维护要求 1 按设计要求选取带型 基准长度和根数 2 带禁止与矿物油 酸 碱等介质接触 以免腐蚀带 不能曝晒 3 不能新旧带混用 多根带时 以免载荷分布不匀 4 安装时 先将中心距缩小 装好带后 再调松紧 5 安装时两轮槽应对准 处于同一平面 6 安装带轮时 两轮的轴线要平行 7 V型带中轮槽中应有正确的位置 二 链传动机构装配 1 链传动工作原理与特点 1 工作原理 两轮间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动 链传动由主动链轮 从动链轮 跨绕在两链轮上的环形链条和机架所组成 以链条作中间挠性件 靠链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力 2 链传动的组成 应用 链传动的传动比一般为i 6 低速传动时i可达10 两轴中心距a 6m 最大中心距可达15m 传动功率P 100kW 链条速度v 15m s 高速时可达20 40m s 链传动的分类按照用途可分 1 传动链应用范围最广泛 主要用来在一般机械中传递运动和动力 也可用于输送等场合 2 输送链用于输送工件 物品和材料 可直接用于各种机械上 也可以组成链式输送机作为一个单元出现 3 拽引链主要用于传递力 起牵引 悬挂物品的作用 链传动机构的传动特点与带传动相比 链传动具有以下特点1 能保证准确的传动比2 传递功率大 且张紧力小 作用在轴和轴承上的力小 3 传动效率高 4 能在低速 重载和高温条件下 以及尘土飞扬 淋水 淋油等不良环境中工作 5 能用一根链条同时带动几根彼此平行的轴转动6 安装 维护要求较高 7 链条磨损后 使链条的节距变大 传动中链条易脱落 8 无过载保护做用 滚子链 齿形链 滚子链 内链板 套筒 结构 外链板 滚子 销轴 链传动机构的装配技术要求 1 两链轮轴线必须平行否则会加剧链条和链轮的磨损 降低传动平稳性并增加噪声 2 两链轮之间轴向偏移量必须在要求范围内 一般当两轮中心距小于500mm时 允许轴向偏移量为1mm 当两轮中心距大于500mm时 允许轴向偏移量为2mm 3 链轮的跳动量必须符合要求 链轮跳动量可用划线盘或指示表进行检查 4 链条的下垂度要适当 过紧会加剧磨损 过松则容易产生振动或脱链现象 对于水平或45 以下的链传动 链的下垂度应小于2 为二链轮的中心距 倾斜度增大时 就要减少下垂度 在链垂直传动时 应小于0 2 链传动机构的装配 1 链轮在轴上的固定方法 链轮装配方法与带轮装配方法基本相同 2 套筒滚子的接头形式 对于链条两端的接合 如两轴中心距可调节且链轮在轴端时 可以预先接好 再装到链轮上 如果结构不允许预先将链条接头连接好时 则必须先将链条套在链轮上 再采用专用的拉紧工具进行连接 齿形链条必须先套在链轮上 再用拉紧工具拉紧后进行连接 链传动的布置 张紧及润滑 1 链传动的合理布置 水平布置 垂直布置 倾斜布置 2 张紧 弹簧自动张紧 重力自动张紧 托架自动张紧 张紧轮自动张紧 链条的接头形式有 链节数为奇数时 接头处须用过渡链节 过渡链节 为避免使用过渡链节 链节数最好为偶数 链传动机构的拆卸1 链轮拆卸时要求将紧定件 紧定螺钉 圆锥销等 取下 即可拆卸掉链轮 2 拆卸链条时套筒滚子链按其接头方式不同进行拆卸 开口销连接的可先取下开口销 外连板和销轴后即可将链条拆卸 用弹簧卡片连接的应先拆卸弹簧卡片 然后取下外连接板和两销轴即可 传动机构的修理1 链条经过一段时间的使用 会被拉长而下垂 产生抖动和脱链现象 修理时 当链轮中心距可调节时 可调节中心距使链条拉紧 链轮中心距不可调节时 可以装张紧轮使链条拉紧 另外也可以卸掉一个或者几个链节来达到拉紧的目的 2 链传动中 链轮的轮齿逐渐磨损 节距增大 使链条磨损加快 当磨损严重时应更换链轮 链条 3 在链传动中 发现个别链节断裂 则可更换个别链节予以修复 三 圆柱齿轮传动机构的装配 一 齿轮传动的种类 特点齿轮传动是机械中最常用的传动方式之一 它依靠轮齿间的啮合来传递运动和动力 在机械传动中应用广泛 优点是传动比恒定 变速范围大 传动效率高 传动功率大 结构紧凑 使用寿命长等 缺点是噪声大 无过载保护 不宜用于远距离传动 制造装配要求高等 根据齿轮副两传动轴的相对位置不同 可分为平行轴齿轮传动 相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动 平行轴齿轮传动属于平面传动 相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动属于空间传动 外啮合齿轮传动两齿轮的转动方向相反 内啮合齿轮传动两齿轮的转动方向相同 齿轮齿条传动 平行轴直齿轮副平面传动 平行轴斜齿轮副平面传动 人字齿轮副平面传动 相交轴齿轮传动直齿锥齿轮副空间传动 用于两相交轴之间的传动 交错轴齿轮传动交错轴斜齿轮副空间传动 用于传递两交错轴之间的运动 交错轴齿轮传动蜗杆副空间传动 用于传递两交错轴之间的运动 其两轴的交错角一般为90 相交轴齿轮传动 不论是直齿 斜齿 曲线齿都为圆锥齿轮传动 根据齿轮分度曲面不同 圆柱齿轮传动和锥齿轮传动根据齿线形状不同 直齿齿轮传动和斜齿齿轮传动根据齿轮传动的工作条件不同 闭式齿轮传动和开式齿轮传动 开式 适于低速及不重要的场合 农业机械 建筑机械及简单机械设备 只有简单防护罩闭式 润滑 密封良好 汽车 机床及航空发动机等齿轮传动中 齿轮传动的失效形式 1 轮齿折断 疲劳折断 过载折断 齿根受弯曲应力 初始疲劳裂纹 裂纹不断扩展 轮齿折断 短时过载或严重冲击 静强度不够 全齿折断 齿宽较小的齿轮 局部折断 斜齿轮或齿宽较大的直齿轮 措施 增大模数 主要方法 增大齿根过渡圆角半径 增加刚度 使载荷分布均匀 采用合适的热处理 增加芯部的韧性 提高齿面精度等 疲劳折断是闭式硬齿面的主要失效形式 2 疲劳点蚀 Fatiguepitting 产生机理 齿面受交变的接触应力 产生初始疲劳裂纹 润滑油进入裂纹并产生挤压 表层金属剥落 注意 凹坑先出现在节线附近的齿根表面上 再向其它部位扩展 麻点状凹坑 其形成与润滑油的存在密切相关 常发生于闭式软齿面 HBS 350 传动中 开式传动中一般不会出现点蚀现象 磨损较快 措施 提高齿面硬度和质量 增大直径 主要方法 等 3 齿面胶合 产生机理 高速重载 齿面金属直接接触并粘接 齿面相对滑动 摩擦热使油膜破裂 低速重载 不易形成油膜 现象 齿面上相对滑动方向形成伤痕 措施 采用异种金属 降低齿高 提高齿面硬度 较软齿面金属沿滑动方向被撕落 热胶合 表面膜被刺破而粘着 冷胶合 配对齿轮采用异种金属时 其抗胶合能力比同种金属强 4 齿面磨损 是开式传动的主要失效形式 5 齿面塑性变形 措施 提高齿面硬度 采用油性好的润滑油 措施 改善润滑和密封条件 磨损后齿廓形状破坏 齿厚减薄 机理 现象 主动轮在节线附近形成凹沟 从动轮则形成凸棱 若齿面材料较软 齿面金属会沿摩擦力的方向流动 且载荷及摩擦力很大 齿轮传动机构装配的技术要求 1 齿轮孔与轴的配合要满足使用要求 如空套齿轮在轴上不得有晃动现象 滑移齿轮不应有咬死或阻滞现象 固定齿轮不得有偏心或歪斜现象 2 保证齿轮有准确的安装中心距和适当的齿侧间隙 齿侧间隙是指齿轮副非工作表面法线方向距离 侧隙过小 齿轮转动不灵活 热胀时易卡齿 从而加剧齿面磨损 侧隙过大 换向时空行程大 易产生冲击振动 3 保证齿面有正确的接触位置和足够的接触面积 4 进行必要的平衡试验 对转速高 直径大的齿轮 装配前应进行平衡检查 以免工作时产生过大的振动 圆柱齿轮传动机构的装配 装配圆柱齿轮传动机构时 一般是先把齿轮装在轴上 再把齿轮轴部件装入箱体 1 齿轮与轴的装配 1 在轴上空套或滑移的齿轮 一般与轴为间隙配合 装配精度主要取决于零件本身的加工精度 这类齿轮装配较方便 2 在轴上固定的齿轮 与轴的配合多为过渡配合 有小量的过盈 装配时需加一定的外力 如过盈量较小时 用手工工具敲击装入 过盈量较大时 可用压力机压装或采用液压套合的装配方法 压装齿轮时要尽量避免齿轮偏心 歪斜和端面未紧贴轴肩等安装误差 3 对于精度要求高的齿轮传动机构 压装后应检查径向跳动量和端面跳动量 1 径向跳动量检查径向圆跳动误差的方法 在齿轮旋转一周内 百分表的最大读数与最小读数之差 就是齿轮分度圆上的径向圆跳动误差 2 端面跳动量齿轮端面圆跳动误差的检查 在齿轮旋转一周范围内 百分表的最大读数与最小读数之差即为齿轮端面圆跳动误差 装配质量的检验与调整齿轮轴部件装入箱体后 必须检查其装配质量 装配质量的检验包括齿侧间隙的检验和接触精度的检验 齿侧间隙的检验 常用检查方法有两种 压熔丝检验法齿侧间隙最直观 最简单的检验方法就是压熔丝法 熔丝直径不大于齿轮副规定最小极限侧隙的4倍 用油脂粘在小齿轮上 铅丝长度不应少于5个齿距 为使齿轮啮合时有良好的受力状况 应在齿面沿齿宽两端平行放置两条铅丝 转动齿轮测量铅丝挤压后相邻的两较薄部分的厚度之和即为齿侧间隙 简称侧隙 此法简单适用 测量结果比较准确 应用较多 百分表检验法用百分表测量侧隙的方法 测量时将百分表触头直接抵在一个齿轮的齿面上 另一齿轮固定 将接触百分表触头的齿从一侧啮合迅速转到另一侧啮合 百分表上的读数差值即为侧隙 a正确 b中心距太大 c中心距太小 d中心距歪斜 接触精度的检验接触精度的主要指标是接触斑点 其检验一般用涂色法 将红丹粉涂于主动齿轮齿面上 转动主动齿轮并使从动齿轮轻微转动后 即可检查其接触斑点 对双向工作的齿轮 正反两个方向都应检查 四 液压传动机构 目的任务 了解液压传动与控制的优缺点及应用发展掌握液压传动与控制的特点 原理和组成 液压传动定义 液压传动的定义 一部完整的机器是由原动机 传动机构及控制部分 工作机 含辅助装置 组成 传动机构通常分为机械传动 电气传动和流体传动机构 流体传动是以流体为工作介质进行能量转换 传递和控制的传动 它包括液压传动 液力传动和气压传动 液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式 液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量 液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量 1 1 1液压传动的定义 液压传动 Hydraulics 是以液体为工作介质 通过驱动装置将原动机的机械能转换为液压的压力能 然后通过管道 液压控制及调节装置等 借助执行装置 将液体的压力能转换为机械能 驱动负载实现直线或回转运动 那么 到底什么是液压传动呢 为什么要用液压传动呢 将能量从机械能转换为液压能 而后又将液压能转换为机械能 何必多此一举呢 几乎所有的机械或机器都需要传动机构 这因为原动机一般很难直接满足执行机构在速度 力 转矩或运动方式等方面的要求 必须通过中间环节 传动装置进行调节控制 液压传动就是这种调节控制方式中的一种 液压传动的定义 管道 如图所示的系统中 有两个不同直径的液压缸2和4 且缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞1和5 假设活塞在缸内自由滑动 无摩擦力 且液体不会通过配合面产生泄漏 缸2 4下腔用一管道3连通 其中充满液体 这些液体是密封在缸内壁 活塞和管道组成的容积中的 缸2 缸4 液压传动的定义 这个系统传递力 如果活塞5上有重物W 则当活塞1上施加的F力达到一定大小时 就能阻止重物W下降 这就是说可以利用密封容积中的液体传递力 这个系统传递运动 由于作用在密封容器内平衡液体表面上的压强 液压力 将均匀地传递到液体中所有各点上 且不改变大小 帕斯卡定律 这样 当活塞1在力F力作用下向下运动时 重物将随之上升 这说明密封容积中的液体不仅可以传递力 还可以传递运动 液压传动系统的组成 液压传动是以液体作为工作介质来进行工作的 一个完整的液压传动系统由以下几部分组成 l 液压泵 动力元件 是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的元件 其作用是向液压系统提供压力油 液压泵是液压系统的心脏 2 执行元件 把液体压力能转换成机械能以驱动工作机构的元件 执行元件包括液压缸和液压马达 3 控制元件 包括压力 方向 流量控制阀 是对系统中油液压力 流量 方向进行控制和调节的元件 如换向阀即属控制元件 4 辅助元件 上述三个组成部分以外的其它元件 如 管道 管接头 油箱 滤油器等为辅助元件 液压传动系统能量形态变化情况 液压传动的优缺点 液压传动系统的主要优点 液压传动与机械传动 电气传动相比有以下主要优点 1