07汽车机械基础第七部分

,汽车机械基础,第七部分,机械传动,情境一：带传动和链传动,掌握带传动的类型、特点及应用。掌握链传动的类型、特点及应用。,本节导向,按带的横截面形状，摩擦带传动分为四种，如下图所示。,啮合带传动有以下两种:同步带传动齿孔带传动,平带传动,同步带传动,摩擦带传动,（1）带传动的类型,“V”带传动,多楔带传动,啮合带传动,圆带传动,齿孔带传动,摩擦带传动具有以下特点:弹性带能缓和冲击，吸收振动，故传动平稳，无噪声。过载时，能起到保护整机的作用。有带做中间零件，故两轴中心距大，整机尺寸大。带需要张紧在轮上，故作用在轴上的压力大。结构简单，制造成本低，维护也方便。,（2）带传动的特点和应用摩擦带传动,运动关系,几何关系,运行时假设带与带轮间没有滑动，它们的线速度：V=ddn/（601000）（m/s）,小带轮上的包角：带与小带轮接触弧所对应的中心角=180-57.3（dd-dd）/a,（1）“V”带传动的运动与几何关系,基准长度Ld=2a+（dd2+dd1）/2+（dd2-dd1）2/（4a）（mm）式中a为中心距。两轮的基准直径dd1、dd2和带的基准长度Ld都制定有国家标准。,V带构造,V”带的构造，由抗拉体、顶胶、底胶以及包布层构成。抗拉体是承受载荷的主体，由帘布或线绳组成，线绳柔软，有利于延长“V”带的寿命。抗拉体的材料为化学纤维织物。顶胶、底胶分别承受带在运行时的拉伸与压缩。,（2）“V”带构造,带轮由轮缘、轮毂、轮辐三部分组成。轮缘带轮的外缘部分用以安装“V”带的轮槽。轮毂带轮与轴相配的部分，通常带轮与轴用键连接，轮毂上开有键槽，孔的尺寸ds由轴的强度、刚度要求确定。轮辐轮缘与轮毂相连的部分，轮辐的结构形式随带轮基准直径而异，直径小的做成实心式，中等的做成腹板式，大的做成辐条式。,截面尺寸均匀。壁厚要保证铁水充满铸型。分型面两侧要有拔模斜度。,锻件要求形状简单，体积较小，截面变化要尽量缓慢过渡，棱角和转角处都要有足够大的圆角。对于中速、高速的带轮要进行平衡。,对铸件的要求,对锻件的要求,（3）带轮的结构,（4）带轮的工艺和材料,“V”带以一定的初拉力F张紧在两带轮上，使带与带轮接触面间产生正压力，运行时，接触面间产生摩擦力，使进入主动轮一边的带的拉力增大为F1，该边称为紧边；离开主动轮一边的带的拉力降为F2，该边称为松边，两边拉力差为传递动力作用的拉力，称为有效拉力Fe。如下图所示。,V带传动受力情况,挠度测量及挠度原理图,采用张紧轮当中心距不便调整时，可采用张紧轮。张紧轮应放在松边内侧，如下图所示。,采用张紧轮,带轮轴线应平衡,安装“V”带时，先将中心距缩小，将带套在轮上后，慢慢调大中心距拉紧“V”带，直到所加测试力Fv满足规定的挠度的要求。安装带轮时，两带轮轴线应相互平行，其“V”型槽对称平面应重合，误差不得超过20。“V”带按带的长度公差值大小，分别标有“+”“0”“-”等三个标记。对于多根“V”带传动，要选择公差值在同一档次的带配成一组使用，以免各带受力不均。定期对“V”带进行检查，看有无松弛和断裂现象，以便及时调整中心距或更换“V”带。更换时，要求成组更换。要采用安全防护罩，以保障操作人员安全，同时防止油、酸、碱对“V”带的腐蚀。,（2）“V”带传动的安装与维护,（1）同步带传动,（2）窄“V”带传动,由于同步带传动在构造上兼有带与齿轮的特点，所以也兼有两种传动的优点，即传动平稳，无噪声，传动比准确，结构紧凑。同步带由钢丝绳或玻璃纤维做抗拉体，由聚氨酯或氯丁橡胶做机体，带薄而轻柔，适用于高速、大传动比，传递功率也较大。缺点是价格较高。,窄“V”带的顶部呈弓型，受力后线绳仍保持平整，故受力均匀；抗拉体位置提高，带与带轮有效接触面增大；两侧面内凹，弯曲后能与轮槽保持良好接触。由于以上原因，窄“V”带与同高度的普通“V”带比较，宽度缩小1/3，承载能力可提高1.52.5倍。,链传动由主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条所组成，工作时，靠链与链轮轮齿的啮合传递动力。链传动是以链条为中间挠性件的啮合传动。如下图所示。链传动与带传动相比，其特点是：链条不需太大的张紧力，对轴的作用力较小；传递的功率较大，低速时能传递较大的圆周力；平均传动比不变；可在温度较高、淋水、淋油、日晒等恶劣环境下工作。其缺点是传动时有噪声，传动平稳性较差，价格较高。与齿轮传动相比，链传动适用于中心距较大的两轴线。,链传动,水平布置,安装链传动时，两链轮轴线应平行，并且两链轮旋转平面应位于同一平面内。,倾斜布置,垂直布置,良好的润滑是链传动正常工作的必要条件，采用的润滑油要有较高的黏度和良好的油性，要能渗透到链的各个摩擦部位，形成油膜。通常选用牌号为L-AN32、L-AN46，L-AN68的全损耗系统用油或普通开式齿轮油。按链节距和链速v，确定润滑方式。常见润滑方式如下：,（4）链传动的润滑,人工定期润滑,滴油润滑,油浴式飞溅润滑,把两链轮中的一个链轮安装在滑板上，以便定期调整中心距。,采用张紧轮，张紧轮常位于松边的外侧，也可位于内侧。,因铰链磨损使节距增长时，可去掉两节链节。,（3）链传动的张紧,链条的张紧方法,压力喷油润滑,情境二：齿轮传动,了解掌握齿轮传动的类型及特点。掌握斜齿圆柱齿轮传动的特点、基本参数及几何尺寸的计算方法。掌握直齿圆锥齿轮传动的特点、参数及几何计算方法。了解掌握蜗杆传动的类型特点、参数、几何计算方法及旋转方向的测定方法。,本节导向,（1）适应性广其传递功率范围从0.1W到10kW以上，传递圆周速度可达到300m/s以上，直径可达25m左右。,（2）传动比恒定齿轮传动能保证两轮瞬时传动比恒等于常数。,（3）效率较高齿轮机构传动效率一般在95以上。,（5）可以传递空间任意两轴间的运动。,（4）工作可靠，寿命较长。,（1）制造和安装精度要求高，成本高。,（2）低精度齿轮传动时噪声和振动较大。,（3）不适于距离较大的两轴间的运动传递等。,曲齿,内啮合,齿轮齿条啮合,人字齿,外啮合,直齿圆柱齿轮的齿廓，实际上是由与基圆柱相切做纯滚动的发生面S上一条与基圆柱轴线平行的任意直线KK展成的渐开线曲面。如图所示。,平行轴斜齿轮传动具有以下优缺点：平行轴斜齿轮传动中齿廓接触线是斜直线，轮齿是逐渐进入和脱离啮合的，故工作平稳，冲击和噪声小，适用于高速传动。重合度较大，有利于提高承载能力和传动的平稳性。,圆柱齿轮齿面的形成,（1）法向模数Mn和端面模数mtmn=mtcos,1,2,3,（2）压力角an和attanan=tanatcos,（3）齿顶高系数han*和hat*及顶隙系数Cn*和Ct*hat*=han*cosCt*=Cn*cos,斜齿圆柱齿轮的各圆柱面的螺旋角不等。各圆柱面上直径越大，其螺旋角也越大，基圆柱螺旋角最小，但不等于零。一般所说的螺旋角均指分度圆的螺旋角，用表示。螺旋角越大，轮齿越倾斜，则传动的平稳性越好，但轴向力也越大。一般设计时常取=820,左右齿轮的方向判定方法：也可用右手法则判别：手心对着自己，四个手指顺齿轮轴线方向摆着。若齿向与右手拇指指向一致，则该齿轮为右旋齿轮，反之为左旋。如上图所示。,斜齿轮的旋向,（4）斜齿轮的螺旋角,斜齿轮分度圆柱卖弄展开图,锥齿轮传动用于相交轴之间的运动与动力的传递。两轴间的轴交角可根据传动的需要来确定。一般机械中多采用轴交角=90的传动。锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲齿等多种形式。直齿锥齿轮的轮齿分布在圆锥面上，因此有大端、小端之分。为便于计算和测量，通常取锥齿轮的大端参数为标准值，即大端模数为标准值；大端分度圆上的压力角为标准值，a=20。,1.锥齿轮传动的特点,锥齿轮机构,2.锥齿轮的参数和几何计算,由于锥齿轮是以大端参数为基准的，故其几何尺寸计算也是以大端为准，其齿顶高系数为ha*=1，顶隙系数a*=0.2。“R”为分度圆锥的锥顶到大端的距离，称为锥距。齿宽b与锥距R的比值称为锥齿轮的齿宽系数用“R”表示，一般取R=b/R=0.250.3，由6=RR计算出的齿宽应圆整，并取大小齿轮的齿宽相等。如左图所示。,=90的直齿锥齿轮传动,蜗杆传动用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，通常两轴垂直交错，轴交角=90。蜗杆传动实际上是非平行轴斜齿轮传动的特例，其中，小斜齿轮即蜗杆的齿数特别少，螺旋角很大。,蜗杆传动图,蜗杆传动的类型,传动比大，在动力传动中一般i=8100，在分度机构中传动比可达1000；传动平稳，噪声小；结构紧凑。蜗杆传动效率低；蜗轮常需要用较贵重的青铜制造，故成本较高。在蜗杆传动中，是用蜗杆带动蜗轮传递运动和动力的。,主要缺点,蜗杆传动的主要优点,普通圆柱蜗杆和圆弧齿圆蜗杆,（1）模数m和压力角a蜗杆的轴向模数ma1轴向压力角aa1与端面模数mt2、端面压力角at2分别相等。ma1=mt2=maa1=at2=a,（3）蜗杆分度圆直径d为了限制刀具的数目和便于刀具的标准化，国家标准规定了蜗杆分度圆直径的标准化系列，并与标准模数相匹配。,（5）几何尺寸,（2）正确啮合条件阿基米德圆柱蜗杆传动的正确啮合条件可归纳为：ma1=mt2=maa1=at2=a2=,（4）蜗杆的导程角、头数z和传动比i蜗杆头数Z通常为1、2、4、6，蜗杆头数越多，加工越不容易，但传动效率高。,蜗轮与斜齿轮一样