传动装置与电机第二章

1、机电设备评估基础 主讲：朱蕊主讲：朱蕊 广西科技大学鹿山学院广西科技大学鹿山学院 第二章传动装置与电机第二章传动装置与电机 第一节机械传动第一节机械传动 在传动装置中以机械传动的应用在传动装置中以机械传动的应用最为广泛最为广泛。 作用：作用：传递动力、改变运动速度和方向、改变运传递动力、改变运动速度和方向、改变运 动形式动形式。 一、机械传动功率和机械效率一、机械传动功率和机械效率 （一）功和功率（一）功和功率 功：功的大小等于力和物体沿作用力方向功：功的大小等于力和物体沿作用力方向 移动距离的乘积（移动距离的乘积（w）。）。 当力方向与物体移动的方向一致时：当力方向与物体移动的方向一致时：

2、WFS 当力的方向与物体移动的方向不一致时，当力的方向与物体移动的方向不一致时， 设其夹角为设其夹角为 有：有： 功率：功率是指力在单位时间所作的功功率：功率是指力在单位时间所作的功 （P） 功率的单位是瓦（功率的单位是瓦（1W1Nm/s），工程），工程 上常用用千瓦（上常用用千瓦（kW）表示。）表示。1kW1kNm/s 【2011考题考题单选题】图示物体所受外力为单选题】图示物体所受外力为 100N，力的作用方向与运动方向的夹角，力的作用方向与运动方向的夹角为为 30，当运动速度为，当运动速度为1m/s时，消耗的功率时，消耗的功率 为（）为（）W。 A.50 B.86.6 C.100 D.1

3、15.5 转矩：作用在旋转物体上的力矩。转矩：作用在旋转物体上的力矩。 对于转动的物体，设作用在轮缘上的对于转动的物体，设作用在轮缘上的 力为力为F（N），而轮缘半径为），而轮缘半径为R（m） 【注意】在上面的公式中，功率的单位是千瓦（【注意】在上面的公式中，功率的单位是千瓦（kW），）， 转速的单位是每分钟多少转，即转速的单位是每分钟多少转，即r/min，这样计算所得，这样计算所得 到的转矩的单位就是牛米（到的转矩的单位就是牛米（Nm）。）。 【例题【例题计算题】电动机功率计算题】电动机功率P6kW，转速，转速 为为1440r/min，求输出的转矩。，求输出的转矩。 （二）机械效率（二）机械

4、效率 1.定义：输出功率与输入功率之比，即：定义：输出功率与输入功率之比，即： 【注意】机械效率恒小于【注意】机械效率恒小于1，即小于，即小于 100%。是衡量各种传动形式性能的一项重。是衡量各种传动形式性能的一项重 要指标。要指标。 【例题【例题多选题】下列论述正确的有（）。多选题】下列论述正确的有（）。 A.当机器功率一定时，转速越大，转当机器功率一定时，转速越大，转 矩越小矩越小 B.根据能量守恒定律，机器的输出功率根据能量守恒定律，机器的输出功率 应等于输入功率应等于输入功率 C.汽车功率是一定的，所以它的牵引力汽车功率是一定的，所以它的牵引力 的大小不变的大小不变 D.功率的单位是功

5、率的单位是W E.功率等于力在其作用点速度方向上的功率等于力在其作用点速度方向上的 投影与速度乘积投影与速度乘积 【注意】在功率不变的情况下，速度越高，转矩注意】在功率不变的情况下，速度越高，转矩 越小；速度越低，转矩越大。例如在发动机功率一越小；速度越低，转矩越大。例如在发动机功率一 定的情况下，汽车爬坡时用低档，输出速度低，转定的情况下，汽车爬坡时用低档，输出速度低，转 矩大；平地加速时用高档，转矩小。矩大；平地加速时用高档，转矩小。 2.常见机构和轴承的机械效率大致数值范围：常见机构和轴承的机械效率大致数值范围： 一对齿轮传动一对齿轮传动 0.940.99 平型胶带传动平型胶带传动 0.

6、920.98 （包括轴承损失）（包括轴承损失） 三角带传动三角带传动 0.900.94 （包括轴承损失）（包括轴承损失） 一对滑动轴承一对滑动轴承 0.940.98 一对滚动轴承一对滚动轴承 0.99 滑动丝杠滑动丝杠 0.300.60 【注意】三角带传动效率低于平型胶带传动，但【注意】三角带传动效率低于平型胶带传动，但 三角带传动能力高于平型胶带传动能力。三角带传动能力高于平型胶带传动能力。 【例题例题单选题】下列机械传动中传动效率单选题】下列机械传动中传动效率 高的是（）。高的是（）。 A.滚珠螺旋传动滚珠螺旋传动 B.蜗杆传动蜗杆传动 C.齿轮传动齿轮传动 D.带传动带传动 二、机器上常

7、用的传动机构及其传动关系二、机器上常用的传动机构及其传动关系 （一）螺旋传动机构（一）螺旋传动机构 螺旋传动机构是用内、外螺纹组成的螺旋传动机构是用内、外螺纹组成的 螺旋副来传递运动和动力的装置。主要是螺旋副来传递运动和动力的装置。主要是 将回转运动变为直线运动。将回转运动变为直线运动。 按牙形剖面形状按牙形剖面形状三角形、矩形、梯形和锯齿形螺纹三角形、矩形、梯形和锯齿形螺纹 按螺旋线的方向按螺旋线的方向右旋和左旋螺纹右旋和左旋螺纹 按螺旋线的数目按螺旋线的数目单线、双线、三线和多线螺纹单线、双线、三线和多线螺纹 牙形剖面形状分类牙形剖面形状分类 螺纹分类螺纹分类 按牙形剖面形状按牙形剖面形状

8、三角形、矩形、梯形和锯齿形螺纹三角形、矩形、梯形和锯齿形螺纹 按螺旋线的方向按螺旋线的方向右旋和左旋螺纹右旋和左旋螺纹 按螺旋线的数目按螺旋线的数目单线、双线、三线和多线螺纹单线、双线、三线和多线螺纹 螺纹分类螺纹分类 螺距：相邻两牙在中线上对应两点的距离，用螺距：相邻两牙在中线上对应两点的距离，用p表示表示 。 导程：同一条螺旋线相邻两牙在中线上对应两点的轴导程：同一条螺旋线相邻两牙在中线上对应两点的轴 向距离，用向距离，用s表示。表示。 螺距和导程之间的关系是：螺距和导程之间的关系是：skp（其中（其中k是螺纹的线是螺纹的线 数）。数）。 【拓展拓展】对于右旋螺纹而言，顺时针旋转，螺杆进入

9、螺母；对对于右旋螺纹而言，顺时针旋转，螺杆进入螺母；对 于左旋螺纹而言，逆时针旋转，螺杆进入螺母。于左旋螺纹而言，逆时针旋转，螺杆进入螺母。 2.传动速度传动速度 轴线运动的线速度轴线运动的线速度v与回转运动的转速与回转运动的转速 n之间的关系是：之间的关系是： Vns 螺旋传动中，轴向位移螺旋传动中，轴向位移L与转速与转速n以及以及 时间时间t之间的关系为：之间的关系为： nst 【例【例22】已知，如下图的螺母位移】已知，如下图的螺母位移 溜板机构中，其螺纹的导程溜板机构中，其螺纹的导程s4mm，螺杆，螺杆 的转速的转速n50r/min。试求螺母每分钟带动。试求螺母每分钟带动 溜板的位移量

10、。溜板的位移量。 正确答案正确答案Lnst5041200（mm）参见教）参见教 材材P44。 【拓展】如果告诉的是螺距为【拓展】如果告诉的是螺距为4mm，螺纹的线数，螺纹的线数 为为3，其他条件不变，那么螺母每分钟带动溜板的位移，其他条件不变，那么螺母每分钟带动溜板的位移 量量Lnkpt50341600（mm）。）。 3.螺旋传动的特点螺旋传动的特点 优点：优点： 结构简单；结构简单； 降速比大，可以实现微调和降速传动；降速比大，可以实现微调和降速传动； 省力，如千斤顶；省力，如千斤顶； 在一定条件下实现逆行自锁，即能够将在一定条件下实现逆行自锁，即能够将 回转运动变为轴线方向的直线运动，而不

11、能相回转运动变为轴线方向的直线运动，而不能相 反，即无论轴线方向的力多大，都不能产生回反，即无论轴线方向的力多大，都不能产生回 转，当然也不可能实现轴向运动；转，当然也不可能实现轴向运动； 工作连续、平稳，无噪声。工作连续、平稳，无噪声。 缺点：摩擦大，效率低（如果有自锁要求，缺点：摩擦大，效率低（如果有自锁要求， 效率低于效率低于50%）。）。 4.滚珠螺旋传动机构滚珠螺旋传动机构 主要由丝杠、螺母、滚珠和反向器组主要由丝杠、螺母、滚珠和反向器组 成。成。 滚珠在回路过程中离开螺旋表面的就滚珠在回路过程中离开螺旋表面的就 叫外循环；滚珠在整个循环过程中始终不叫外循环；滚珠在整个循环过程中始终

12、不 脱离螺旋表面的叫内循环（脱离螺旋表面的叫内循环（ 内循环有反向内循环有反向 器）。器）。 内循环相比外循环，结构更为紧凑，内循环相比外循环，结构更为紧凑， 返回通道短，减少滚珠数量，减少摩擦，返回通道短，减少滚珠数量，减少摩擦， 提高效率，但是反向器加工复杂。提高效率，但是反向器加工复杂。 滚珠螺旋传动的特点滚珠螺旋传动的特点 优点：机械效率高（优点：机械效率高（0.900.95）；）； 摩擦摩擦 小，能长时间保持精度，使用寿命长；启动转小，能长时间保持精度，使用寿命长；启动转 矩接近于运动转矩，传动灵敏磨损小；给予适矩接近于运动转矩，传动灵敏磨损小；给予适 当预紧可以消除间隙，提高传动精

13、度和轴向刚当预紧可以消除间隙，提高传动精度和轴向刚 度。度。 缺点：缺点： 不能逆向自锁；制造工艺复杂，不能逆向自锁；制造工艺复杂， 成本较高。成本较高。 【例题【例题单选题】滚珠螺旋传动机构中，单选题】滚珠螺旋传动机构中， 反向器的作用是（）。反向器的作用是（）。 A.消除螺杆与螺母螺纹间的间隙消除螺杆与螺母螺纹间的间隙 B.防止逆向传动防止逆向传动 C.实现螺母正反运动实现螺母正反运动 D.使滚珠可以循环使滚珠可以循环 【例题【例题多选题】用滚珠螺旋传动代替普通多选题】用滚珠螺旋传动代替普通 螺旋传动可以（）。螺旋传动可以（）。 A.提高传动效率提高传动效率 B.降低生产成本降低生产成本

14、C.提高使用寿命提高使用寿命 D.加强反向自锁能力加强反向自锁能力 E.提高传动精度提高传动精度 【例题【例题单选题】下列有关螺旋传动机构的单选题】下列有关螺旋传动机构的 论述中，正确的是（）。论述中，正确的是（）。 A.按螺纹线旋转方向不同，螺纹可分按螺纹线旋转方向不同，螺纹可分 为顺时针旋入的左螺纹和逆时针旋入的右为顺时针旋入的左螺纹和逆时针旋入的右 螺纹螺纹 B.螺纹中，相邻两牙在中径线上对应两螺纹中，相邻两牙在中径线上对应两 点之间的轴向距离叫螺距点之间的轴向距离叫螺距 C.螺旋传动通常是将直线运动平稳地变螺旋传动通常是将直线运动平稳地变 换为旋转运动换为旋转运动 D.滚珠螺旋传动所具

15、有的自锁性能是滚珠螺旋传动所具有的自锁性能是 使用中的一个重要特点使用中的一个重要特点 （二）带传动机构（二）带传动机构 平带平带 三角带三角带圆形带传动圆形带传动 齿形带齿形带 平带传动平带传动 轴线关系：主从带轮运动方向关系轴线关系：主从带轮运动方向关系 三角带传动三角带传动 【注意】三角带的截面为梯形；【注意】三角带的截面为梯形； 传动能力比平带强，在相同条传动能力比平带强，在相同条 件下，约为平带的件下，约为平带的3倍；工作面是两个侧面。倍；工作面是两个侧面。 传动比：从动轮转速与主动轮转速之比，等传动比：从动轮转速与主动轮转速之比，等 于主动轮直径与从动轮直径之比，乘以滑动系数。于主

16、动轮直径与从动轮直径之比，乘以滑动系数。 在不考虑胶带与带轮之间的滑动时，传动比在不考虑胶带与带轮之间的滑动时，传动比 为：为： 优点优点：传动平稳，结构简单，维护方便，传递：传动平稳，结构简单，维护方便，传递 距离比较远，具有吸振和过载保护能力；距离比较远，具有吸振和过载保护能力； 缺点缺点：外廓尺寸大，效率较低，传动带寿命较：外廓尺寸大，效率较低，传动带寿命较 短，传动精度不高短，传动精度不高。 【例题【例题单选题】以下关于三角带传动的说法单选题】以下关于三角带传动的说法 中，错误的是（）。中，错误的是（）。 A.三角带传动是目前机器中用得最多的带三角带传动是目前机器中用得最多的带 传动方

17、式传动方式 B.三角带的横截面呈三角形三角带的横截面呈三角形 C.三角带传动的传动能力是平带传动的三角带传动的传动能力是平带传动的3 倍倍 D.三角带的工作面是两个侧面三角带的工作面是两个侧面 （三）齿轮传动（三）齿轮传动 齿轮传动是一种啮合传动。齿轮传动是一种啮合传动。 传动比等于从动轮转速和主动轮转速之比，或者等于主动轮齿数与从动轮传动比等于从动轮转速和主动轮转速之比，或者等于主动轮齿数与从动轮 齿数之比。齿数之比。 【注意注意】传动比等于被动轮转速和主动轮转速之比。传动比等于被动轮转速和主动轮转速之比。 根据两轴位置的不同，可以分为两根轴平行（根据两轴位置的不同，可以分为两根轴平行（a、

18、b、c、 d），相交（），相交（f、g）或交错（）或交错（h）等各种情况。）等各种情况。 【例题例题单选题】有一对传动齿轮，已知主单选题】有一对传动齿轮，已知主 动齿轮转速动齿轮转速n1960r/min，齿数，齿数Z120，从，从 动轮齿数动轮齿数Z250，从动齿轮的转速应为，从动齿轮的转速应为 （）。（）。 A.1200r/min B.2400r/min C.192r/min D.384r/min 齿轮传动的齿轮传动的优点优点： （1）可靠，瞬时传动比恒定；）可靠，瞬时传动比恒定； （2）适用载荷和速度范围大；）适用载荷和速度范围大； （3）机械效率高，寿命长，结构紧凑；）机械效率高，寿命长

19、，结构紧凑； （4）可传递在空间任意配置的两轴之）可传递在空间任意配置的两轴之 间运动。间运动。 齿轮传动的齿轮传动的缺点缺点： （1）振动和噪音较大，且不可无级调）振动和噪音较大，且不可无级调 速；速； （2）传动轴之间的距离不能过大；）传动轴之间的距离不能过大； （3）加工复杂，制造成本较高。）加工复杂，制造成本较高。 轮系：一系列齿轮所组成的传动系统。轮系：一系列齿轮所组成的传动系统。 根据轮系中各齿轮的轴线在空间位置根据轮系中各齿轮的轴线在空间位置 是否固定，将轮系分为是否固定，将轮系分为 定轴轮系定轴轮系和和周转轮周转轮 系系两类。两类。 定轴轮系：轮系运转时，所有齿轮的定轴轮系：轮

20、系运转时，所有齿轮的 轴线的位置都是固定不变的。也称为轴线的位置都是固定不变的。也称为 普通普通 轮系轮系。 2.周转轮系：轮系运转时，至少有一个齿轮的轴周转轮系：轮系运转时，至少有一个齿轮的轴 线是绕另一个齿轮的固定几何轴线转动。又分为线是绕另一个齿轮的固定几何轴线转动。又分为 行星轮系（有一个中心轮是固定不动的）和差动行星轮系（有一个中心轮是固定不动的）和差动 轮系（没有固定的中心轮）。轮系（没有固定的中心轮）。 混合轮系：由定轴轮系和周转轮系组合而混合轮系：由定轴轮系和周转轮系组合而 成。成。 轮系的作用：轮系的作用： （1）可以得到很大的传动比（速度变）可以得到很大的传动比（速度变 化

21、比较大）；化比较大）； （2）可以连接相距较远的两轴；）可以连接相距较远的两轴； （3）可以获得不同的传动比；）可以获得不同的传动比； （4）可以获得从动轴不同的旋转方向；）可以获得从动轴不同的旋转方向； （5）能够实现运动的合成和分解（如）能够实现运动的合成和分解（如 汽车的后桥差速器）。汽车的后桥差速器）。 【例题例题单选题】在轮系传动中，所有齿单选题】在轮系传动中，所有齿 轮轴线位置都是固定不动的，称为（）。轮轴线位置都是固定不动的，称为（）。 P55 A.周转轮系周转轮系 B.定轴轮系定轴轮系 C.混合轮系混合轮系 D.差动轮系差动轮系 （四）链传动机构（四）链传动机构 由一个具有特殊

22、齿形的主动链轮，通由一个具有特殊齿形的主动链轮，通 过闭合链条带动另一个与主动链轮具有相过闭合链条带动另一个与主动链轮具有相 同齿形的从动链轮，进行传递运动和动力同齿形的从动链轮，进行传递运动和动力 的机构。典型的是自行车的传动。的机构。典型的是自行车的传动。 传动比等于主动轮齿数与从动轮齿数之比。传动比等于主动轮齿数与从动轮齿数之比。 （这和齿轮传动一致）（这和齿轮传动一致） 链传动的链传动的优点优点 （1）与带传动比较，传递功率大，能保）与带传动比较，传递功率大，能保 证准确的平均传动比并且外廓尺寸比较小；证准确的平均传动比并且外廓尺寸比较小； （2）与齿轮传动比较，中心距较大；）与齿轮传

23、动比较，中心距较大； （3）可在低速、重载条件下工作；）可在低速、重载条件下工作； （4）效率较高，可以达到）效率较高，可以达到0.950.98，最，最 大可以达到大可以达到0.99。 链传动的链传动的缺点缺点 （1）不能保证瞬时转速和瞬时传动比；）不能保证瞬时转速和瞬时传动比； （2）噪声较大，急速反向性能差，不能）噪声较大，急速反向性能差，不能 用于高速传动。用于高速传动。 【例题例题单选题】与齿轮传动相比，普通链单选题】与齿轮传动相比，普通链 传动的突出优点是（）。传动的突出优点是（）。 A.能在不良环境下工作能在不良环境下工作 B.效率较高，最大可达效率较高，最大可达0.99 C.能保

24、持恒定的瞬时传动比能保持恒定的瞬时传动比 D.可传递空间任意配置的两轴之间的可传递空间任意配置的两轴之间的 运动运动 （五）蜗杆传动机构（五）蜗杆传动机构 通过蜗杆与蜗轮间的啮合，传递运动通过蜗杆与蜗轮间的啮合，传递运动 和动力的机构（由蜗轮、蜗杆与机架组和动力的机构（由蜗轮、蜗杆与机架组 成）。成）。 传动比等于蜗杆线数（主动件）与蜗轮齿数传动比等于蜗杆线数（主动件）与蜗轮齿数 （从动件）之比。（从动件）之比。 其中，其中，k为蜗杆的线数，而为蜗杆的线数，而z为蜗轮的齿为蜗轮的齿 数。数。 蜗杆传动特点：蜗杆传动特点： 1.降速效果好；降速效果好； 2.传动平稳；传动平稳； 3.可自锁（即蜗

25、杆主动可以带动蜗轮，反可自锁（即蜗杆主动可以带动蜗轮，反 之，蜗轮主动不能带动蜗杆）；之，蜗轮主动不能带动蜗杆）； 4.效率低（一般为效率低（一般为0.70.8，要求自锁时，要求自锁时， 效率小于效率小于0.5）。）。 【例题例题单选题】下列关于蜗杆传动机构的单选题】下列关于蜗杆传动机构的 说法中，错误的是（）。说法中，错误的是（）。 A.蜗杆只能绕自身轴线转动，不能沿蜗杆只能绕自身轴线转动，不能沿 轴向移动轴向移动 B.蜗杆有左旋、右旋之分蜗杆有左旋、右旋之分 C.蜗杆传动的传动比等于蜗轮齿数与蜗蜗杆传动的传动比等于蜗轮齿数与蜗 杆齿数之比杆齿数之比 D.蜗杆传动具有自锁作用，自锁时效蜗杆传

26、动具有自锁作用，自锁时效 率在率在0.5以下以下 名称名称传动形式传动形式传动关系传动关系特点特点 螺旋传动螺旋传动 回转运动变回转运动变 为直线运动为直线运动 Lnst 结构简单、降速比大、省力、普通螺旋机构能结构简单、降速比大、省力、普通螺旋机构能 自锁、平稳无噪音；自锁、平稳无噪音； 滚动螺旋机构：效率高、磨损小、灵敏平稳、滚动螺旋机构：效率高、磨损小、灵敏平稳、 较高的精度和轴向刚度、不能自锁、制造复杂较高的精度和轴向刚度、不能自锁、制造复杂 成本高。成本高。 带传动带传动 不改变传动不改变传动 形式形式 in2/n1d1/d2 优点：传动平稳，结构简单，维护方便，传递优点：传动平稳，

27、结构简单，维护方便，传递 距离比较远，具有吸振和过载保护能力；距离比较远，具有吸振和过载保护能力； 缺点：外廓尺寸大，效率较低，传动带寿命较缺点：外廓尺寸大，效率较低，传动带寿命较 短，传动精度不高。短，传动精度不高。 齿轮传动齿轮传动in2/n1z1/z2 优点：可靠，瞬时传动比恒定；适用载荷和速优点：可靠，瞬时传动比恒定；适用载荷和速 度范围大；机械效率高，寿命长，结构紧凑；度范围大；机械效率高，寿命长，结构紧凑； 可传递在空间任意配置的两轴之间运动。可传递在空间任意配置的两轴之间运动。 缺点：振动和噪音较大，且不可无级调速；传缺点：振动和噪音较大，且不可无级调速；传 动轴之间的距离不能过

28、大；加工复杂，制造成动轴之间的距离不能过大；加工复杂，制造成 本较高。本较高。 链传动链传动in2/n1z1/z2 优点：与带传动比较，传递功率大，能保证准优点：与带传动比较，传递功率大，能保证准 确的平均传动比并且外廓尺寸比较小；与齿轮确的平均传动比并且外廓尺寸比较小；与齿轮 传动比较，中心距较大；可在低速、重载条件传动比较，中心距较大；可在低速、重载条件 下工作；效率较高。下工作；效率较高。 缺点：不能保证瞬时转速和瞬时传动比；噪声缺点：不能保证瞬时转速和瞬时传动比；噪声 较大，急速反向性能差，不能用于高速传动。较大，急速反向性能差，不能用于高速传动。 蜗杆传动蜗杆传动in2/n1k/z降

29、速效果好、传动平稳、可自锁、效率低。降速效果好、传动平稳、可自锁、效率低。 （六）平面连杆机构（六）平面连杆机构 连杆机构是使用铰链、滑道等方式将连杆机构是使用铰链、滑道等方式将 构件相互连接而成的机构。构件相互连接而成的机构。 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 根据有没有曲柄和有一个还是两个曲根据有没有曲柄和有一个还是两个曲 柄，可以将铰链四杆机构分为：柄，可以将铰链四杆机构分为： （1）曲柄摇杆机构）曲柄摇杆机构 （2）双曲柄机构）双曲柄机构 （3）双摇杆机构）双摇杆机构 其中，曲柄摇杆机构：可将曲柄的整其中，曲柄摇杆机构：可将曲柄的整 周回转转变成摇杆的往复摆动，例如上面周回转转变成摇杆的往复摆

30、动，例如上面 的破碎机；也可将摇杆的往复摆动转变成的破碎机；也可将摇杆的往复摆动转变成 为曲柄的连续转动，例如脚踏缝纫机。为曲柄的连续转动，例如脚踏缝纫机。 2.曲柄滑块机构：由铰链四杆机构的演化得来的。将曲柄曲柄滑块机构：由铰链四杆机构的演化得来的。将曲柄 的连续旋转变为滑块的往复直线运动，或反之。的连续旋转变为滑块的往复直线运动，或反之。 （七）凸轮机构（七）凸轮机构 将凸轮（主动件）的连将凸轮（主动件）的连 续转动转化为从动件的续转动转化为从动件的 往复移动或摆动（由凸往复移动或摆动（由凸 轮、从动杆及机架组轮、从动杆及机架组 成）。成）。 按照凸轮的形状可以分为盘形（平板）凸按照凸轮的

31、形状可以分为盘形（平板）凸 轮、移动凸轮和圆柱凸轮。轮、移动凸轮和圆柱凸轮。 正确选择凸轮轮廓，可以实现复杂的运动规律。由正确选择凸轮轮廓，可以实现复杂的运动规律。由 于凸轮与从动件是点接触或线接触，所以容易磨损，于凸轮与从动件是点接触或线接触，所以容易磨损， 不适宜于传递动力，而主要用于控制和调节机构中。不适宜于传递动力，而主要用于控制和调节机构中。 【例题【例题单选题】圆柱凸轮与其从动杆之间的单选题】圆柱凸轮与其从动杆之间的 相对运动为（）。相对运动为（）。 A.直线运动直线运动 B.平面运动平面运动 C.曲面运动曲面运动 D.空间运动空间运动 【2011考题考题单选题】能把旋转运动变为往

32、复单选题】能把旋转运动变为往复 直线运动，也可以把往复直线运动变为旋转运直线运动，也可以把往复直线运动变为旋转运 动的机构是（）。动的机构是（）。 A.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 B.盘形凸轮机构盘形凸轮机构 C.普通螺旋传动机构普通螺旋传动机构 D.曲柄滑块机构曲柄滑块机构 （八）间歇运动机构（八）间歇运动机构 主动件连续运转，从动件能够实现主动件连续运转，从动件能够实现“动动 作作停止停止动作动作”的运动。的运动。 1.棘轮机构：由棘爪、棘轮和机架组成。棘轮机构：由棘爪、棘轮和机架组成。 作用：将棘爪的往复摆动转变为棘轮作用：将棘爪的往复摆动转变为棘轮 的单向间歇运动。为了防止棘轮自动反转，

33、的单向间歇运动。为了防止棘轮自动反转， 采用止退棘爪。采用止退棘爪。 2.槽轮机构：由拨盘、槽轮与机架组成。槽轮机构：由拨盘、槽轮与机架组成。 作用：将拨盘的连续转动转变为从动作用：将拨盘的连续转动转变为从动 件槽轮的间歇转动。件槽轮的间歇转动。 槽轮静止的时间长，如需静止的时间缩短槽轮静止的时间长，如需静止的时间缩短 些，则可增加拨盘上圆销的数目。些，则可增加拨盘上圆销的数目。 特点：槽轮结构简单，常用于自特点：槽轮结构简单，常用于自 动机床的换刀装置及电影放映机的动机床的换刀装置及电影放映机的 输片机构等。输片机构等。 【例题例题多选题】下列各传动机构中，（）多选题】下列各传动机构中，（）

34、 等传动机构为不可逆传动机构。等传动机构为不可逆传动机构。 A.曲柄滑块曲柄滑块 B.齿轮齿轮 C.凸轮凸轮 D.蜗杆蜗杆 E.曲柄滑块曲柄滑块 （九）传动链的传动比及效率（九）传动链的传动比及效率 由各种传动副，例如齿轮、带、链、由各种传动副，例如齿轮、带、链、 螺旋等连接成为的传递运动和动力的系统，螺旋等连接成为的传递运动和动力的系统， 称为传动链。称为传动链。 传动比：由机构串联而得到的传动链传动比：由机构串联而得到的传动链 的传动比，即传动链末端转速与首端转速的传动比，即传动链末端转速与首端转速 之比，等于链中各个运动副传动比的连乘之比，等于链中各个运动副传动比的连乘 积。积。 【提示

35、】对于全部由齿轮组成的传动【提示】对于全部由齿轮组成的传动 链，其传动比等于主动轮齿数连乘积与从链，其传动比等于主动轮齿数连乘积与从 动轮齿数连乘积之比。动轮齿数连乘积之比。 【2007考题考题单选题】图中所示传动链，运单选题】图中所示传动链，运 动自轴动自轴I输入，转速为输入，转速为l400r/min，若，若d l 105mm，d2210mm，Zl25，Z275，Z3 35，Z435，Z525，Z650，Z740，k 2，0.98，则输出轴，则输出轴的转速为（）。的转速为（）。 A.57r/min B.114.2r/min C.171.3r/min D.A、B、C全不是全不是 【例【例23】

36、如下图，所示为一简单车床传动系统，】如下图，所示为一简单车床传动系统， 数据如图中所示（齿轮的数值表示齿数）：试求：数据如图中所示（齿轮的数值表示齿数）：试求： 1.主轴的转速有几种，求出主轴最高转速与最低转主轴的转速有几种，求出主轴最高转速与最低转 速；速；2.主轴转动一圈，螺母主轴转动一圈，螺母P移动距离。移动距离。 解：解：1.主轴的转速共有四种。主轴的转速共有四种。 （为了让大家更为深刻的理解，画出其传动路（为了让大家更为深刻的理解，画出其传动路 线表达式，如下：线表达式，如下： 图中，轴图中，轴和轴和轴的齿轮可以两两组合，所以主轴的的齿轮可以两两组合，所以主轴的 输出转速有四种。）输

37、出转速有四种。） 最高转速最高转速1400105/21065/3530/300.98 1274（r/min） 最低转速最低转速1400105/21025/7515/450.98 76.22（r/min） 2.主轴转动一圈，螺母主轴转动一圈，螺母P移动距离移动距离L为：为： 与传动链的传动比计算相似，机械传动的与传动链的传动比计算相似，机械传动的 总效率等于各部分传动效率的乘积。总效率等于各部分传动效率的乘积。 传动链的总效率等于组成传动链的总效率等于组成 传动链各个传动副效率的传动链各个传动副效率的 连乘积。连乘积。 三、传动系统图三、传动系统图 （一）用一些简单的符号来表示的传（一）用一些简

38、单的符号来表示的传 动系统的综合简图叫做传动系统图。动系统的综合简图叫做传动系统图。 传动系统图能够传动系统图能够 简单明了地表示简单明了地表示 出机器内部的传出机器内部的传 动结构和传动动结构和传动 关系。关系。 （二）画传动系统图的规定（二）画传动系统图的规定 1.使用国家标准规定的机床零件和机械使用国家标准规定的机床零件和机械 的代号。的代号。 2.简明表示机器内部的传动结构和传动简明表示机器内部的传动结构和传动 关系。关系。 3.一般绘制成平面展开图的形式，也有一般绘制成平面展开图的形式，也有 绘制成立体展开图形式的。绘制成立体展开图形式的。 4.需要在图中标明：齿轮、蜗轮的齿数，需要

39、在图中标明：齿轮、蜗轮的齿数， 蜗杆的头数，丝杠的导程，带轮的直径，蜗杆的头数，丝杠的导程，带轮的直径， 电动机的功率和转速等。电动机的功率和转速等。 主轴转速可应用下列运动平衡式进行计算主轴转速可应用下列运动平衡式进行计算 n 主 主主轴转速（ 主轴转速（r/min）；）； n 电 电电动机转速（ 电动机转速（r/min），）， 公式中，分子各项的齿数，均为对应轴之公式中，分子各项的齿数，均为对应轴之 间主动齿轮的齿数；间主动齿轮的齿数； 分母各项的齿数，则为对应轴之间从动齿分母各项的齿数，则为对应轴之间从动齿 轮的齿数；轮的齿数； 若若n 电 电 1450r/min，应用上述运动平衡式，应

40、用上述运动平衡式 可以计算出主轴各级转速：可以计算出主轴各级转速： 【2011考题考题综合题】综合题】 上图所示为某简易机床主轴与进给传动上图所示为某简易机床主轴与进给传动 系统，数据如图中所示。系统，数据如图中所示。 【问题】【问题】1.说明系统中有哪几种传动机说明系统中有哪几种传动机 构？构？ 每种传动机构的特点是什么？每种传动机构的特点是什么？ 2.主轴共有几种转速？每种转速的值是主轴共有几种转速？每种转速的值是 多少？多少？ 正确答案正确答案1.系统中共有系统中共有带传动机构、齿轮传动机构和螺旋传动机带传动机构、齿轮传动机构和螺旋传动机 构构三种。三种。 带传动机构特点：带传动机构特点

41、： （1）运动平稳无噪声，可以缓冲冲击和吸收振动；）运动平稳无噪声，可以缓冲冲击和吸收振动； （2）结构简单，传递距离远；）结构简单，传递距离远； （3）制造和安装简单，维护方便，不需润滑；）制造和安装简单，维护方便，不需润滑； （4）当机器发生过载时，传动带可以打滑，对整机起保护作用；）当机器发生过载时，传动带可以打滑，对整机起保护作用； （5）外廓尺寸大，效率较低，传动带寿命较短，传动精度不高。）外廓尺寸大，效率较低，传动带寿命较短，传动精度不高。 齿轮传动机构特点：齿轮传动机构特点： （1）传递运动可靠，瞬时传动比恒定；）传递运动可靠，瞬时传动比恒定； （2）适用的荷载和速度范围大；）适

42、用的荷载和速度范围大； （3）使用效率高，寿命长，结构紧凑，外观尺寸小；）使用效率高，寿命长，结构紧凑，外观尺寸小； （4）可传递在空间任意配置的两轴之间的运动；）可传递在空间任意配置的两轴之间的运动； （5）振动和噪声较大不可无级调速；）振动和噪声较大不可无级调速； （6）传动轴之间的距离不能太大；）传动轴之间的距离不能太大； （7）加工复杂，制造成本高。）加工复杂，制造成本高。 螺旋传动特点如下：螺旋传动特点如下： （1）结构简单：）结构简单： （2）降速比大；）降速比大； （3）普通螺旋传动能实现自锁；）普通螺旋传动能实现自锁； （4）工作连续平稳，无噪声；）工作连续平稳，无噪声； （5

43、）摩擦大、效率低。）摩擦大、效率低。 2.主轴共有六种转速，分别为：主轴共有六种转速，分别为： 第二节液压传动第二节液压传动 一、液压传动的工作原理一、液压传动的工作原理 液压传动是依靠液体介质的静压力来液压传动是依靠液体介质的静压力来 传递能量的液体传动。传递能量的液体传动。 液压传动是以液体作为工作介质来传液压传动是以液体作为工作介质来传 动的一种传动方式，它依靠密闭容积的变动的一种传动方式，它依靠密闭容积的变 化传递运动，依靠液体内部的压力（由外化传递运动，依靠液体内部的压力（由外 界负载所引起）传递动力。界负载所引起）传递动力。 液压装置本质上是一种能量转换装置液压装置本质上是一种能量

44、转换装置 ，它先将机械能转换为便于输送的液压能，它先将机械能转换为便于输送的液压能 ，随后又将液压能转换为机械能做功。，随后又将液压能转换为机械能做功。 二、液压传动系统组成二、液压传动系统组成 1.动力部分：把机械能转换动力部分：把机械能转换 成油液压力能，用此压力推动成油液压力能，用此压力推动 整个液压系统工作，如液压泵；整个液压系统工作，如液压泵； 2.执行部分：把液体的压力执行部分：把液体的压力 能转换成机械能输出的装置，能转换成机械能输出的装置， 如液压马达、液压缸等；如液压马达、液压缸等； 3.控制部分：对系统中液体控制部分：对系统中液体 的压力、流量和流动方向进行的压力、流量和流

45、动方向进行 控制或调节的装置，如溢流阀控制或调节的装置，如溢流阀 等；等； 4.辅助部分：保证液压系统辅助部分：保证液压系统 正常工作所需的上述三种以外正常工作所需的上述三种以外 的装置，如油箱、过滤器等。的装置，如油箱、过滤器等。 （一）优点（一）优点 1.在输出功率相同的条件下，体积小，重量在输出功率相同的条件下，体积小，重量 轻、布局安装比较灵活；轻、布局安装比较灵活； 2.传递运动平稳，吸振能力强；传递运动平稳，吸振能力强； 3.操作控制方便、省力，易于实现自动控制操作控制方便、省力，易于实现自动控制 和过载保护；和过载保护； 4.液压元件易于实现系列化、标准化、通用液压元件易于实现系

46、列化、标准化、通用 化，便于设计和推广。化，便于设计和推广。 （二）缺点（二）缺点 1.泄漏不可避免，因此不能实现严格的传动泄漏不可避免，因此不能实现严格的传动 比；比； 2.对温度敏感，在低温和高温的环境下，传对温度敏感，在低温和高温的环境下，传 动有一定的困难；动有一定的困难； 3.液压元件精度要求高，使用和维修要求高。液压元件精度要求高，使用和维修要求高。 【2008考题考题多选题多选题】与机械传动相比较，与机械传动相比较， 液压传动的主要缺点有（）。液压传动的主要缺点有（）。 A.不能严格地保证传动比不能严格地保证传动比 B.难以组成复杂系统难以组成复杂系统 C.不易实现快速启动、制动

47、和频繁换向不易实现快速启动、制动和频繁换向 D.受温度影响比较大受温度影响比较大 E.液压元件要求制造精度较高液压元件要求制造精度较高 四、液压传动的基本参数四、液压传动的基本参数 （一）压力（一）压力 1.压力强度（压力强度（p=F/A）是作用在单位面积上的）是作用在单位面积上的 液体压力。单位是帕（液体压力。单位是帕（N/m, 2）和兆帕）和兆帕 （1MPa=106Pa）。在液压传动中所讲的压力就是）。在液压传动中所讲的压力就是 指的指的p（即物理学中的压强），而力（即物理学中的压强），而力F则常被称为则常被称为 液压推力。液压推力。 【注意注意】密封容器内的液体当任一处受到压密封容器内的

48、液体当任一处受到压 力作用时，这个压力就会通过液体传到容器内的力作用时，这个压力就会通过液体传到容器内的 任何部位，而且压力强度处处相等。（帕斯卡原任何部位，而且压力强度处处相等。（帕斯卡原 理，也称为静压传递原理）理，也称为静压传递原理） 液压传动的压力取决于负载。液体压力随负液压传动的压力取决于负载。液体压力随负 载的变化而变化，而与流入液体的多少无关。载的变化而变化，而与流入液体的多少无关。 （越强则强，越弱则弱）（越强则强，越弱则弱） 压力分级如下表所示： 表22 压力分级压力分级 低压低压 中压中压 中高压中高压 高压高压 超高压超高压 压力范围压力范围 （兆帕）（兆帕） 02.5

49、2.58 （2.523） 816 （2324） 1632 （2425） 32（25） 【例例24】有一个重有一个重310 5N的物体，的物体， 用液压缸将其顶起一定的高度。已知液压用液压缸将其顶起一定的高度。已知液压 缸活塞直径缸活塞直径D0.25m，求输入液压缸的压，求输入液压缸的压 力。力。 根据压力公式根据压力公式pF/A 压力为：压力为：pF/A310 5/0.0491 6.121066.12（MPa） （二）流量 1.单位时间内流过管道或液压缸某一截 面的液体体积。流量的单位是米 3/秒 （m3/s）和升/分（L/min）。 1升/分钟=1/（1000*60）立方米/秒 1立方米/秒

50、=1000*60升/分钟 2.活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量，活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量， 而与液体压力的大小无关。而与液体压力的大小无关。 【例例25】图图237所示为油压千斤顶，所示为油压千斤顶， 大活塞直径为大活塞直径为D0.036m，小活塞直径，小活塞直径d 0.012m，若小活塞下压速度为，若小活塞下压速度为0.18m/s，则，则 大活塞上升的速度为多少。大活塞上升的速度为多少。 由于液体不可压缩，所以，同一时间里左面油缸压出的油必然等于右面由于液体不可压缩，所以，同一时间里左面油缸压出的油必然等于右面 油缸流进的油。并且两个油缸移动的时间相同，故流量相同。有：油缸流

51、进的油。并且两个油缸移动的时间相同，故流量相同。有： 故大活塞的上升速度为故大活塞的上升速度为0.02m/s。 （三）功及功率（三）功及功率 P是瓦，是瓦，p是帕，是帕，Q是立方米是立方米/秒秒 P=Qp/60 P是千瓦；是千瓦；Q是升是升/分钟；分钟；p是兆帕。是兆帕。 在液压传动中，功率等于压力在液压传动中，功率等于压力p与流量与流量Q的乘的乘 积。积。 【结论结论】液压传动是以液体的压力来传递动液压传动是以液体的压力来传递动 力的。力的。 五、液压泵五、液压泵 功能：将电动机输入的机械能转变为功能：将电动机输入的机械能转变为 液体的压力能。液体的压力能。 液压泵必须具有一个运动部件和非运

52、动部件所构液压泵必须具有一个运动部件和非运动部件所构 成的封闭容积，该容积的大小随运动件的运动发成的封闭容积，该容积的大小随运动件的运动发 生周期性变化。生周期性变化。 密闭容积增大形成负压完成吸油，密闭容积密闭容积增大形成负压完成吸油，密闭容积 减小则排油，所以称之为容积式泵。减小则排油，所以称之为容积式泵。 液压泵的分类液压泵的分类 分类标准分类标准 分类分类 结构形式结构形式 齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等。 压力压力低压泵、中压泵和高压泵。 流量特征流量特征 定量泵和变量泵。 定量泵是指转速不变时，流量不能改变； 而变量泵则是在转速不变时，可以调节从 而得到不同的流量。 液压泵性能的

53、主要参数液压泵性能的主要参数 压力压力 工作压力工作压力实际工作时输出油液的压力，也称为输出压力。实际工作时输出油液的压力，也称为输出压力。 额定压力 连续运转时允许使用的最大工作压力。额定压力取 决于密封程度、效率和使用寿命等因素的影响。 最高压力 液压泵本身强度允许值和允许的最大泄漏量的工作 压力 排量和流量排量和流量 排量泵轴旋转一周排出油液的体积，用q表示。 理论流量 单位时间内理论上可以排出的液体体积，用QT 表示。 QTqn 实际流量 等于理论流量减去泵的泄漏量。 QQTQ 额定流量额定转速和额定压力下实际输出的流量。 功率和效率功率和效率 输入功率 作用在液压泵主轴上的机械功。P

54、=T（注意是角 速度） 输出功率 液压泵的输出功率P是指液压泵在工作过程中的实 际吸、压油口的压差P和实际输出流量Q的乘积， 即：Pp；P=Qq/60 效率 容积效率：实际流量与理论流量之比V=Q/QT=1- Q/QT 总效率：容积效率与机械效率的乘积。Vm 【例题例题单选题单选题】液压泵的性能参数液压泵的性能参数Q T指的指的 是（）。是（）。 A.泵在单位时间内理论上可以排出液泵在单位时间内理论上可以排出液 体的体积体的体积 B.泵在单位时间内实际上可以排出液体泵在单位时间内实际上可以排出液体 的体积的体积 C.泵一次吸油、压油理论上可以排出液泵一次吸油、压油理论上可以排出液 体的体积体的

55、体积 D.泵一次吸油、压油实际上可以排出泵一次吸油、压油实际上可以排出 液体的体积液体的体积 【链接链接】液压泵的排量是指泵每旋转一周液压泵的排量是指泵每旋转一周 所排出油液的体积。理论流量是指在单位所排出油液的体积。理论流量是指在单位 时间内理论上排出的液体体积。理论流量时间内理论上排出的液体体积。理论流量 和实际流量的差额为泄漏量。和实际流量的差额为泄漏量。 如果是两个相互连通并且封闭的液压如果是两个相互连通并且封闭的液压 缸，两个缸体的流量是相等的。缸，两个缸体的流量是相等的。 【例例26】某液压泵的输出口压力为某液压泵的输出口压力为 10.2MPa，流量，流量Q98.2L/min，总效

56、率为，总效率为 0.8，试求该泵的功率。，试求该泵的功率。 解： 故输入液压泵的功率为故输入液压泵的功率为20.87kw。 【例题例题单选题单选题】已知某液压泵的排量为已知某液压泵的排量为70 （ml/r），用转速），用转速1440（r/min）的电动机）的电动机 直接带动时，实测流量为直接带动时，实测流量为98.2（L/min），）， 此时该泵的泄漏量应该为（）。此时该泵的泄漏量应该为（）。 A.0（L/min）B.2.6（L/min） C.2.6% D.96.4% （一）齿轮泵（一）齿轮泵 壳体、端盖和齿轮的各齿间槽共同形壳体、端盖和齿轮的各齿间槽共同形 成封闭的工作空间。成封闭的工作空间

57、。 优点：结构简单、重量轻、成本低、工作可靠，优点：结构简单、重量轻、成本低、工作可靠， 维修方便，常用于压力不高的液压系统中。维修方便，常用于压力不高的液压系统中。 缺点：漏油较多，轴承载荷大，所以压力不高。缺点：漏油较多，轴承载荷大，所以压力不高。 （二）叶片泵（二）叶片泵 密封工作空间由转子、定子、叶片、密封工作空间由转子、定子、叶片、 泵体和端盖共同形成。泵体和端盖共同形成。 1.双作用叶片泵双作用叶片泵 转子每转一周，完成两次吸油和排油，转子每转一周，完成两次吸油和排油， 故称之为双作用叶片泵。故称之为双作用叶片泵。 泵的流量固定，是定量泵。泵的流量固定，是定量泵。 2.单作用叶片泵

58、单作用叶片泵 转子每转一周，完成一转子每转一周，完成一 次吸油和排油，故称之为单次吸油和排油，故称之为单 作用叶片泵。作用叶片泵。 改变转子和定子的偏心改变转子和定子的偏心 距，可以改变泵的流量，变距，可以改变泵的流量，变 量泵。量泵。 叶片泵特点：结构紧凑、叶片泵特点：结构紧凑、 体积小、重量轻、流量均匀、体积小、重量轻、流量均匀、 运转平稳、噪声低。运转平稳、噪声低。结构比结构比 较复杂、吸油条件苛刻、转较复杂、吸油条件苛刻、转 速有一定的限制、对油液污速有一定的限制、对油液污 染比较敏感。染比较敏感。 【提示提示】双作用和单作双作用和单作 用相比，由于它径向力是平用相比，由于它径向力是平

59、 衡的，受力情况比较好，应衡的，受力情况比较好，应 用较广。用较广。 （三）柱塞泵（三）柱塞泵 根据柱塞排列方向不同，分为径向柱根据柱塞排列方向不同，分为径向柱 塞泵和轴向柱塞泵。塞泵和轴向柱塞泵。 径向柱塞泵由定子、转子（缸体）、径向柱塞泵由定子、转子（缸体）、 配油轴、衬套和柱塞组成。配油轴、衬套和柱塞组成。 转子每转一周，每个柱塞底部容积完成一次吸油、转子每转一周，每个柱塞底部容积完成一次吸油、 压油。转子连续运转，即完成泵的吸油、压油工压油。转子连续运转，即完成泵的吸油、压油工 作。作。 径向柱塞的流量因偏心径向柱塞的流量因偏心e的大小而不同。若偏的大小而不同。若偏 心量做成可调的，就

60、成为变量泵。心量做成可调的，就成为变量泵。 柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高、流柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高、流 量能调节等优点，但结构比较复杂。量能调节等优点，但结构比较复杂。 液压泵特点比较（见下表）液压泵特点比较（见下表） 六、液压马达与液压缸六、液压马达与液压缸 功能：将液体压力能转变为机械能（执行元功能：将液体压力能转变为机械能（执行元 件）。件）。 【注意注意】液压马达和液压泵都是依靠工作腔液压马达和液压泵都是依靠工作腔 密封容积的变化来工作的，他们的原理是相同的，密封容积的变化来工作的，他们的原理是相同的， 但是结构上存在差别，所以不能通用。但是结构上存在差别，所以不能通