第五章：机械传动

1、2021-9-51第五章：机械传动带传动与齿轮传动2021-9-52第一节：带传动一、带传动的工作原理及类型二、带传动的特点和应用三、带传动的受力分析与打滑现象四、带传动中的弹性滑动与传动比五、v型带及带轮2021-9-53一、带传动的工作原理及类型 带传动的组成 主动轮、从动轮、传动带。 传动带按其截面形状分类 平带、v型带、圆带、同步带。 传动的类型 开口传动；交叉传动；角度传动。2021-9-54二、带传动的特点和应用 适用 通常用于传递中小功率；常用于多级传动中的高速级；传动比i7，传动效率 =0.940.97。 优点 中心距较大的传动；过载时，出现打滑，起到过载保护作用；结构简单，制

2、造、安装精度低，成本低。2021-9-55 缺点 传动装置尺寸较大； 不能保证准确的传动比； 带的寿命较短； 传动效率较低。2021-9-56三、带传动的受力分析与打滑现象 带传动的受力分析 带传动的打滑现象 影响圆周力的因素2021-9-57带传动的受力分析 f0 f0 o1 o2 f0 f0 a 静止时，带两边的拉力都等于初拉力f02021-9-58 n1 f2 f2 n2 ff o1 o2 ff f1 f1 a 啟动时，f1-f0=f0-f2 主动轮，f2+ff=f1 从动轮， f1=ff+f2 圆周力，fe=f1-f22021-9-59 啟动时，f1-f0=f0-f2 所以， f0=（

3、f1+f2）/2 （1） 圆周力，fe=ff=f1-f2 （2） 由（1）式减（2）式，得 f2=f0 - fe/2 f1=f0+fe/22021-9-510带传动的打滑现象 因为，p=fev 若 v 一定，p增大时，圆周力fe也增大。但在具体条件下，摩擦力ff是有一极限值，相应的带传递功率p也有一定值。 当带传递的功率超过此定值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑时，带和从动轮不能正常转动，甚至完全不动，使传动失效。打滑将造成带的严重磨损。2021-9-511影响圆周力的因素 根据欧拉公式：f1=f2ef 圆周力， fe=ff=f1-f2 以及 f2=f0 - fe/2

4、由上式可知，影响圆周力的因素有： 初始拉力f0、包角、摩擦系数f。 1120eeffffe2021-9-512四、带传动中的弹性滑动与传动比 带的弹性滑动 带传动的传动比2021-9-513带的弹性滑动 v主v带v从 ，这是带传动正常工作时 固有的特性，无法避免。 带的弹性滑动就是带一边绕行主动轮，一边徐徐向后收缩。2021-9-514带传动的传动比 由于弹性滑动的影响，从动轮的圆周速度 v2 低于主动轮的圆周速度 v1 ，其降低量用滑动率表示。%21%100121vvv2021-9-515 因为 所以 若略去，则ddnnddnnndndndndndii122112211122112211)1

5、 (12021-9-516五、v型带及带轮 v型带的结构 v型带的型号和规格 v型带轮的材料 v型带轮的结构2021-9-517第二节：齿轮传动工作原理一、齿轮传动的类型、特点及应用二、传动比和齿廓曲线三、渐开线齿廓2021-9-518一、齿轮传动的类型、特点及应用 类型 按轴的相对位置划分；按齿向划分；按工作条件划分。 特点及应用 保证恒定的传动比，传动平稳；传动效率高；结构紧凑，寿命长；不适用于轴间距远的传动。2021-9-519二、传动比和齿廓曲线 传动比 o1 a 1 r1 n vk2 k vk1 b c n 2 r2 vk1= 1o1k z vk2 =2 o2k o22021-9-5

6、20 过o2作o2znn，与o1k的延长线交于z点，因kab与ko2z的对应边互相垂直，所以kabko2z，故有 由上式可得kkzkkkakbkkzoioovvokk1211222112122021-9-521又因o1o2zo1ck故有由此得到欲保证传动比i12恒定，o2c/o1c应为常数。cckkzcckkzoooiooo12121121212021-9-522 互相啮合传动的一对齿廓，在任一瞬时的传动比，与连心线被其啮合齿廓在接点的公法线nn所分的两线段成反比。 齿廓公法线nn与两连心线的交点c称为啮合节点。 要保持恒定的传动比，则不论齿廓在任何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线nn必须与

7、连心线交于定点c。2021-9-523三、渐开线齿廓 渐开线的形成 渐开线的性质 渐开线齿廓的啮合特性2021-9-524渐开线的形成 fn vk k k rk b k a o rb r2021-9-525渐开线的性质1、发生线长度等于基圆上被滚过的弧长， 即 bk=ab；2、发生线即为渐开线在k点的法线；3、基圆越大，渐开线越平直；4、基圆以内无渐开线；2021-9-5265、压力角k，为渐开线上某一点法线与 该点速度方向所夹之锐角。 规定 中国规定标准齿轮的压力角=20，（在分度圆上的压力角为之）。rokobrrrbkbkcoscos2021-9-527渐开线齿廓的啮合特性1、渐开线齿廓能

8、保证定传动比 因为渐开线上任意一点都于基圆相切，所以，过两齿廓的接触点，作两齿廓的公法线与两齿轮的连心线交于定点。 常数ccooi1221122021-9-5282、 中心距可分性 由于齿轮加工完成后，其基圆半径已确定。即使在实际安装中，使两轮中心距稍有改变，也不会影响两轮的传动比。渐开线齿轮的这一传动特性，称为中心距可分性。 常数rrooibbcc121221122021-9-5293、齿廓间正压力方向不变 过接触点齿廓的公法线总是两基圆的公切线，所以，在啮合的全过程中，所有接触点都在公切线上。称为齿轮传动啮合线。啮合线为直线，故齿廓间的正压力方向保持不变，因而传动平稳。2021-9-530

9、第三节：直齿圆柱齿轮传动一、渐开线直齿圆柱齿轮及标准齿轮的 几何尺寸二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动三、根切现象、最少齿数和变位齿轮的概念2021-9-531一、渐开线直齿圆柱齿轮及标准齿轮的几何尺寸 齿轮的各部分名称 标准齿轮 外啮合标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式2021-9-532齿轮的各部分名称 da db d df dk o 2021-9-533标准齿轮 在分度圆上齿厚 s 等于齿槽宽 e ，且齿顶高系数 ha 与顶隙系数 c 为标准值，以及模数 m 也为标准值的齿轮，称为标准齿轮。此时有22mpes2021-9-534外啮合标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式见表14 - 3202

10、1-9-535二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 正确啮合条件 标准中心距 渐开线齿轮连续传动的条件2021-9-536正确啮合条件 要保证两对齿轮能同时在啮合线上接触，必须满足 即 所以2121221121coscosmmmmmppbb2021-9-537标准中心距 一对标准齿轮分度圆相切时的中心距，称为标准中心距。用a表示 a = r1+r2 = r1+r2 = m(z1+z2)/2 对于单一齿轮而言，只有分度圆，而无节圆。一对齿轮啮合时，才有节圆。节圆与分度圆可能重合，也可能不重合。2021-9-538渐开线齿轮连续传动的条件 两对齿廓啮合点间的距离b1b2pb基节，方可保证一对齿下班

11、时，另一对齿已准时或提前接班。 渐开线齿轮传动的重合度： 重合度高，则平稳性好，每对轮齿承受载荷越小。1cos2121mbbpbbb2021-9-539三、根切现象、最少齿数和变位齿轮的概念 渐开线齿廓的切齿方法 根切现象和最少齿数 变位齿轮的概念2021-9-540渐开线齿廓的切齿方法 有铸造、冲压、热扎法。而最常用的是切削法，有仿形法和范成法。 仿形法：用仿形刀具，逐个齿槽铣出。 范成法：利用一对齿轮相互啮合传动时，其两轮齿廓互为包络线的原理来加工齿轮。可同时加工多个齿槽，加工效率高。2021-9-541根切现象和最少齿数 用范成法加工齿轮时，如果齿轮的齿数太少，则刀具的齿顶会将被切齿轮的齿根渐开线切去一部分。这种现象称为根切。 为避免发生根切现象，标准齿轮的齿数应有一个最少的限度。这个齿数称为最少齿数，用zmin表示。2021-9-542 当压力角=20及齿顶高系数ha=1， zmin =17。 当压力角=20及齿顶高系数ha=0.8， zmin =14。2021-