机械拆装课程设计_培训

1、课 程 设 计 说 明 书 课程设计名称 机械拆装课程设计 专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 指 导 教 师第 51 页目录目录I摘要11实验目的22实验内容23实验设备24.设计过程64.1计划步骤64.2简单机械传动的搭接64.2.1带传动64.2.2链传动： 114.2.3齿轮传动184.3复杂传动系统的搭接284.3.1多轴齿轮传动284.3.2行星轮系 304.3.3复合轮系314.3.4带、直齿、锥齿、链组合324.3.5变速器及其他传动组合345.注意事项446.心得45参考文献48摘要 在日常生活和生产实践中，人们广泛地使用着各种机械。机械的作用是实现能量转换或完

2、成有用的机械功，用来减轻或代替人的劳动。尽管现代机械多种多样，但它们都是由机械系统、控制系统和辅助系统组成。 机械系统一般包括原动机、传动装置和工作机等三大部分。从机械原理的角度看，机械是由若干机构和传动零部件搭接而成的能量转换系统。在机械系统中，广泛应用平面连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇机构以及带传动、链传动、联轴器等零部件。 机械系统的设计是一种创造性劳动，要想设计出性能可靠的机械系统，必须很好地选择机构或传动零部件并进行合理的搭接。了解机械系统的基本结构及性能特点，在机械系统设计中具有重要的作用。1实验目的机械传动装置是机器或机组的主要组成部分，起着传递动力或改变运动的重要作用。根据

3、需要选择传动类型，组合出合理的机械传动方案，是机械设计课程教学中的重要内容。使用目的在于：1、加深对各种类型的机械传动的感性认识和理论认识；2、通过拼装各种组合传动方案，可对比分析不同方案的传动特点,本实验箱是培养学生创新能力的理想平台；3、本实验箱为便携式，可电动、也可手动，可配置在开放实验室，学生也可借用，利用课余时间进行拼装，提高学生动手能力和学习兴趣。4. 通过机械系统搭接实验，进一步了解机械传动系统的基本结构及设计要求；5. 通过机械系统搭接实验，了解通过搭接组合进行机械传动系统创新设计的基本方式，提高机械创新意识； 6. 通过对典型机械系统的性能参数（线位移、角位移、角加速度）的测

4、试及数字化分析，进一步了解典型机械系统的特点，掌握测试及分析的方法，提高工程实践能力。2实验内容1、拼装各种类型组合的机械传动，观察各种单级传动，分析其传动原理及特点；2、对比分析不同组合传动的特点。3实验设备1、实验箱配置及主要技术参数：本实验箱备有63种162个自制零部件、20种标准件及8种外购件，还有4种5件拼装工具。箱内大部分零件采用硬铝合金精制，加工精度高，使用轻巧方便，工作台面板为带T形槽硬铝型材制作，组装方便快速。各种零件的名称、数量及主要技术参数如附表所示。2、拚装方案：利用本实验箱配备的零部件可组装数十种机械传动方案主要有： （1）单级传动：V带传动、链传动、圆柱齿轮传动、圆

5、锥齿轮传动、槽轮机构、单十字万向联轴器传动等。（2）变速器：参照CA6132精密车床变速器设计。手动滑动套，使两三联齿轮分别沿二根花键轴滑移，通过三根传动轴（二根花键轴及一根平键轴）上不同的齿轮啮合，可得9级传动比。三根传动轴可三角形布置，也可展开布置。卸下平键轴，装上中介轮轴及介轮，可得含介轮的齿轮传动。（3）多级组合传动：可在上述单级传动及变速器中任选两种或两种以上，用联轴器或离合器联接组成多级组合传动。例如：手轮V带槽轮机构组合传动 手轮链槽轮机构组合传动 手轮V带离合器链槽轮机构组合传动 手轮锥齿轮槽轮机构V带组合传动 手轮锥齿轮槽轮机构链轮组合传动 手轮锥齿轮变速器柱销或滚子链联轴器

6、链槽轮机构组合传动手轮各种联轴器链槽轮机构组合传动手轮变速器（中介轮）离合器V带组合传动电机V带槽轮机构组合传动电机V带链槽轮机构组合传动电机V带单十字万向联轴器传动电机V带离合器链槽轮机构组合传动电机V带槽轮机构V带（或链轮）组合传动电机V带滑块联轴器V带（或链）组合传动电机V带锥齿轮变速器柱销或滚子链联轴器链槽轮机构组合传动电机V带各种联轴器链槽轮机构组合传动电机V带变速器（中介轮）离合器V带组合传动电机功率：60W外形尺寸：690X495X165mm拚装后尺寸：640X445X320mm总 重 量：28Kg实验箱零部件一览表序号名称图号数量材料主要技术参数1滑动定位机构0122滑动套01

7、-012453定位槽01-022ZL1024紧定套圈01-032455直纹螺钉01-044铜6工作台面板021ZL1027立柱034ZL1028小链轮04145P=12.7Z=159大链轮05145P=12.7Z=2010滚动支承座064ZL10211半联轴器1071ZL10212弹性套086橡胶13柱销0964514半联轴器2104.设计过程4.1计划步骤（1）认真阅读实验指导书。 （2）观察及思考提供的搭接用的机构及传动零部件的基本特点； （3）确定机械系统的搭接方案，并进行搭接作业； （4）观察搭接的机械系统的运动情况。 （5）整理实验报告4.2简单机械传动的搭接4.2.1带传动带传动是

8、利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带及带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带及带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。 带传动除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行零件的整列等。带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成。带传动工作时所受的应力有：1

9、、由紧边和松边拉力产生的应力；2、由离心力产生的应力；3、带在带轮上弯曲产生的弯曲应力基本分类：根据用途不同，有一般工业用传动带、汽车用传动带、农业机械用传动带和家用电器用传动带。摩擦型传动带根据其截面形状的不同又分平带、V带和特殊带（多楔带、圆带）等。传动带的种类通常是根据工作机的种类、用途、使用环境和各种带的特性等综合选定。若有多种传动带满足传动需要时，则可根据传动结构的紧凑性、生产成本和运转费用，以及市场的供应等因素，综合选定最优方案。平型带传动平型带传动工作时带套在平滑的轮面上，借带及轮面间的摩擦进行传动。传动型式有开口传动、交叉传动和半交叉传动等，分别适应主动轴及从动轴不同相对位置和

10、不同旋转方向的需要。平型带传动结构简单，但容易打滑，通常用于传动比为3左右的传动。平型带有胶带、编织带、强力锦纶带和高速环形带等。胶带是平型带中用得最多的一种。它强度较高，传递功率范围广。编织带挠性好，但易松弛。强力锦纶带强度高，且不易松弛。平型带的截面尺寸都有标准规格，可选取任意长度，用胶合、缝合或金属接头联接成环形。高速环形带薄而软、挠性好、耐磨性好，且能制成无端环形，传动平稳，专用于高速传动。三角带传动三角带传动工作时带放在带轮上相应的型槽内，靠带及型槽两壁面的摩擦实现传动。三角带通常是数根并用，带轮上有相应数目的型槽。用三角带传动时,带及轮接触良好,打滑小,传动比相对稳定,运行平稳。三

11、角带传动适用于中心距较短和较大传动比(7左右)的场合,在垂直和倾斜的传动中也能较好工作。此外，因三角带数根并用，其中一根破坏也不致发生事故。带传动三角胶带是三角带中用得最多的一种，它是由强力层、伸张层、压缩层和包布层制成的无端环形胶带。强力层主要用来承受拉力，伸张层和压缩层在弯曲时起伸张和压缩作用，包布层的作用主要是增强带的强度。三角胶带的截面尺寸和长度都有标准规格。此外，尚有一种活络三角带,它的截面尺寸的标准及三角胶带相同,而长度规格不受限制，便于安装调紧，局部损坏可局部更换，但强度和平稳性等都不如三角胶带。三角带常多根并列使用，设计时可按传递的功率和小轮的转速确定带的型号、根数和带轮结构尺

12、寸。同步齿形带传动这是一种特殊的带传动。带的工作面做成齿形，带轮的轮缘表面也做成相应的齿形，带及带轮主要靠啮合进行传动。同步齿形带一般采用细钢丝绳作强力层，外面包覆聚氯脂或氯丁橡胶。强力层中线定为带的节线，带线周长为公称长度。带的基本参数是周节p和模数m 。周节p等于相邻两齿对应点间沿节线量得的尺寸，模数m=p/。中国的同步齿形带采用模数制，其规格用模数带宽齿数表示。及普通带传动相比，同步齿形带传动的特点是：钢丝绳制成的强力层受载后变形极小，齿形带的周节基本不变,带及带轮间无相对滑动,传动比恒定、准确；齿形带薄且轻，可用于速度较高的场合，传动时线速度可达40米/秒，传动比可达10，传动效率可达

13、98%；结构紧凑，耐磨性好；由于预拉力小，承载能力也较小；制造和安装精度要求甚高，要求有严格的中心距，故成本较高。同步齿形带传动主要用于要求传动比准确的场合，如计算机中的外部设备、电影放映机、录像机和纺织机械等。带传动的功率损失有： （1）滑动损失 摩擦型带传动工作时，由于带轮两边的拉力差及其相应的变形差形成弹性滑动，导致带及从动轮的速度损失。弹性滑动率通常在1%2%之间。严重滑动，特别是过载打滑，会使带的运动处于不稳定状态，效率急剧降低，磨损加剧，严重影响带的寿命。滑动损失随紧、松边拉力差的增大而增大，随带体弹性模量的增大而减小。 （2）内摩擦损失 带在运行中的反复伸缩，在带轮上的挠曲会使带

14、体内部产生摩擦引起功率损失。 内摩擦损失随预紧力、带厚及带轮直径比的增加而增大。减小带的拉力变化，可减小其内摩擦损失。 （3）带及带轮工作面的粘附性以及V带楔入、退出轮槽的侧面摩擦损失。（4）空气阻力损失 高速运行时，运行风阻引起的功率损失。其损失及速度的平方成正比。因此设计高速带传动时，应减小带的表面积，尽量用厚而窄的带；带轮的轮辐表面应平滑（如用椭圆轮辐）或用辐板以减小风阻。（5）轴承摩擦损失 轴承受带拉力的作用，是引起功率损失的重要因素之一。 综合上述损失，带传动的效率约在80%98%范围内，进行传动设计时，根据带的种类选取。优点：传动平稳、缓冲吸振、结构简单、成本低、使用维护方便、 有

15、良好的挠性和弹性、过载打滑。 缺点：传动比不准确、带寿命低、轴上载荷较大、传动装置外部尺寸大、效率低。因此，带传动常适用于大中心距、中小功率、带速v =525m/s，i7的情况。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。带传动（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，轴及轴端变形要小。（4）定期检查。不同带型、不同厂家生产、不同新旧程度的V带不宜同组使用。（5） 保持清洁，避免遇酸、碱或油污使带老化。搭接 （1）搭接方案（见图4.1）：电动机主动带轮（角位移传感器-1）带从动带轮（角位移传感器-2）。 图4.1（2

16、）搭接说明：由图4.1可知，电动机5通过螺栓固定在支座4上，然后通过螺栓3固定在带T型槽的实验平台1上；小带轮13安装在电动机5的主轴上，而大带轮17安装在输出轴19上，通过皮带15组成带传动；小带轮13和大带轮17的轴上分别连接了角位移传感器，用于测量小带轮13和大带轮17的运动。 （3）实验内容及目的： 带传动搭接实验，让学生通过对带传动的安装调试，掌握带传动张紧力的调节方法，了解张紧力对带传动的影响。 带传动弹性滑动和打滑的观测实验，用橡胶块制动从动带轮，观察带传动由弹性滑动演变为打滑的现象，深刻理解弹性滑动和打滑物理现象。 带传动运动测试分析，通过面板读出或计算机采集主动带轮和从动带轮

17、，的角速度，并连续自动绘制带轮转速和传动比的适时曲线及带传动滑差率曲线。4.2.2链传动： 链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。 链传动有许多优点，及带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。 链传动的缺点主要有：仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。它

18、是利用链及链轮轮齿的啮合来传递动力和运动的机械传动。链条长度以链节数来表示。链节数最好取为偶数，以便链条联成环形时正好是外链板及内链板相接，接头处可用弹簧夹或开口销锁紧。若链节数为奇数时，则需采用过渡链节。在链条受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。齿形链由许多冲压而成的齿形链板用铰链联接而成，为避免啮合时掉链，链条应有导向板(分为内导式和外导式)。齿形链板的两侧是直边，工作时链板侧边及链轮齿廓相啮合。铰链可做成滑动副或滚动副，滚柱式可减少摩擦和磨损，效果较轴瓦式好。及滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高；但结构复杂、价格较贵、也较重，所以它的应用没有滚子

19、链那样广泛。齿形链多用于高速(链速可达40m/s)或运动精度要求较高的传动。国家标准仅规定了滚子链链轮齿槽的齿面圆弧半径 、齿沟圆弧半径 和齿沟角 的最大和最小值(详见GB1244-85)。各种链轮的实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线设计有很大的灵活性。但齿形应保证链节能平稳自如地进入和退出啮合，并便于加工。符合上述要求的端面齿形曲线有多种。最常用的齿形是“三圆弧一直线”，即端面齿形由三段圆弧和一段直线组成。链轮链轮轴面齿形两侧呈圆弧状，以便于链节进入和退出啮合。齿形用标准刀具加工时，在链轮工作图上不必绘制端面齿形，但须绘出链轮轴面齿形，以便车削链轮毛坏。轴面齿形

20、的具体尺寸见有关设计手册。链轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，故齿面多经热处理。小链轮的啮合次数比大链轮多，所受冲击力也大，故所用材料一般应优于大链轮。常用的链轮材料有碳素钢(如Q235、Q275、45、ZG310-570等)、灰铸铁(如HT200)等。重要的链轮可采用合金钢。小直径链轮可制成实心式；中等直径的链轮可制成孔板式；直径较大的链轮可设计成组合式，若轮齿因磨损而失效，可更换齿圈。链轮轮毂部分的尺寸可参考带轮。按照用途不同，链可分为起重链、牵引链和传动链三大类。起重链主要用于起重机械中提起重物，其工作速度v0.25m/s；牵引链主要用于链式输送机中移动重物，其工作速度v4m/s；传动链用

21、于一般机械中传递运动和动力，通常工作速度v15m/s。传动链有齿形链和滚子链两种。齿形链是利用特定齿形的链片和链轮相啮合来实现传动的。齿形链传动平稳，噪声很小，故又称无声链传动。齿形链允许的工作速度可达40m/s，但制造成本高，重量大，故多用于高速或运动精度要求较高的场合。用于动力传动的链主要有套筒滚子链和齿形链两种。套筒滚子链由内链板、外链板、套筒、销轴、滚子组成。外链板固定在销轴上,内链板固定在套筒上，滚子及套筒间和套筒及销轴间均可相对转动，因而链条及链轮的啮合主要为滚动摩擦。套筒滚子链可单列使用和多列并用,多列并用可传递较大功率。套筒滚子链比齿形链重量轻、寿命长、成本低。在动力传动中应用

22、较广。齿形链是用销轴将多对具有60角的工作面的链片组装而成。链片的工作面及链轮相啮合。为防止链条在工作时从链轮上脱落，链条上装有内导片或外导片。啮合时导片及链轮上相应的导槽嵌合。齿形链传动平稳，噪声很小，故又名无声链，常用于高速传动。套筒滚子链和齿形链链轮的齿形应保证链节能自由进入或退出啮合，在啮入时冲击很小，在啮合时接触良好。特点及带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力小，作用于轴的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。及齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低；中心距较大时其传动结构简单。瞬时链速和瞬时传

23、动比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。链传动平均传动比准确,传动效率高，轴间距离适应范围较大，能在温度较高、湿度较大的环境中使用；但链传动一般只能用作平行轴间传动，且其瞬时传动比波动，传动噪声较大。 由于链节是刚性的，因而存在多边形效应（即运动不均匀性），这种运动特性使链传动的瞬时传动比变化并引起附加动载荷和振动，在选用链传动参数时须加以考虑。链传动广泛用于交通运输、农业、轻工、矿山、石油化工和机床工业等。链轮齿数为提高链传动的运动平稳性、降低动载荷，小链轮齿数多一些为好。但小链轮齿数也不宜过多，否则 =i 会很大，从而使链传动较早发生跳齿失效。链条工作一段时间后，磨损使

24、销轴变细、使套筒和滚子变薄，在拉伸载荷F的作用下，链条的节距伸长。链条节距变长后、链绕上链轮时节圆d向齿顶移动。一般链条节数为偶数以避免使用过渡接头。为使磨损均匀，提高寿命，链轮齿数最好及链节数互质，若不能保证互质，也应使其公因数尽可能小。链的节距链的节距越大，理论上承载能力越高。但如上节所述：节距越大，由链条速度变化和链节啮入链轮产生冲击所引起的动载荷越大，反而使链承载能力和寿命降低。因此，设计时应尽可能选用小节距的链，重载时选取小节距多排链的实际效果往往比选取大节距单排链的效果更好。链传动中心距过小，则小链轮上的包角小，同时啮合的链轮齿数就少；若中心距过大，则易使链条抖动。一般可取中心距a

25、=(3050)p，最大中心距 80p。链条长度用链的节数 表示。按带传动求带长的公式可导出由此算出的链节数 须圆整为整数，最好取为偶数。为便于安装链条和调节链的张紧程度，一般应将中心距设计成可调节的；或者应有张紧装置。失效形式链传动的失效形式主要有以下几种：(1) 链板疲劳破坏链在松边拉力和紧边拉力的反复作用下，经过一定的循环次数，链板会发生疲劳破坏。正常润滑条件下，链板疲劳强度是限定链传动承载能力的主要因素。(2) 滚子、套筒的冲击疲劳破坏链传动的啮入冲击首先由滚子和套筒承受。在反复多次的冲击下，经过一定循环次数，滚子、套筒可能会发生冲击疲劳破坏。这种失效形式多发生于中、高速闭式链传动中。(

26、3) 销轴及套筒的胶合润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面会发生胶合。胶合限定了链传动的极限转速。(4) 链条铰链磨损铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或脱链。开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良时，极易引起铰链磨损，从而急剧降低链条的使用寿命。(5) 过载拉断这种拉断常发生于低速重载的传动中。在一定的使用寿命下，从一种失效形式出发，可得出一个极限功率表达式。为了清楚，常用线图表示。为在正常润滑条件下，对应各种失效形式的极限功率曲线。图中阴影部分为实际上使用的区域。若润滑密封不良及工况恶劣时，磨损将很严重，其极限功率会大幅度下降。采用推荐的润滑方式时，各型号A系列滚子链所能传递的功率 。若

27、润滑不良或不采用推荐的润滑方式时，应将图中 值降低；当链速v1.5m/s时，降低到50%；当1.5m/ss时，降低到25%；当v7m/s而又润滑不当时，传动不可靠。张紧装置时，应将计算的中心距减小25mm使链条有小的初垂度。自行车若要将自行车速度增大，应该将牙盘半径增大，飞轮半径减小，后轮半径增大。现在的变速自行车就是这样设计的。链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成，以链作中间挠性件，靠链及链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。在链传动中，按链条结构的不同主要有滚子链传动和齿形链传动两种类型：滚子链传动滚子链的结构。它由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。链传

28、动工作时，套筒上的滚子沿链轮齿廓滚动，可以减轻链和链轮轮齿的磨损。 把一根以上的单列链并列、用长销轴联接起来的链称为多排链。链的排数愈多，承载能力愈高，但链的制造及安装精度要求也愈高，且愈难使各排链受力均匀，将大大降低多排链的使用寿命，故排数不宜超过4排。当传动功率较大时，可采用两根或两根以上的双排链或三排链。双排滚子链为了形成链节首尾相接的环形链条，要用接头加以连接。链的接头形式见图4。当链节数为偶数时采用连接链节，其形状及链节相同，接头处用钢丝锁销或弹簧卡片等止锁件将销轴及连接链板固定；当链节数为奇数时，则必须加一个过渡链节。过渡链节的链板在工作时受有附加弯矩，故应尽量避免采用奇数链节。链

29、节头链条相邻两销轴中心的距离称为链节距，用p表示，它是链传动的主要参数。滚子链已标准化，分为A、B两种系列。A系列用于重载、高速或重要传动；B系列用于一般传动。齿形链传动是利用特定齿形的链板及链轮相啮合来实现传动的。齿形链是由彼此用铰链联接起来的齿形链板组成，链板两工作侧面间的夹角为600，相邻链节的链板左右错开排列，并用销轴、轴瓦或滚柱将链板联接起来。按铰链结构不同，分为圆销铰链式、轴瓦铰链式和滚柱铰链式三种。齿形链式及滚子链相比，齿形链具有工作平稳、噪声较小、允许链速较高、承受冲击载荷能力较好和轮齿受力较均匀等优点；但结构复杂、装拆困难、价格较高、重量较大并且对安装和维护的要求也较高实验

30、（1）搭接方案（见图4.2）：电动机主动链轮（角位移传感器-1）链条从动链轮（角位移传感器-2）。 （2）搭接说明：由图4可知，电动机5通过螺栓固定在支座4上，然后通过螺栓3固定在带T型槽的实验平台1上；小链轮14安装在电动机5的主轴上，而大链轮18安装在输出轴19上，通过链条16组成链传动；小链轮13和大链轮17的轴上分别连接了角位移传感器，用于测量小链轮13和大链轮17的运动。图4.2 （3）实验内容及目的： 链传动搭接实验，让学生通过对链传动的安装调试，掌握链传动张紧力的调节方法。 链传动运动测试分析，通过面板读出或计算机采集主动链轮和从动链轮，的角速度，并连续自动绘制链轮转速和传动比的

31、适时变化曲线，让学生理解链传动多边形效应对链传动运动的影响。4.2.3齿轮传动齿轮传动是机械传动中应用最广的一种传动形式。它的传动比准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长。目前齿轮技术可达到的指标：圆周速度v=300m/s，转速n=105r/min，传递的功率P=105KW,模数m=0.004100mm，直径d=1mm152.3mm特点：1，瞬时传动比恒定。非圆齿轮传动的瞬时传动比能按需要的变化规律来设计。2，传动比范围大，可用于减速或增速。3，速度（指节圆圆周速度）和传递功率的范围大，可用于高速（v40m/s），中速和低速（v25m/s）的传动；功率从小于1W到105KW。4，传动效率高。

32、一对高精度的渐开线圆柱齿轮，效率可达99%以上。5，结构紧凑，适用于近距离传动。6，制造成本较高。某些具有特殊齿形或精度很高的齿轮，因需要专用的或高精度的机床，刀具和量仪等，故制造工艺复杂，成本高。7，精度不高的齿轮，传动时的噪声，振动和冲击大，污染环境。9，无过载保护作用类型齿轮传动根据两轴的相对位置和轮齿的方向，可分为以下类型：直齿圆柱齿轮传动； 斜齿圆柱齿轮传动；人字齿轮传动；锥齿轮传动；交错轴斜齿轮传动。根据齿轮的工作条件，可分为：；开式齿轮传动式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑。；半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭。；闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体

33、内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，齿轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。齿轮传动可按其轴线的相对位置分类。齿轮传动按齿轮的外形可分为圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、非圆齿轮传动、齿条传动和蜗杆传动。按轮齿的齿廓曲线可分为渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动和圆弧齿轮传动等。由两个以上的齿轮组成的传动称为轮系。根据轮系中是否有轴线运动的齿轮可将齿轮传动分为普通齿轮传动和行星齿轮传动，轮系中有轴线运动的齿轮就称为行星齿轮。齿轮传动按其工作条件又可分为闭式开式和半开式传动。把传动密封在刚性的箱壳内，并保证良好的润滑，称为闭式传动，较多采用，尤其是速度较高的齿轮传动，必须采用闭式传动。开式传动是

34、外露的、不能保证良好的润滑，仅用于低速或不重要的传动。半开式传动介于二者之间啮合定律 齿轮传动的平稳性要求在轮齿啮合过程中瞬时传动比 i=主动轮角速度/从动轮角速度=1/2=常数，这个要求靠齿廓来保证。两啮合的齿廓E1和E2在任意点K接触，过K点作两齿廓的公法线N1N2，它及连心线O1O2交于C点。两齿廓啮合过程中保持接触的条件是齿廓E1上的K点速度vK1和齿廓E2上的K点速度vK2在公法线N1N2方向的分速度相等，即vKn1=vKn2=vKn。由O1和O2分别向N1N2线作垂线交于N1和N2点。上式表明，两轮齿廓必须符合下述条件：两轮齿廓不论在任何位置接触，过接触点的公法线必须过连心线上的定

35、点C节点。这就是圆形齿轮的齿廓啮合基本定律。能满足该定律的曲线有很多，实际上还要考虑制造、安装和承载能力等方面的要求，一般只采用渐开线、摆线和圆弧等几种曲线作齿轮的工作齿廓，其中大部分为渐开线齿廓。对渐开线齿轮中的分别是轮1和轮2的基圆半径rb1、rb2。N1N2线是两个基圆的内公切线，即两齿廓任意接触点的公法线及其重合。因为两基圆在一个方向只有一条内公切线，所以任意接触点的公法线都通过定点C，这表明用渐开线作齿廓符合齿廓啮合基本定律。以O1、O2为圆心过节点C所绘的两个圆互称节圆。轮1的节圆半径，轮2的节圆半径渐开线齿轮具有下述特性：N1N2是两齿廓接触点的轨迹，称为啮合线，它是一条直线。过

36、节点C作两节圆的公切线tt，它及啮合线N1N2间的夹角称为啮合角，它是常数。齿面间的压力总是沿着接触点的公法线N1N2方向，所以渐开线齿轮在传递动力时齿面间的压力方向不变。传动比及两轮基圆半径成反比。齿轮制成后，基圆是确定的，因此在运转中即使中心距及设计的有点偏差，也不会影响传动比，这一特性称为传动的可分性，它对齿轮的加工、装配及维修十分有利。两齿廓仅在节点C接触时齿面间无滑动，而在其他点接触时齿面间皆有滑动，且距节点愈远，滑动愈大。由于渐开线齿轮可以和直线齿廓的齿条相啮合，故它可以用直线齿廓的刀具展成加工，刀具容易制造，且加工精度可以高。重合度 重合度是影响齿轮能否连续传动的重要参数。如图2

37、所示，轮齿啮合是由主动轮的齿根及从动轮的齿顶接触开始的，即从动轮的齿顶圆及啮合线的交点A是啮合的开始点。随着轮1的转动，推动着轮2旋转，接触点沿着啮合线移动，当接触点移到轮1的齿顶圆及啮合线的交点E时（图中虚线位置），这时齿廓啮合终止，两齿廓开始分离，E点是啮合终止点，是实际啮合线长。如果前一对齿还在E点以前的D点接触，后一对齿已于A点接触，这时传动是连续的；如果前一对齿已于E点离开，而后一对齿尚未进入啮合，这时传动就出现中断。考虑齿轮的制造、安装误差及变形的影响，实际中常要求1.11.4。重合度愈大，传动愈平稳。以上所述是指的圆柱齿轮的端面重合度，对斜齿圆柱齿轮尚有纵向重合度。一对齿轮能够正

38、确的啮合的条件是二者必须模数相等、压力角相等。设计准则针对齿轮五种失效形式，应分别确立相应的设计准则。但是对于齿面磨损、塑性变形等，由于尚未建立起广为工程实际使用而且行之有效的计算方法及设计数据，所以设计齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。对于高速大功率的齿轮传动（如航空发动机主传动、汽轮发电机组传动等），还要按保证齿面抗胶合能力的准则进行计算（参阅GB64131986）。至于抵抗其它失效能力，虽然一般不进行计算，但应采取的措施，以增强轮齿抵抗这些失效的能力。闭式齿轮传动 由实践得知，在闭式齿轮传动中，通常以保证齿面接触疲劳强度为主。但对于齿面硬度很高

39、、齿芯强度又低的齿轮（如用20、20Cr钢经渗碳后淬火的齿轮）或材质较脆的齿轮，通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。如果两齿轮均为硬齿面且齿面硬度一样高时，则视具体情况而定。功率较大的传动，例如输入功率超过75kW的闭式齿轮传动，发热量大，易于导致润滑不良及轮齿胶合损伤等，为了控制温升，还应作散热能力计算。开式齿轮传动开式（半开式）齿轮传动，按理应根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算，但如前所述，对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善，故对开式（半开式）齿轮传动，仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。为了延长开式（半开式）齿轮传动的寿命，可视具体需要而将所求得的模数适当增大。前已述

40、之，对于齿轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位的尺寸，通常仅作结构设计，不进行强度计算。圆柱齿轮传动用于平行轴间的传动，一般传动比单级可到8，最大20，两级可到45，最大60，三级可到200，最大300。传递功率可到10万千瓦，转速可到10万转/分，圆周速度可到300米/秒。单级效率为0.960.99。直齿轮传动适用于中、低速传动。斜齿轮传动运转平稳，适用于中、高速传动。人字齿轮传动适用于传递大功率和大转矩的传动。圆柱齿轮传动的啮合形式有3种：外啮合齿轮传动，由两个外齿轮相啮合，两轮的转向相反；内啮合齿轮传动，由一个内齿轮和一个小的外齿轮相啮合，两轮的转向相同；齿轮齿条传动，可将齿轮的转动变为齿条的直线

41、移动，或者相反。锥齿轮传动用于相交轴间的传动。单级传动比可到6，最大到8，传动效率一般为0.940.98。直齿锥齿轮传动传递功率可到370千瓦，圆周速度5米/秒。斜齿锥齿轮传动运转平稳，齿轮承载能力较高，但制造较难，应用较少。曲线齿锥齿轮传动运转平稳，传递功率可到3700千瓦，圆周速度可到40米/秒以上。双曲面齿轮传动用于交错轴间的传动。单级传动比可到10，最大到100，传递功率可到750千瓦，传动效率一般为0.90.98，圆周速度可到30米/秒。由于有轴线偏置距，可以避免小齿轮悬臂安装。广泛应用于汽车和拖拉机的传动中。用于交错间的传动，传动比可到5，承载能力较低，磨损严重，应用很少。蜗杆传动

42、交错轴传动的主要形式，轴线交错角一般为90。蜗杆传动可获得很大的传动比，通常单级为880，用于传递运动时可达1500；传递功率可达4500千瓦；蜗杆的转速可到3万转/分；圆周速度可到70米/秒。蜗杆传动工作平稳，传动比准确，可以自锁，但自锁时传动效率低于0.5。蜗杆传动齿面间滑动较大，发热量较多，传动效率低，通常为0.450.97。圆弧齿轮传动 用凸凹圆弧做齿廓的齿轮传动。空载时两齿廓是点接触，啮合过程中接触点沿轴线方向移动，靠纵向重合度大于1来获得连续传动。特点是接触强度和承载能力高，易于形成油膜，无根切现象，齿面磨损较均匀，跑合性能好；但对中心距、切齿深和螺旋角的误差敏感性很大，故对制造和

43、安装精度要求高。摆线齿轮传动用摆线作齿廓的齿轮传动。这种传动齿面间接触应力较小，耐磨性好，无根切现象，但制造精度要求高，对中心距误差十分敏感。仅用于钟表及仪表中。行星齿轮传动 具有动轴线的齿轮传动。行星齿轮传动类型很多，不同类型的性能相差很大，根据工作条件合理地选择类型是非常重要的。常用的是由太阳轮、行星轮、内齿轮和行星架组成的普通行星传动，少齿差行星齿轮传动，摆线针轮传动和谐波传动等。行星齿轮传动一般是由平行轴齿轮组合而成，具有尺寸小、重量轻的特点，输入轴和输出轴可在同一直线上。其应用愈来愈广泛。减少噪音方法为了避免减速机不能通过出厂测试，原因之一是减速机存在间歇性高噪声；用ND6型精密声级

44、计测试，低噪声减速机为72.3Db（A），达到了出厂要求；而高噪声减速机为82.5dB（A），达不到出厂要求。经过反复测试、分析和改进试验，得出的结论是必须对生产的各个环节进行综合治理，才能有效降低齿轮传动的噪声。1.控制齿轮的精度：齿轮精度的基本要求：经实践验证，齿轮精度必须控制在GB109958878级，线速度高于20m/s齿轮，齿距极限偏差、齿圈径向跳动公差、齿向公差一定要稳定达到7级精度。在达到7级精度齿轮的情况下，齿部要倒棱，要严防齿根凸台。2.控制原材料的质量：高质量原材料是生产高质量产品的前提条件，该公司用量最大的材料40Cr和45钢制造齿轮。无论通过何种途径，原材料到厂后都要经

45、过严格的化学成分检验、晶粒度测定、纯洁度评定。其目的是及时调整热处理变形，提高齿形加工中的质量。3.防止热处理变形：齿坯在粗加工后成精锻件，进行正火或调质处理，以达到：软化钢件以便进行切削加工；消除残余应力； （3）细化晶粒，改善组织以提高钢的机械性能；为最终能处理作好组织上的准备。应注意的是，在正火或调质处理中，一定要保持炉膛温度均匀，以及采用工位器具，使工件均匀地加热及冷却，严禁堆放在一起。需钻孔减轻重量的齿轮，应将钻孔序安排在热处理后进行。齿轮的最终热处理采用使零件变形较小的齿面高频淬火；高频淬火后得到的齿面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限，而心部仍保持足够的塑性和韧性。为减少变形。

46、齿面高频淬火应采用较低的淬火温度和较短的加热时间、均匀加热、缓慢冷却。4.保证齿坯的精度：齿轮孔的尺寸的精度要求在孔的偏差值的中间差左右分布，定在0.0030.005mm；如果超差而又在孔的设计要求范围内，必须分类，分别转入切齿工序。齿坯的端面跳动及径向跳动为6级，定在0.010.02mm范围内。 5.切齿加工措施：对外购的齿轮刀具必须进行检验，必须达到AA级要求。齿轮刀具刃磨后必须对刀具前刃面径向性、容屑槽的相邻周节差、容屑槽周节的最大累积误差、刀齿前面及内孔轴线平行度进行检验。在不影响齿轮强度的前提下，提高齿顶高系数，增加0.050.1m，改善刀具齿顶高系数，避免齿轮传动齿根干涉。M=12

47、的齿轮采用齿顶修圆滚刀，修圆量R=0.10.15m。消除齿顶毛刺，改善齿轮传动时齿顶干涉。切齿设备每年要进行一次精度检查，达不到要求的必须进行维修。操作者亦要经常进行自检，特别是在机床主轴径向间隙控制在0.01mm以下，刀轴径跳0.005mm以下，刀轴窜动0.008mm以下。刀具的安装精度：刀具径向跳动控制在0.003mm以下，端面跳动0.004mm以下。切齿工装精度，心轴外径及工件孔的间隙，保证在0.0010.004mm以内。心轴上的螺纹必须在丙顶类定位下，由螺纹床进行磨削：垂直度0.003mm，径跳0.005mm。螺母必须保证内螺纹及基准面一次装夹车成，垫圈的平行度0.003mm。6.文明

48、生产：齿轮传动噪声有30%以上的原因来自毛刺、磕碰伤。有的工厂在齿轮箱装配前，去除毛刺及磕碰伤，是一种被动的做法。齿轮轴类零件，滚齿后齿部立即套上专用的塑料保护套后转入下道工序，并带着专用的塑料保护套入库和发货。进行珩齿工艺，降低齿面粗糙度，去除毛刺，并防止磕碰伤，能有效地降低齿轮传动噪声。7.采取其它材料及热处理、表面处理方式：可利用粉末冶金成型技术，齿轮成型后齿部高频淬火。采用墨铸铁，齿轮切削加工后，再进行软氮化处理。采用40Cr材料，齿轮切削功工后，采用软氮化处理或齿部镀铜处理。综合所述，要根治齿轮传动噪声，齿轮材料及热处理是要本，齿坯精度是保证，齿轮精度是关键，文明生产是基础。加工方法

49、1.磨齿：IT6IT4IT3， Ra：0.80.2m 原理：成形法和展成法。成形法磨齿 IT6IT5， Ra：0.80.4 m，用成形砂轮磨削，生产率较高，加工精度较低，应用较少。展成法磨齿锥面砂轮磨齿：砂轮截面齿形为假想齿条的齿形，工件向右滚动，利用砂轮右侧面磨削第1齿槽的右侧面，从根部 磨至顶部；然后工件向左滚动，以砂轮左侧面磨削第l齿槽的左侧面，也从根部磨至 顶部，当第l齿槽两侧面全部磨削完毕时，砂轮自动退离工件，工件作分度转动，然后再向右滚动，磨削第2齿槽，这样反复循环，直至磨完全部轮齿。2.研齿：IT7IT6， Ra：1.60.2m 设备：研齿机。研具：精密的铸铁齿轮。研磨剂：磨粒：

50、220#240#，活性润滑油特点：及珩齿相同，只能降低表面粗糙度，不能提高齿形精度。平行轴线研磨法：1.过程：研磨轮及被研齿轮的轴线平行，研磨时被研齿轮带动研磨轮作无侧隙的自由啮合运动，被研齿轮还作轴向往复运动，研磨轮被轻微制动。经一段时间后，研磨轮 和被研磨轮作反向旋转，使齿的两个侧面被均匀研磨。2.特点：由于齿面的滑动速度不均匀，研磨量也不均匀，在齿顶及齿根部分的滑动速度大，研磨量也大。公制齿轮的检测1. 齿轮的检测有三方面要求：传递运动的精确性、平稳性、载荷分布的均匀性。 2.这三个公差组各有数个检测项目，按国标要求每个公差组只检一项或两项（当然不是随意选）一般情况下设计者会给出每个公差

51、组的精度等级和需检测的项目。3.但有时图纸上会给出数个项目或只给精度等级和标准，这种情况下个人认为最好和设计沟通一下，看对方有什么要求，否则你费了半天劲可能人家一句话你就得从头再来。若设计没什么要求那你可以按标准要求每个公差组检一项或两项就可以了，记住是按照标准要求，不是自己随意挑的。4.个人感觉一般情况下是这样的，每一公差组检Fp（齿距累积总偏差）或公法线变动和Fr（径跳），第二公差组检F（齿廓总偏差）和Fpt（单个齿距偏差），第三公差组检F（齿向总偏差）。5、除了这三方面的要求外，还有齿厚要求，当然这个是好检的，可测公法线或跨棒距。实验 （1）搭接方案（见图4.3）：电动机带转动主动齿轮（

52、角位移传感器-1）从动齿轮（角位移传感器-2）图4.3 （2）搭接说明：由图4.3可知，电动机6通过螺栓固定在支座5上，然后通过螺栓3固定在带T型槽的实验平台1上；小带轮14安装在电动机6的主轴上，而大带轮16安装在轴19上，通过皮带15组成带传动；在大带轮16的主轴19上安装主动齿轮21，而从动齿轮22安装在输出轴23上，组成齿轮传动；主动齿轮21和从动齿轮22的轴上分别连接了角位移传感器，用于测量主动齿轮21和从动齿轮22的运动。 (3)实验内容及目的： 齿轮传动搭接实验，让学生通过对齿轮传动的安装调试，掌握齿轮传动标准中心距的调节方法及中心距变动对齿轮啮合侧隙的影响。 齿轮传动运动测试分

53、析，通过面板读出或计算机采集主动齿轮和从动链齿轮的角速度，并连续自动绘制齿轮转速和传动比的适时变化曲线，让学生理解齿轮传动及链传动区别，它传动平稳、传动比为常数。4.3复杂传动系统的搭接4.3.1多轴齿轮传动（1）搭接方案（见图6.4）：电动机带转动 一级齿轮（角位移传感器-1）二级齿轮圆锥齿轮传动（从动锥齿轮-角位移传感器-2）。 （2）搭接说明：由图6.4可知，（电动机6通过螺栓固定在支座5上，然后通过螺栓3固定在带T型槽的实验平台1上；小带轮13安装在电动机6的主轴上，而大带轮16安装在轴17上，通过皮带14组成带传动；齿轮18安装在轴17的另一端上，而齿轮19安装在轴21上，组成齿轮传

54、动；圆锥齿轮22安装在轴21的另一端上，而圆锥齿轮25安装在轴24上，形成圆锥齿轮传动；主动齿轮18的轴17上连接了角位移传感器15，而从动圆锥齿轮25的轴24上连接了角位移传感器23，分别用于测量主动齿轮18和从动圆锥齿轮25的运动。 图6.4（3）实验内容及目的： 多轴齿轮传动搭接实验，让学生通过对齿轮圆锥齿轮传动的安装调试，掌握齿轮传动标准中心距的调节方法、中心距变动对齿轮啮合侧隙的影响；掌握圆锥齿轮传动锥顶重合度的调节方法、锥顶重合度对圆锥齿轮啮合侧隙的影响。 齿轮圆锥齿轮传动运动测试分析，通过面板读出或计算机采集主动齿轮和从动圆锥齿轮的角速度，并连续自动绘制齿轮转速和传动比的适时变化

55、曲线，让学生理解齿轮圆锥齿轮传动及链传动区别，它传动平稳、传动比为常数。 如果将角位移传感器15连接到小带轮13的主轴上（即电动机6的主轴上），可做带齿轮圆锥齿轮传动运动测试分析实验，了解带传动对后续齿轮圆锥齿轮传动的影响。4.3.2行星轮系 （1）搭接方案（见图6.5）：电动机带传动（从动带轮-角位移传感器）太阳轮行星轮系杆（角位移传感器）。 图4.5 （2）搭接说明：由图6.5可知，电动机6通过螺栓固定在支座5上，然后通过螺栓3固定在带T型槽的实验平台1上；小带轮15安装在电动机6的主轴上，而大带轮18安装在轴19上，通过皮链17组成带传动；行星轮系的主动太阳轮安装在轴19的另一端上，而从

56、动系杆安装在输出轴21上，组成行星齿轮传动；主动太阳轮的轴19上连接了角位移传感器16，而从动系杆的轴21上连接了角位移传感器22，分别用于测量主动太阳轮和从动系杆的运动。 （3）实验内容及目的： 行星齿轮传动搭接实验，让学生通过对行星齿轮传动的安装调试，掌握行星轮系中各太阳轮和系杆轴线同轴度的调节方法、同轴度变动对行星轮系传动 行星齿轮传动运动测试分析，通过面板读出或计算机采集主动太阳轮和从动系杆的角速度，并连续自动绘制行星轮系转速和传动比的适时变化曲线，让学生理解行星轮系传动及齿轮传动区别，它传动平稳、承载能力大。 如果将角位移传感器16连接到小带轮15的主轴上（即电动机6的主轴上），可做带行星齿轮传动运动测试分析实验，了解带传动对后续行星齿轮传动的影响。4.3.3复合轮系 （1）搭接方案（见图4.6）：电动机带传动（从动