《汽车机械基础》课件-项目四：机械传动装置-传动系统分析与选用

1.皮带传动原理皮带类型按传动原理分：摩擦带传动、啮合带传动。摩擦带传动啮合带传动皮带类型按传动带截面形状分：平带多楔带圆形带齿形带典型皮带传动平带传动典型皮带传动V带传动截面形状为梯形，工作面为两侧面，带轮轮槽截面也为梯形。在相同张紧力和相同摩擦系数的条件下，V带产生的摩擦力要比平带的摩擦力大。典型皮带传动V带传动V带传动能力强，结构更紧凑，在机械传动中应用最广泛。典型皮带传动多楔带传动其平带基体上有若干纵向楔形凸起，它兼有平带和V带的优点且能弥补其不足，多用于结构紧凑的大功率传动场合。典型皮带传动圆形带传动即为啮合型传动带，同步带内周有一定形状的齿，与带轮凹槽相匹配，比其它带传动具有更精确的传动比。截面形状为圆形，仅用于如缝纫机、仪器等低速小功率的传动场景。齿形带(同步带)带传动的特性布置方式：松边布置在上侧、紧边布置在下侧。带传动的特征弹性滑动效应：带受拉后弹性伸长，当由紧边绕过主动轮进入松边时，带拉力由F1减小为F2，其弹性伸长量也减小，说明带相对于轮面向后收缩，轮面间出现局部相对滑动，带速度逐步小于主动轮的圆周速度，即出现弹性滑动。带传动的特征滑动系数：由于带弹性变形引起的从动轮速度的降低率，称为带传动的滑动系数，一般取0.01~0.02。带打滑：当带传动出现过载时，皮带可能在带轮上打滑，说明带传动出现了失效。总结：弹性滑动和打滑两个概念截然不同。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的；而弹性滑动是由于拉力差引起的，是必然会发生的。带传动优缺点优点能缓冲吸振，传动平稳，噪音小。具有过载保护作用。结构简单，制造、安装和维护方便，成本低;适用于两轴距离较大的传动;带传动优缺点缺点除了同步带传动外，其它带不能保证恒定传动比，传动精度和效率较齿轮、链传动低。结构不够紧凑，且只适合平行轴之间传动。皮带一般主要由尼龙、橡胶或聚氨酯等制成，使用寿命相对较短。不适用于高温、易燃、以及潮湿场合。2.链传动及应用链传动日常应用：摩托车、汽车等。链传动原理：通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力，将动力从一个地方传输到另一个地方。链传动优点（与摩擦型带传动比）零滑动特性，保持准确的平均传动比；没有打滑，传动效率高；链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；能在高温的潮湿环境中工作；链传动优点（与齿轮传动比）制造安装精度要求较低；成本较低；在远距离传动时，比齿轮传动轻便得多；链传动缺点只能实现平行轴间链轮的同向传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜用在载荷变化很大、高速、急速反向的传动中。链传动应用范围：要求工作可靠；两轴相距较远；低速重载；工作环境恶劣；其他不宜使用齿轮传动的场合。链传动分类分为：滚子链（衬套滚子链）、静音链或倒齿链、叶链、平顶链、工程钢链、齿形链等。链传动产品介绍—滚子链结构特征链传动产品介绍—滚子链配合方式过盈配合内链板与套筒之间，外链板与销轴之间；间隙配合滚子与套筒之间，套筒与销轴之间。链传动产品介绍—滚子链活动方式内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动销轴与套筒接触面是链的主要磨损位置，应在内、外链板间留少许间隙，便于润滑油渗入滚子活套在套筒上，工作时沿链轮齿廓滚动，以减轻齿廓的磨损链传动产品介绍—滚子链排数分布传递大功率时可以使用多排链平行布置，排数越多承载能力越强；但受限于精度，各排链承受的载荷不易均匀，故排数不宜过多。链传动产品介绍—滚子链接头形式水平布置分为水平、倾斜和垂直布置。链传动置、张紧、润滑与防护倾斜布置链传动置、张紧、润滑与防护垂直布置链传动置、张紧、润滑与防护张紧链传动置、张紧、润滑与防护润滑、防护链传动置、张紧、润滑与防护润滑：油润滑、脂润滑等，可以缓和冲击、减轻

磨损、延长链条使用寿命。防护：应用防护罩将链传动装置封闭，隔离灰尘。3.齿轮及渐开线齿轮传动“铜齿轮形器”（石峁遗址、陶寺遗址出土）齿轮传动轮齿的切点产生滑动切点的移动速度时快时慢产生振动及噪音渐开线基圆：圆筒的外周渐开线：手绘的线条渐开线齿顶圆：齿轮的尖顶去除线渐开线—参数圆渐开线—参数圆渐开线齿轮啮合渐开线齿轮啮合渐开线齿轮啮合渐开线齿轮特点优点中心距存在误差时，可以正确啮合；容易得到正确的齿形，加工相对容易；在曲线上滚动啮合，可以圆滑地传递旋转运动；齿根粗壮，强度高汽车机械基础4.齿轮参数Contents1外齿轮2基本参数齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸一、外齿轮1.名称与符号pnr齿顶圆－

da、ra齿根圆－

df、rf齿厚－

sk

任意圆上的弧长齿槽宽－

ek

弧长齿距（周节）－pk=sk+ek

同侧齿廓弧长齿顶高ha齿根高

hf齿全高

h=ha+hfhahfhBpra分度圆－－人为规定的计算基准圆表示符号：

d、r、s、e，p=s+e法向齿距（周节）－pnseskek=pbrfrbOpb标准值：α＝20°α是决定渐开线齿廓形状的重要参数。一、外齿轮由d=mz知：m和z一定时，分度圆是一个大小唯一确定的圆。（渐开线的形状唯一取决于基圆）规定标准值：α＝20°由db＝dcosα可知，基圆也是一个大小唯一确定的圆。称

m、z、α为渐开线齿轮的三个基本参数。对于分度圆大小相同的齿轮，如果α不同，则基圆大小将不同，因而其齿廓形状也不同。α是决定渐开线齿廓形状的一个重要参数。或rb＝rcosα，α＝arccos(rb/r)db＝dcosα2.基本参数m=4z=16②模数－m①齿数－z出现无理数,不方便为了计算、制造和检验的方便分度圆周长：πd=zp,d=zp/π称为模数m

。m=2z=16模数的单位：mm，它是决定齿轮尺寸的一个基本参数。齿数相同的齿轮，模数大，尺寸也大。于是有：

d=mz，r=mz/2人为规定：

m=p/π只能取某些简单值，m=1z=162.基本参数

0.350.70.91.752.252.75(3.25)3.5(3.75)第二系列

4.55.5(6.5)79(11)14182228(30)3645标准模数系列表（GB1357－87）

0.10.120.150.20.250.50.40.50.60.8第一系列

11.251.522.5345681012162025324050为了便于制造、检验和互换使用，国标GB1357-87规定了标准模数系列。5.各种齿轮传动齿轮作用利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长。齿轮类型齿轮传动方式平行轴齿轮传动相交轴齿轮传动交错轴齿轮传动圆柱齿轮传动非圆柱齿轮传动渐开线齿轮传动圆弧齿轮传动摆线齿轮传动其他直齿锥齿轮传动斜齿锥齿轮传动曲线齿锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动准双曲面齿轮传动蜗杆传动普通圆锥蜗杆传动圆弧圆锥蜗杆传动环面蜗杆传动典型齿轮传动直齿轮传动优点：较高的传动效率与精度、环境适应性好、容易制造。缺点：整个宽度都啮合，力传递突然开始并在啮合结束时突然中断，噪声相对较高。典型齿轮传动斜齿轮传动优点：相对直齿轮，螺旋形结构使其具有更大啮合面积，能承受更大的载荷。缺点：螺旋形状会产生轴向推力，对两端支撑轴承产生额外的推力载荷。典型齿轮传动人字齿轮传动优点：有两个以上的齿同时相互啮合，其优点是动力传递平稳。缺点：制造难度大，齿排列增加了成本，相比更昂贵。典型齿轮传动齿轮齿条传动将齿轮的回转运动转变为齿条的往复直线运动，或者相反进行驱动。适用于重负荷、高精度、和长行程的CNC机床、加工中心、切割机械、焊接机械等领域。典型齿轮传动行星齿轮传动由太阳轮、多个行星轮、外齿圈和行星架4个核心部件组成。典型齿轮传动行星齿轮传动动力可从太阳轮、行星轮或者是外齿圈输入，相当于三根传动轴，可利用离合器、制动器限制一条传动轴形成“锁死”效果，拥有多种传动组合和特性。典型齿轮传动行星齿轮传动最高端的应用就是汽车AT变速箱，通过组合多排的行星齿轮，实现6速、8速等变速组合。典型齿轮传动锥齿轮传动系列如直齿锥轮传动，又称伞齿轮，用于相交轴间的传动。与柱形齿轮相比，能够改变传动方向，单级传动比可到6-8。广泛应用于船舶、轨道交通、石油化工等领域。典型齿轮传动交错轴传动系列两齿轮的主轴呈空间异面交错，包括交错轴斜齿轮传动、准双曲面齿轮传动、涡轮蜗杆传动等。典型齿轮传动交错轴传动系列可以看作是一个螺旋，沿着圆柱体有一个齿（单个头）或几个齿（长）。蜗轮就像一个斜的齿轮，它的齿覆盖着蜗轮，传动时齿间有较大的滑移速度。汽车机械基础6.齿轮的用途齿轮的用途作用：传递空间任意两轴（平行、相交、交错）的旋转运动，或将转动转换为移动。结构特点：圆柱体外（或内）均匀分布有大小一样的轮齿。齿轮的用途齿轮的用途齿轮的用途齿轮的用途齿轮的用途齿轮的用途齿轮的用途齿轮的用途齿轮的用途齿轮的用途齿轮的用途齿轮的用途优点：①传动比准确、传动平稳。②圆周速度大，高达300m/s。③传动功率范围大，从几瓦到10万千瓦。④效率高(η→0.99)、使用寿命长、工作安全可靠。⑤可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动。缺点