《汽车机械基础》-汽车机械基础-第十一章

学习目标学习目标①理解汽车平面连杆机构、凸轮机构、间歇机构、螺旋机构等的基本形式与应用特点；②能对汽车平面连杆机构、凸轮机构、间歇机构、螺旋机构进行运动分析及功能分析；③掌握渐开线齿轮基本特征以及传动特点；④掌握渐开线斜齿轮的传动特点与应用；⑤掌握定轴齿轮系的传动比计算方法及轮系中各个齿轮转动方向的判别，会确定主、从动轮的转向关系；⑥了解各类轮系的功能；⑦理解汽车机械所涉及的带传动的类型、特点与应用；⑧理解汽车机械所涉及的链传动的类型、特点与应用。返回第一节常见四杆机构一、平面连杆机构各构件的运动平面相互平行的机构为平面机构（即在某一个平面上可完全表达出其运动形式的机构）。运动副为低副的平面机构称为平面四杆机构。平面四杆机构是平面机构的基础，按其构件的运动形式不同，可分为铰链四杆机构和滑块四杆机构两大类，前者是平面四杆机构的基本形式，后者由前者衍生而成。下一页返回第一节常见四杆机构1.铰链四杆机构的基本形式及应用铰链四杆机构是指连接构件间，都是作回转运动的平面四杆机构，如图11-1所示。按两连架杆是曲柄还是摇杆的不同，可将铰链四杆机构分为三种形式：即曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。1)曲柄摇杆机构两连架杆中一个为曲柄、另一个为摇杆的铰链四杆机构，称为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构主要用以实现将曲柄的匀速转动变成摇杆的摆动，如图11-2所示的雷达天线俯仰角调整机构。或是将摇杆的往复摆动变成曲柄的整周转动，如图11-3所示的缝纫机脚踏板机构。下一页返回上一页第一节常见四杆机构2)双曲柄机构两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。双曲柄机构中，通常主动曲柄作匀速转动，从动曲柄作同向变速转动。如图11-4所示的惯性筛机构，当曲柄AB作匀速转动时，曲柄CD作变速转动，通过构件CF使筛子产生变速直线运动，筛子内的物料因惯性而来回抖动，从而达到筛选的目的。在双曲柄机构中，若相对的两杆长度分别相等且平行时，则称为平行四边形机构。它有如图11-5所示的正平行双曲柄机构和如图11-6所示的反平行双曲柄机构两种形式。前者的运动特点是两曲柄的转向相同且角速度相等，连杆作平动；后者的运动特点是两曲柄的转向相反且角速度不等。下一页返回上一页第一节常见四杆机构图11-7所示的机车驱动轮联动机构是正平行双曲柄机构的应用实例。图11-8所示为车门启闭机构，是反平行双曲柄机构的一个应用，它使两扇车门朝相反的方向转动，从而保证两扇门能同时开启或关闭。3)双摇杆机构在铰链四杆机构中，若两连架杆均为摇杆，则该机构为双摇杆机构。双摇杆机构能将主动摇杆的往复摆动转换成从动摇杆的往复摆动。下一页返回上一页第一节常见四杆机构2.其他形式的四杆机构及应用1)曲柄滑块机构曲柄滑块机构中其中一个连架杆是曲柄，另一个连架杆相对于机架作往复直线移动而成为滑块。在如图11-9所示的汽车发动机活塞—连杆机构中，将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，或是将活塞的往复运动转化为曲轴的回转运动。若将图11-9所示的曲柄滑块机构的构件作为机架，则曲柄滑块机构就演化为导杆机构，连架杆对滑块的运动起导向作用，称为导杆，它包括转动导杆机构和摆动导杆机构两种形式。如图11-10所示，导杆均能绕机架作整周转动，称为转动导杆机构。如图11-11所示，导杆AD只能在某一角度内摆动，称为摆动导杆机构。导杆机构具有很好的传力性能，常用于插床、牛头刨床和送料装置等机器中。下一页返回上一页第一节常见四杆机构2)摇块机构若将图11-9所示曲柄滑块机构的构件作为机架，则曲柄滑块机构就演化为如图11-12所示的摇块机构。曲柄作整周转动，滑块只能绕机架往复摆动。这种机构常用于摆缸式原动机和气、液压驱动装置中，如图11-13所示的自动货车翻斗机构。3)定块机构若将曲柄滑块机构的滑块作为机架，则曲柄滑块机构就演化为如图11-14所示的定块机构。这种机构常用于抽油泵和手摇抽水唧筒（如图11-15所示）。下一页返回上一页第一节常见四杆机构二、凸轮机构1.凸轮机构的组成和应用凸轮机构是一种常用的高副机构，广泛用于各种机械和自动控制装置中。通常用于传力不大的调节机构和控制机构中。如图11-16所示，凸轮机构由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。2.凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多，通常按凸轮和从动件的几何形状及运动类型分类。下一页返回上一页第一节常见四杆机构1)按凸轮形状分类(1)盘形凸轮：盘形凸轮是一种外缘或凹槽具有变化半径的盘形构件，如图11-17所示的内燃机配气机构。(2)圆柱凸轮：圆柱凸轮是一种在圆柱面上开有曲线凹槽或在圆柱端面上制出曲线轮廓的构件，如图11-18所示的缝纫机拉线机构。(3)移动凸轮：如图11-19所示为自动机床靠模机构。盘形凸轮和移动凸轮与从动件之间的相对运动为平面运动，属于平面凸轮机构；而圆柱凸轮与从动件之间的相对运动不在平行平面内，属于空间凸轮机构。下一页返回上一页第一节常见四杆机构2)按从动件形式分类图11-20为凸轮从动件的三种类型。此外，凸轮可按从动件的运动类型分为直动从动件和摆动从动件。三、间歇运动机构间歇运动机构是将主动件的连续运动变换为从动件遵循一定规律时停时动的机构。间歇运动机构的类型很多，常用的有棘轮机构、槽轮机构等。下一页返回上一页第一节常见四杆机构1.棘轮机构1)棘轮机构的组成及工作原理如图11-21所示，棘轮机构由棘轮、棘爪、摇杆及机架组成。图11-22是双棘爪机构。工作原理：当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪将插入棘轮齿槽中，并带动棘轮顺时针方向转过一定的角度；当摇杆逆时针方向摆动时，棘爪在棘轮的齿背上滑过，这时棘轮不动。这样，当摇杆连续往复摆动时，就实现了棘轮的单向间歇运动。下一页返回上一页第一节常见四杆机构2)棘轮机构的类型棘轮机构按其工作原理，可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。按啮合部位可分为外啮合和内啮合两种形式。按驱动方向可分为单向驱动和双向驱动棘轮机构，单向驱动棘轮机构的棘轮多为锯齿形，双向驱动棘轮机构的棘轮多为矩形。如图11-23所示为自行车后轮飞轮中的内啮合单向驱动棘轮机构。下一页返回上一页第一节常见四杆机构2.槽轮机构槽轮机构由带圆柱销的主动拨盘、具有径向槽的从动槽轮和机架组成。拨盘以等角速度做连续回转，槽轮时而转动，时而静止。当圆柱销未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹圆弧被拨盘的外凸圆弧卡住，故槽轮静止不动。当圆柱销刚刚进入槽轮径向槽时，槽轮的内凹弧开始松开，槽轮受圆柱销的驱使而转动.槽轮机构的停歇时间和运动时间取决于槽轮的槽数和拔销数。槽轮机构可分为外槽轮机构和内槽轮机构，如图11-24和图11-25所示。槽轮机构结构简单，工作可靠，转位方便，能精确控制转角，但转角大小不可调节，且有冲击，只能用于低速机构或分度机构中。如图11-26所示为转塔车床的刀架转位机构。下一页返回上一页第一节常见四杆机构四、螺旋机构螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成（一般把螺杆和螺母之一作为机架），其主要功用是将旋转运动变换为直线运动，并同时传递运动和动力，是机械设备和仪器仪表中广泛应用的一种传动机构。按用途和受力情况，螺旋机构又可分为传递运动、动力和用于调整三种类型；按螺旋副的摩擦性质，螺旋机构可分为滑动螺旋机构、滚动螺旋机构和静压螺旋机构三种类型。螺旋机构具有结构简单、工作连续平稳、传动比大、承载能力强、传递运动准确、易实现自锁等优点，故应用广泛。螺旋机构的缺点是摩擦损耗大、传动效率低。随着滚珠螺纹的出现，缺点已得到很大的改善。下一页返回上一页第一节常见四杆机构1.螺纹及其主要参数螺纹是指在圆柱或圆锥的内或外表面上，用不同形状的刀具沿螺旋线切制出的具有相同断面的连续凸起和沟槽。在圆柱（或圆锥）外表面上的螺纹称为外螺纹；在零件内表面上的螺纹称为内螺纹。螺纹有右旋和左旋之分。当螺纹按顺时针旋进的称为右旋螺纹，反之称为左旋螺纹。判别旋向时，可将外螺纹按轴线垂直放置，若螺纹可见部分为左低右高，则为右旋螺纹，反之为左旋螺纹。螺纹的直径有大径（公称直径）、小径、中径，如图11-27所示。下一页返回上一页第一节常见四杆机构大径指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。用ｄ（D）表示。小径指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。用ｄ１（D1）表示。中径指母线通过牙型上沟槽宽度和凸起宽度相等的假想圆柱的直径。用ｄ2（D2）表示。螺纹有单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹之分，如图11-28所示。2.滑动螺旋传动机构滑动螺旋按螺杆上螺旋副的数目，滑动螺旋机构可分为单螺旋机构和双螺旋机构两种。下一页返回上一页第一节常见四杆机构1)单螺旋机构由一个螺杆和一个螺母组成。根据螺杆和螺母相对运动的组合，单螺旋机构有四种基本传动形式，其运动形式、特点、应用见表11-1。2)双螺旋机构具有两段不同螺纹的螺杆与两个螺母组成的螺旋机构称为双螺旋机构。3)差动螺旋机构当两螺旋副中的螺纹旋向相同时，则形成差动螺旋机构，如图11-29所示。4)复式螺旋机构图11-30所示的电杆线张紧器，图11-31所示的弹簧圆规均属于复式螺旋机构。下一页返回上一页第一节常见四杆机构3.滚动螺旋传动机构为减少摩擦，提高传动效率和精度，在螺杆和螺母的螺旋面上加工出弧形螺旋槽，从而形成滚道，并放入滚珠。当螺杆与螺母相对转动时，滚珠沿滚道滚动，这种螺旋机构称为滚动螺旋机构，如图11-32所示。滚动螺旋机构按滚道返回装置的不同，分为外循环和内循环两种。返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器一、齿轮传动的特点、应用与分类1.齿轮传动的特点齿轮传动依靠主动齿轮与从动齿轮的啮合，传递运动和动力。与其他传动相比，具有以下特点。(1)优点：适应性广；传动比恒定；效率较高；齿轮机构传动效率一般在95%以上；工作可靠，寿命较长；可以传递空间任意两轴间的运动。(2)缺点：制造和安装精度要求高，成本高；低精度齿轮传动时噪声和振动较大；不适于距离较大的两轴间的运动传递等。下一页返回第二节齿轮传动、齿轮系与减速器2.齿轮传动的类型按照一对齿轮两轴线的相对位置和轮齿的齿向，齿轮传动类型分为如图11-33所示：两轴线平行—圆柱、两轴线平行—圆锥和两轴线相错三种类型。两轴线平行—圆柱又包含直齿（外啮合如图11-33(a)所示、内啮合如图11-33(b)所示和齿轮齿条啮合如图11-33(c)所示）、斜齿（如图11-33(d)所示）和人字齿（如图11-33(e)所示）。两轴线平行—圆锥包含直齿（如图11-33(f)所示）和曲齿（如图11-33(g)所示）。两轴线相错包含圆柱斜齿（如图11-33(h)所示）和蜗杆蜗轮（如图11-33(i)所示）。按齿轮的齿廓曲线不同，齿轮传动又可分为渐开线、摆线和圆弧三种。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器二、渐开线直齿圆柱齿轮1.渐开线的形成及其啮合特性1)渐开线的形成如图11-34所示，当直线NK沿一圆作纯滚动时，直线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆，其半径和直径分别用ｒｂ和db

表示，直线NK称为渐开线的发生线。根据渐开线的形成过程可知，渐开线具有下列基本性质。①发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧度。②发生线NK是渐开线在任意点的法线。③渐开线形状取决于基圆的大小，如图11-35所示。④渐开线齿廓上任意点的法线与该点的速度方向线所夹的锐角α称为该点的压力角，如图11-36所示。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器2)渐开线齿轮传动的啮合特性(1)恒定的传动比。渐开线齿轮传动具有传动比恒定、传动平稳的特点。齿轮的传动比是指主、从动齿轮角速度之比，工程上又常用主从动齿轮的转速之比表示，即ｉ１２=ω1/ω2=n1/n2。传动比是否恒等于常数，影响到齿轮传动的平稳性，如图11-37(a)所示。齿廓啮合基本定理：刚性齿廓啮合传动比为定值的条件是节点Ｃ为定点。凡满足啮合基本定理的一对齿廓称为共轭齿廓。(2)中心距可分性。图11-37(b)所示为一对渐开线标准齿轮的外啮合情况，当两轮的分度圆与节圆恰好重合时，即ｄ1＝ｄ1’，ｄ２＝ｄ2’，此时安装中心距ａ与理论中心距ａ′（又称为标准中心距，为两下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器轮度圆半径之和）重合（ａ′＝ａ），即2.标准直齿圆柱齿轮各部分的名称及基本参数1)渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称渐开线标准直齿圆柱齿轮各部名称和尺寸代号如图11-38所示。2)渐开线齿轮的基本参数①齿数Ｚ。②齿顶圆ｄa、齿根圆ｄf

。③齿厚ｓ、齿槽宽ｅ和齿距Ｐ。④分度圆ｄ、模数ｍ和压力角α。⑤齿顶高ｈa

、齿根高ｈf

、齿全高ｈ。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器3.内齿轮与齿条1)内齿轮图11-39所示为一圆柱内齿轮，内齿轮的齿廓是内凹的渐开线。其特点是：①齿厚相当于外齿轮的齿槽宽，而齿槽宽相当于外齿轮的齿厚。②内齿轮的齿顶圆在分度圆之内，而齿根圆在分度圆之外，其齿根圆比齿顶圆大。③齿轮的齿顶齿廓均为渐开线时，其齿顶圆必须大于基圆。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器2)齿条图11-40所示为一齿条，其齿廓是直线。其特点是：①齿廓上各点的法线相互平行，齿条移动时，各点的速度方向、大小均一样，故齿条齿廓上各点的压力角相同，如图11-40所示，齿廓的压力角等于齿形角，数值为标准压力角值。②齿条可视为齿数无穷多的齿轮，分度圆无穷大，称为分度线，任意与分度线平行的直线上的齿距均相等。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器三、渐开线直齿圆柱齿轮传动1.渐开线齿轮传动的啮合过程如图11-41所示，齿轮1为主动轮，齿轮2为从动轮。2.齿轮传动正确啮合条件一对渐开线齿轮要正确啮合，必须满足一定的条件。由于模数ｍ和压力角α都是标准化了的，所以两齿轮正确啮合条件为：下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器3.齿轮连续传动的条件齿轮连续传动的条件为：两齿轮的实际啮合线Ｂ1B2

应大于或等于齿轮的基圆齿距Ｐb

。4.变位齿轮的概念用展成法加工齿轮时，当齿数较少时，有时会发现刀具的顶部切入齿轮的根部，将齿轮根部的渐开线切去的现象，通常称之为根切，如图11-42所示。与标准齿轮相比，正变位齿轮分度圆齿厚和齿根圆齿厚增大，轮齿强度增大，但齿顶变尖；负变位齿轮齿厚的变化恰好相反，轮齿强度削弱，如图11-43所示。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器5.齿轮传动失效的形式齿轮传动的失效一般是指轮齿的失效。常见的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等几种形式。1)轮齿折断轮齿折断是指齿轮的一个或多个齿的整体或其局部的断裂。通常有疲劳折断和过载折断两种。2)齿面点蚀齿轮工作时，轮齿齿面在法向力的作用下将产生接触应力，并按脉动循环变化。当齿面在过高的交变接触应力的反复作用下，齿面上的金属将小块脱落，形成麻点状的凹坑，称为点蚀。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器3)齿面磨损磨损是齿轮在啮合传动过程中，轮齿接触表面上的材料摩擦损耗的现象。齿面磨损一方面导致渐开线齿廓形状被破坏，引起噪声和系统振动；另一方面使轮齿变薄，可间接导致轮齿的折断。4)齿面胶合胶合是相啮合齿面的金属，在一定压力下直接接触发生黏着，同时随着齿面间的相对运动，使金属从齿面上撕落而引起的一种严重黏着磨损现象。胶合又有热胶合和冷胶合之分。5)塑性变形塑性变形是指在过大的应力作用下，轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面或齿体的塑性变形。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器齿轮的失效形式与传动工作情况相关。按工作情况，齿轮传动可分为开式传动和闭式传动两种。开式传动是指传动裸露或只有简单的遮盖，工作环境中的粉尘、杂物易侵入啮合齿间，润滑条件较差的情况，如图11-44(a)所示。闭式传动是指被封闭在箱体内，且润滑良好（常用浸油润滑）的齿轮传动，如图11-44(b)所示。开式传动以磨损及磨损后的折齿失效为主，闭式传动则以疲劳点蚀或胶合为主。预防失效的办法主要是严格按使用说明书的要求正确使用，加强平时维护和定期保养，加强润滑，不超载，发现问题及时解决。如果发现一个齿轮已经失效应及时更换这对齿轮副。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器四、斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮传动是指用齿向与轴线有倾斜角度的齿轮完成平行轴传动的一种齿轮传动。1.齿面的形成和特点如图11-45所示，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。当一对直齿圆柱齿轮啮合时，轮齿的接触线是与轴线平行的直线，如图11-46所示，轮齿沿整个齿宽突然同时进入啮合和退出啮合，所以容易引起冲击、振动和噪声，传动平稳性差。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器与直齿圆柱齿轮传动相比，平行轴斜齿轮传动具有以下优缺点。(1)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。(2)重合度较大，有利于提高承载能力和传动的平稳性。(3)最少齿数小于直齿轮的最小齿数。主要缺点是传动中存在轴向力，如图11-47(a)所示。为克服此缺点，可采用人字齿轮，如图11-47(b)所示。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器2.斜齿圆柱齿轮的基本参数斜齿轮存在端面参数和法向参数两种表征齿形的参数，两者之间因为螺旋角β（分度圆上的螺旋角）而存在确定的几何关系。如图11-48所示为斜齿圆柱齿轮分度圆柱面的展开图。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器如图11-49所示，斜齿轮按其齿廓渐开螺旋面的旋向，可以分为右旋和左旋两种，旋向判别方法与螺杆相同。当观察者沿齿轮分度圆柱面的直母线方向看过去，轮齿上远离观察者的任意一个端面齿廓，相对于接近观察者的任意一个端面齿廓，按顺时针方向转过了一个角度时，此轮齿就称为右旋齿。若按逆时针方向转过了一个角度时，此轮齿就称为左旋齿。其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，如图11-49(a)所示，反之，为左旋，如图11-49(b)所示。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器3.斜齿圆柱齿轮正确啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件：下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器五、锥齿轮传动1..锥齿轮传动的特点如图11-50所示，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Σ可根据传动的需要来确定。2.锥齿轮的参数直齿锥齿轮的基本参数有大端模数ｍ，齿数Ｚ１、Z2

，压力角α，分度圆锥角δ

１、δ2

，如图11-50所示。直齿锥齿轮的正确啮合条件是：(1)大端模数相等，即ｍ１

=m2

。(2)压力角相等，即α1＝α21

。(3)轴交角等于两个分度圆锥角δ１、δ2之和，即Σ＝δ１+δ2

。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器六、圆弧齿轮传动1.圆弧齿轮的应用及类型圆弧齿轮传动在冶金、矿山、起重运输机械以及高速齿轮传动中得到广泛应用，目前在汽车主减速器中也多采用圆弧齿轮传动。图11-51为圆弧齿轮传动机构，它是一种以圆弧做齿廓的斜齿（或人字齿）轮。为加工方便，一般法面齿廓做成圆弧，而端面齿廓只是近似的圆弧。按照圆弧齿轮的齿廓组成圆弧齿轮可分为单圆弧齿轮传动和双圆弧齿轮传动两种类型。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器2.圆弧齿轮传动的特点圆弧齿轮传动具有以下特点。(1)圆弧齿轮齿面接触强度比渐开线齿轮高1～1.5倍以上。(2)摩擦损失小，效率高（可达0.99～0.995），齿面磨损小。(3)具有良好的跑合性，跑合后在齿廓法面上呈线接触。(4)圆弧齿轮无根切现象。小齿轮齿数可小（Z1min=6~8），其最小齿数主要是受轴的强度及刚度限制。(5)对中心距及切齿深度、螺旋角的精度要求高。(6)单圆弧齿轮轮齿的弯曲强度较弱。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器七、蜗杆1.蜗杆传动的特点如图11-52所示，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Σ＝90°。蜗杆传动的主要优点是：传动比大，在动力传动中一般ｉ＝8～100，在分度机构中传动比可达1000；传动平稳，噪声小；结构紧凑。可以自锁，蜗轮不能带动蜗杆运动。此特点常用于起重装置中。主要缺点是：蜗杆传动效率低；为了提高减摩性和耐磨性，蜗轮常需要用价格较贵的青铜制造，故成本较高。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器2.蜗杆传动的类型按照蜗杆形状的不同，蜗杆传动有以下类型：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。其中，圆柱蜗杆传动在工程中应用最广。普通圆柱蜗杆轴向截面的齿形为直线（或近似直线），如图11-53(a)

）所示，而圆弧齿圆柱蜗杆轴向截面上的齿形为内凹圆弧线，如图11-53(b)所示。由于圆弧齿圆柱蜗杆传动承载能力大，传动效率高，尺寸小，因此用于动力传动的标准蜗杆减速器均采用圆弧齿圆柱蜗杆传动。如图11-54所示，在普通圆柱蜗杆传动中，阿基米德蜗杆传动最为简单，是认识其他蜗杆的基础。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器八、齿轮系的分类与功用1.齿轮系的类型轮系传动时，根据各齿轮轴线的位置是否固定，可分为定轴轮系（如图11-55所示）和周转轮系（如图11-56所示）两大类。定轴轮系：轮系中所有齿轮几何轴线的位置相对于固定件固定不变，这种轮系称为定轮系。周转轮系：组成轮系的各齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮轴线转动的系称为周转轮系。在周转轮系中轴线不动的齿轮称为太阳轮，轴线运动的齿轮称为行星轮，撑行星轮的构件称为行星架。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器2.齿轮系的功用轮系的功用大致可归纳为以下几个方面。(1)实现两轴间远距离的运动和动力的传动，如图11-57所示。(2)实现变速、变矩传动。(3)实现换向传动，如图11-58所示为三星轮换向机构。(4)实现差速作用（运动的分解），以汽车为例。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器九、周转轮系的应用1.周转轮系的结构如图11-59所示为一单排内外啮合的周转轮系，外齿轮1、内齿轮3位于中心位置绕着轴线Ｏ1回转—称为太阳轮；齿轮2同时与太阳轮1和齿圈3相啮合，其既作自转又作公转—称为行星轮；支持行星轮的构件—称为行架Ｈ。用作动力传动的周转轮系通常都具有多个行星轮，并使其均匀分布在轮的四周（如图11-60所示）。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器2.混合轮系混合轮系是由定轴轮系和周转轮系组成的轮系，对于混合轮系，既不能转化为单一的定轴轮系，也不能转化为单一的周转轮系。找周转轮系的方法：找出那些轴线的位置不固定，而是绕着另一个齿轮的轴线转动的齿轮，即为行星轮，另一个齿轮就为中心轮，且带动行星轮转动的构件为行星架，这便构成一个周转轮系。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器十、齿轮减速器减速器是一种广泛应用于机器的动力部分和工作部分之间的闭式传动装置。由置于刚性封闭箱体中的一对或几对相啮合的齿轮组成。它在机器中常为一独立部件，用来降低转速，在个别情况下，可能遇到用来增加转速的增速器。减速器由于结构紧凑、效率高、寿命长、传动准确可靠、使用维修方便，得到了广泛应用。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器1.齿轮减速器的类型和特点1)减速器分类按齿轮的形式来分：减速器可以分为圆柱齿轮减速器、锥齿轮减速器、蜗杆减速器、锥—圆柱齿轮减速器和行星齿轮减速器等。按传动级数来分可分：一级、二级和多级。2)减速器的结构减速器主要由传动零件（齿轮或蜗杆、蜗轮）、轴、轴承、连接零件（螺钉、销钉等）、箱体附属零件、润滑和密封装置等部分组成。图11-61为一级圆柱齿轮减速器。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器减速器中常采用滚动轴承，当轴向力很大（如采用圆锥齿轮、斜齿轮等），则采用圆锥滚子轴承。对于需传递很大转矩的减速器（如汽车），常采用花键轴。箱体是传动的基座，用来支撑和固定轴系零件，保证传动零件正确啮合，使箱内零件具有良好的润滑和密封。窥视孔是为检查齿轮啮合情况及向箱内注入润滑油而设置的。减速器工作时温度的升高，会使箱内空气膨胀，将油自剖分面处挤出，为此，在箱盖上设有通气孔，以使空气自由逸出。吊环是用来提升箱盖的，而整个减速器的提升则使用底座旁的吊钩。下一页返回上一页第二节齿轮传动、齿轮系与减速器3)行星齿轮减速机构汽车中主减速器的功用是将输入的转速降低并相应增大转矩、改变传动方向。为充分提高汽车的动力性和经济性，有些汽车采用行星齿轮式双速主减速器。行星齿轮式双速主减速器，由一对锥齿轮和一个行星齿轮机构组成。图11-62为常见行星齿轮式双速主减速器的一种结构形式。返回上一页第三节带传动与链传动一、带传动1.带传动的组成如图11-63所示，带传动是由主动小带轮、从动大带轮、传动带及机架组成。当驱动力矩使主动轮转动时，依靠带和带轮间的摩擦力作用，拖动从动轮一起转动。带传动适用于圆周速度较高且圆周力较小的工作条件。2.带传动的类型及应用带传动根据其传动原理分为摩擦型和啮合型两大类。摩擦型带传动包括平带传动、Ｖ带传动、圆形带传动等，它主要是靠带和带轮间接触面之间的摩擦力来传递动力和运动；而啮合型带传动即为同步带传动，它是靠带齿与带轮齿的啮合传递运动和动力的。此外，近年来对带传动安全性、多样性的要求也日益增多，如金属带、难燃带、抗静电带等。各种类型的带如图11-64所示。下一页返回第三节带传动与链传动Ｖ带的类型很多，除普通Ｖ带外，还有窄Ｖ带、齿形Ｖ带、联组Ｖ带、广角带、楔形带等，其中以普通Ｖ带和窄Ｖ带最为常用。如图11-65所示，Ｖ型带的截面为梯形，由包布、顶胶、底胶和抗拉层（强力层）组成。4.带传动的使用和维护为了延长带的使用寿命，确保带传动的正常运行，必须对其正确使用和维修。(1)传动带的使用温度范围为：－40℃～120℃。(2)安装时两带轮轴线必须平行，轮槽应对正，否则将加剧带的磨损，甚至使带脱落。安装时先缩小中心距，然后套上带，再作调整，不得硬撬。(3)严防带与矿物油、酸、碱等介质接触，也不宜在阳光下暴晒。下一页返回上一页第三节带传动与链传动(4)严防带与矿物油、酸、碱等介质接触，也不宜在阳光下暴晒。均匀而加速新带损坏。这时可用未损坏的旧带补全或全部换新。(5)为确保安全，传动装置须设防护罩。(6)带工作一段时间后，会因变形伸长，导致张紧力逐渐减小，严重时出现打滑。因此，要重新张紧带，调整带的初拉力，图11-66为常见的带传动张紧装置，图11-66(a)和图11-66(b)设有调整螺栓，可随时调整电动机的位置；图11-66(c)所示的结构是靠电动机和机架重量的自动张紧装置；图11-66(d)为带轮中心距固定，利用张紧轮调紧。同步带传动的主要失效形式是带的断裂、带齿的切断及齿侧边或带侧边的磨损。发现失效后要及时更换同一规格的同步带。更换同步带时要严格按操作规程进行，认真调整中心距和带轮的位置，以达到技术要求。下一页返回上一页第三节带传动与链传动二、链传动1.链传动的组成及其特点1)链传动的组成如图11-67所示。链传动由轴线平行的主动链轮、从动链轮、链条以及机架组成。以链条作中间传动件，靠链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。下一页返回上一页第三节带传动与链传动2)链传动的特点链传动与带传动相比，具有以下优点。①由于是啮合传动，没有弹性滑动与打滑现象，所以平均传动比恒定不变。②链条装在链轮上，不需要很大的张紧力，对轴的压力小。③能传递较大的圆周力，效率较高。④维护容易，并有一定的缓冲减振作用。⑤能在较恶劣的环境下（如高温、多尘、油污、潮湿、泥沙、易燃及有腐蚀性条件）工作。缺点是：瞬时传动比不恒定，工作时有噪声因此不适合高速运转；磨损后容易发生跳齿；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用；制作成本较高。下一页返回上一页第三节带传动与链传动2.链与链轮图1)链传动类型按用途不同，链传动可分为传动链、起重链和牵引链。常用的传动链主要有滚子链和齿形链两种。①滚子链如图11-68所示，由滚子、套筒、轴销、内链板和外链板组成。工作时，套筒上滚子沿链轮齿廓滚动，可以减轻链和链轮轮齿的磨损。②齿形链是由一组齿形链板铰接而成，如图11-69所示。齿形链传动是利用带特定齿形的链板与链轮相啮合来实现传动的。齿形链由用铰链连接起来的齿形链板组成，相邻链节的链板左右错开排列，并用销轴、轴瓦或滚柱将链板连接起来。下一页返回上一页第三节带传动与链传动2)链轮的结构与材料国家标准(GB/T1243-1997)规定的滚子链链轮的端面齿形如图11-70所示，它由三段圆弧和一段直线bc组成。链轮的外形结构与链轮的直径有关。如图11-71所示，小直径一般制成实心式；中等直径可制成孔板式；大直径的链轮常采用螺栓连接的组合式或焊接结构。下一页返回上一页第三节带传动与链传动3.链传动的失效形式链传动的失效主要表现为链条的失效。链条的失效形式主要有：(1)链条疲劳破坏。(2)链条铰链的磨损。(3)销轴与套筒的胶合。(4)链条冲击破断。(5)链条的过载拉断。下一页返回上一页第三节带传动与链传动4.链传动的使用与维护1)链传动的布置链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内。一般宜采用水平或接近水平的布置，并使松边在下边。2)链传动的张紧链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的垂度过大时，产生啮合不良和链条的振动的现象，同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。当两轮轴心连线倾斜角大于60°时，通常设有张紧装置。下一页返回上一页第三节带传动与链传动张紧方法：(1)增大两轮中心距。(2)用张紧装置张紧，如图11-72所示为常见的张紧装置，张紧轮直径稍小于小链轮直径，并置于松边靠近小链轮。3)链传动的安装与维护(1)安装两个链轮时要尽量保证不歪斜、不错位。(2)经常清洗链条和链轮，去除灰尘杂物，减轻磨粒磨损。(3)良好的润滑可以极大提高链传动的寿命。返回上一页图11-1平面四杆机构返回图11-2雷达天线俯仰角调整机构返回图11-3缝纫机脚踏板机构返回图11-4惯性筛机构返回图11-5正平行双曲柄机构返回图11-6反平行双曲柄机构返回图11-7机车驱动轮联动机构返回图11-8车门启闭机构返回图11-9汽车发动机活塞—连杆机构返回图11-10转动导杆机构返回图11-11摆动导杆机构返回图11-12摇块机构运动简图返回图11-13自动货车翻斗机构返回图11-14定块机构运动简图返回图11-15手摇抽水唧筒返回图11-16凸轮机构的基本结构返回图11-17内燃机配气机构返回图11-18缝纫机拉线机构返回图11-19自动机床靠模机构返回图11-20凸轮从动件返回(a)尖顶从动件；