机械传动ppt课件.ppt

1、3.2机械传动理论，1，3.2.1机械传动概述机械是机器和机构的总称。它广泛应用于国防、科技、国民生产和日常生活的各个领域。机械化生产水平是衡量一个国家技术水平和现代化程度的重要标志。2、3.2.1.1机构由多种物理物体(如齿轮、螺钉、连杆、叶片等机械零件)组成，每个物理物体都有一定的相对运动(如水泵的叶轮和外壳、内燃机的活塞和气缸等)。)。该机构的相对运动部件是构件。3.2.1.2机是根据一定的使用要求而设计制造的一种装置，它在接受外部输入能量时可以进行一定的机械运动。可以转换和传递能量、材料和信息。3，3.2.1.3机械应满足的基本要求(1)必须达到预定的使用功能，工作可靠，组织精简。(2

2、)经济合理、安全可靠、生产率高、能耗低、节约原辅材料、管理维护成本低。(3)操作方便，操作方式符合人们的心理和习惯，尽可能降低噪音，防止有毒有害介质泄漏，机身美观。(4)对不同使用环境的适应性强(如易拆卸、易组装、易移动等)。)；(4)齿轮传动概述齿轮机构是各种机构中应用最广泛的传动机构。它可以在空间任意两轴之间传递运动和动力，具有功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、运行安全可靠等特点。根据啮合过程中一对齿轮的传动比(i12=12)是否恒定，齿轮机构可分为两类。1)具有固定传动比(即i12=常数)的齿轮机构也称为圆形齿轮机构，因为该齿轮机构中的齿轮都是圆形的(如圆柱形和圆锥形等)。

3、)。3.2.2.1齿轮传动，5.2)具有可变传动比(即，i12根据某些规律变化)的齿轮也称为非圆形齿轮机构，因为该齿轮机构中的齿轮通常是非圆形的。圆齿轮：非圆齿轮，传动比恒定，机械运行稳定：用于一些有特殊要求的机器。6.圆齿轮机构有很多种，根据两个齿轮啮合传动时的相对运动是平面运动还是空间运动，可以分为平面齿轮机构和空间齿轮机构。1)平面齿轮机构：用于两个平行轴之间的传动。直齿圆柱齿轮传动包括外啮合齿轮传动：它的两个齿轮反向旋转。内啮合齿轮传动：它的两个齿轮同向旋转。齿轮齿条传动，7。斜齿圆柱齿轮传动也简称斜齿齿轮。斜齿轮齿的齿向相对于其轴线倾斜一个角度(称为螺旋角)。斜齿轮传动可以不同于外啮

4、合传动、内啮合传动和齿轮齿条传动。由人字齿轮驱动的人字齿轮可视为由两个螺旋角相反的斜齿轮组成。它可以做成一件，也可以分开。9，2)空间齿轮机构空间齿轮机构用于在空间中两个相交轴或交错轴(既不平行也不相交)之间传递运动和动力。常见类型如下：a .锥齿轮传动用于两个相交轴之间的传动。交叉轴斜齿轮传动是用来传递两相交错轴之间的运动。蜗杆传动也用于传递异相轴之间的运动。10用于交错轴之间的齿轮传动。除了上述传动装置，还有准双曲面齿轮传动装置，这也是一种常见的类型。虽然齿轮机构有很多种，但直齿轮传动是齿轮机构中最简单、最基本、应用最广泛的一种。渐开线齿廓的齿轮称为渐开线齿轮。对于固定传动比的齿轮，应从啮

5、合、设计、制造、安装和使用等方面考虑。这种齿轮使用最广泛。，11，渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸，以外齿轮为例：12，1。各种零件的名称和符号基圆：齿顶圆：齿根圆：齿距(圆周齿距):齿厚：齿槽宽度：EK Anywhere:PK=SK EK；在分度圆上：p=e s齿顶高：ha齿根高：hf全齿高：h=ha hf，13，渐开线标准齿轮基本参数1)。齿数z 2)。模量m d=pz d=pz/令：m=p/- m为基本参数。模数d=mz 3)。两个互相啮合的齿轮的传动比。圆形齿轮的传动比是恒定的。齿轮传动的主要失效形式齿轮主要有五种失效形式：1)齿轮断裂一般发生在齿根处。原因：齿轮受力时，齿根弯曲应力最

6、大，应力集中。2)在过度接触应力的反复作用下，齿面会产生细小的疲劳裂纹，裂纹的扩展会剥离齿面上的金属颗粒，形成凹坑，即疲劳点蚀。3)高速重载传动中，齿面胶合往往会因啮合温度升高而导致润滑失效，导致两齿面金属直接接触和相互粘连。当两个齿面相对移动时，较软的齿面沿滑动方向被撕裂。这种现象被称为胶合。预防：适当提高齿面硬度，降低表面粗糙度。低速传动采用高粘度润滑油，高速传动采用含防粘添加剂的润滑油。4)齿面磨损在齿轮传动过程中，两个开县齿廓之间存在相对滑动，这将在载荷作用下引起齿面磨损。主要有两种情况：由灰尘和硬屑进入齿面之间引起的磨损；齿面间相互摩擦引起的磨合磨损。预防：采用封闭式传动，降低底部齿

7、面粗糙度，保持良好润滑。5)齿面变形在重载下，软齿面可能发生局部塑性变形，导致齿面失去其正确的齿形。16、3.2.2.2根据主、从轴的相对位置，皮带传动分为平带、三角带、特殊断面皮带和平带传动：平行轴间的开式传动、交叉传动、半交叉传动和三角带传动均为开式传动，17。在摩擦式皮带传动中，根据皮带的不同截面形状，可分为：平皮带。圆皮带传动的功率很小，常用于低速、轻载机械，如家用缝纫机。平带的横截面为扁平矩形，其工作面为与轮面接触的内表面。三角带的横截面为等腰梯形，其工作面为与槽轮槽接触的两侧，而三角带的横截面形状如图3.38、18所示，不与槽轮底部接触。在相同预紧力的情况下，三角带传动比平带可以产

8、生更大的摩擦力，传递更多的动力。多楔皮带是在平皮带的基础下用许多纵向楔块制成的，其楔形部分嵌入皮带轮上相应的楔形槽中，并由多个楔形面工作。因此，多楔皮带具有三角带摩擦力大、平带弯曲应力小的优点，常用于动力传递大、结构和尺寸紧凑的场合。在平带传动中，根据驱动轴和从动轴的相对位置，平行轴之间有开式旋转，垂直横轴之间有交叉旋转和半交叉旋转。在19v皮带传动中，只有一种形式的开式传动。三角带分为普通三角带、窄三角带和宽三角带，其中普通三角带应用广泛。近年来，窄V波段得到了广泛的应用。图3.39皮带传动的传动形式，20，1)紧边拉应力和松边拉应力，其中F1和F2分别为紧边和松边的张力，n；皮带的横截面积

9、，mm2。2)离心应力当皮带以速度v沿皮带轮边缘作圆周运动时，皮带本身的质量将产生离心力，离心力将在皮带整个长度的所有部分产生离心应力。(2)皮带传动的应力分析和失效模式，21，其中q-单位长度皮带的质量，kg/m；A3)当弯曲应力带缠绕在滑轮上时，由于弯曲而产生弯曲应力。弯曲应力b由材料力学公式获得，其中y是从中性表面到最外层的垂直距离，mm2E -皮带材料的弹性模量，MPaDd -滑轮的参考直径，mm(DD)DD越小，B越大。B 1大于b 20)，22。上图显示了皮带的应力分布。从图中可以看出，当皮带绕在小滑轮上时，最大应力出现在点A:每次皮带转动时，应力最后一次发生变化并达到一定值，导致

10、皮带疲劳失效。可以看出，皮带传动的主要失效形式是皮带疲劳失效和皮带轮打滑，23，3223链传动，(1)链传动概述链传动由安装在平行轴上的主动链轮和从动链轮以及缠绕在链轮上的环形链条组成。链轮上有特殊的齿，依靠炼狱链轮齿的咬合来传递运动和动力。与齿轮传动相比，链传动具有以下特点：链传动的制造和安装精度较低，成本较低；在长距离传动中，它的结构比齿轮传动轻得多。与皮带传动相比，链传动具有以下主要特点：1)链传动具有非弹性滑动和滑移，能保证准确的平均传动比和较高的传动效率；2)所需拉力小，作用在轴上的力也小，可以减少轴承的摩擦损失；3)在相同的使用条件下，链传动外形尺寸小，结构紧凑；4)能在粉尘、淤泥

11、、高温等恶劣工作条件下工作。链传动的缺点：1)瞬时链条速度和瞬时传动比可变，传动不稳定；2)工作时产生的噪音；3)不适用于负载变化大、反向快速的变速器；4)两个平行轴之间的传动只能用于同向旋转。根据用途不同，链传动可分为：传动链、起重链、牵引链等。传动链常用于一般机械。(2)传动链和链轮链传动中使用的传动链根据其不同的结构主要包括滚子链和齿形链。1)齿形链齿形链也称为无声链，因为它在工作时冲击小，噪音低。它由一组带两个齿的链板组成，通过铰链连接。链板齿廓的两侧是直边，链板的侧边在操作过程中与链轮齿廓啮合。与滚子链相比，齿形链运行平稳，承受高冲击载荷。然而，齿形链重量较大、价格较高、结构复杂、安

12、装维护要求较高，一般用于高速或高精度传动。27，下面主要讨论广泛使用的滚子链传动。2)滚子链滚子链的结构如图所示，由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚轮5组成。其中，内链板与套筒、外链板与销轴分别通过过盈配合固定连接，分别称为内链节和外链节。套筒和销轴之间有间隙配合，因此内外连杆形成铰链。滚轮和套筒之间也有间隙配合，滚轮可以自由转动。当链条和链轮进入和退出啮合时，内链节和外链节相对旋转，同时滚子沿着链轮齿廓滚动，从而减少链条和链轮齿的磨损。因此，传动链的磨损主要发生在销轴和套筒的接触面上，内外链板之间应留有一点间隙，以便润滑油能渗入销轴和套筒之间的摩擦面。28，内、外链板都做成“8”形，使

13、其横截面具有与近视相同的抗拉强度，同时，它可以减少运动时的重量和惯性力。滚子链可制成单排链、双排链或三排链。多排链可以传输大功率。理论上，承载力与行数成正比。然而，由于精度的影响，每行的负载是一个链条工作时，过渡环节不仅承受拉力，还受到附加弯矩的影响，其强度仅为普通环节的80%，应尽量避免。30，3)滚子链链轮的轮廓曲线必须保证链条在工作时能自由平稳地进出啮合，啮合时与滚子接触良好，加工工艺性较好。虽然链轮齿廓已经标准化，但国家标准只规定了最大和最小齿槽形状，主要包括齿面圆弧半径R、齿槽圆弧半径ri以及齿槽角度的最大和最小值(图3.47(a)。详见英国标准124485。实际链轮端面的齿廓应在最

14、大和最小齿槽形状之间。目前常用的端面齿廓是图3.47(b)所示的“三维圆弧直线”齿廓，它由三条圆弧aa、ab、cd和直线bc组成。这种齿形基本符合国家齿形标准，啮合性能好，加工方便。当选择该齿廓并用相应的标准刀具31加工时，不必在链轮工作图上绘制端面齿廓，只需在工作图上标记“该齿廓是根据3RGB124485制造的”。链轮轴面的齿形如图3.48所示，其两侧为弧形，便于链节进出啮合。在链轮的工作图上，应画出其轴面的齿廓，并应标明链节距p、齿数z、分度圆直径d、齿顶圆直径da和齿根圆直径df。(3)链传动的失效形式1)链条的疲劳损伤链条不断地从松边向紧边移动。在紧边张力和松边张力的反复作用下，经过一

15、定次数的循环，链板首先出现疲劳断裂。在润滑良好的中速链传动中，链条的疲劳强度是决定其承载能力的主要因素。在工况恶劣、润滑不良的开式链传动中，铰链中销轴与套筒之间的压力较大，它们相对转动，使得铰链磨损，链条实际节距变长，导致传动更加不稳定，容易造成跳齿或断链。3)当链条铰链速度过高，润滑不好时，销轴和套筒之间的润滑被破坏，使它们在很高的温度下直接接触，导致胶合。因此，涂胶在一定程度上限制了链传动的极限速度。4)过载拉伸失效在低速(6m/s)重载或短期过载的情况下，当链条上的张力超过链条的静态强度时，链条将会断裂。34，5)滚子和套筒的冲击疲劳损伤。当链节与链轮齿啮合时，滚子和链条之间会发生碰撞。

16、高速时，由于冲击载荷大，套筒和滚子表面发生冲击疲劳破坏。(4)链传动的布局，1)为了确保正确啮合，两个链轮应位于同一垂直面，并保持两个轴相互平行。2)两个车轮的中心线应水平排列(图3.49(a)，或者中心线与水平线之间的夹角不应超过45(图3.49(b)。为满足传动需要，张紧轮应设置在60。张紧轮通常设置在松散的小链轮附近(图3.4.9(c)。张紧器可以是链轮或无齿滚轮。35，3)链传动的紧边布置在顶部，松边布置在底部(图3.49(a)，以避免松边向上时链条和链轮之间因过度下垂而产生干涉。36，3.2.2.3链传动(1)链传动的概念链传动和皮带传动是广泛使用的机械传动。它由安装在平行轴上的主动链轮和从动链轮以及缠绕在链轮上的环形链条组成(图3.42)。链轮上有特殊的齿，通过链条和链轮齿之间的啮合来传递运动和动力。37、链传动和皮带传动都是带有中间柔性