第10章 机械传动(压缩)幻灯片.ppt

1、1,第三篇 机械与传动,机械原理,机械零件,10-机械传动,2,结构特点,工作原理,参数的计算,第十章 机械传动,使用情况,10-机械传动,3,第一节 概述,一、机械的组成,3-4个基本组成部分,动力,传动,执行,控制,10-机械传动,4,常用的基本概念,什么是机械？ 机器和机构的总称 什么叫机器？ 机器是一种人为的实物构件的组合，各部分之间具有确定的相对运动 ，并能用来转换或利用机械能的装置。 什么叫机构？ 机构是指两个或两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的构件组合。 什么是机械传动？ 一种最基本的传动方式，通常采用齿轮、带轮、蜗杆等机械零件组成的传动装置来进行能量的传递。,10-机械

2、传动,5,二、机械传动的作用,1传递运动和动力 2改变运动形式 3调节运动速度和方向 传动系统是机械的一个很重要的组成部分，它对机械工作质量的好坏，劳动生产率的高低，使用和维修都有很大影响。,10-机械传动,6,三、机械传动的主要参数,参数,v 圆周线速度,转速 n,P 功率,T 转矩,传动比 i,效率,10-机械传动,7,1转速和圆周线速度,转速n和圆周线速度v都是描述传动机构的运动速度的，只是在不同的设计和计算场合下使用，它们之间的关系如下,v 圆周线速度(ms)； n 转速(rmin)； D 计算直径(mm),10-机械传动,8,2. 传动比,主动轮与从动轮转速之比，用符号i表示。,i

3、传动比； n1 主动轮转速(rmin)； n2 从动轮转速(rmin),i1时，减速；i=1时，等速；i1时，增速。 多数情况下采用多级传动机构，以获得较大的传动比。在多级传动中，每一级有一个传动比，而总传动比等于各级传动比之积。,10-机械传动,9,3. 效率,传动机构的输出功率与输入功率之比称为该机构的效率，用表示。即, 机构的效率()； P1 输入功率(kW)； P2 -输出功率(kw),由于存在的摩擦阻力要消耗一定的功率，所以效率是小于1的数值。效率涉及能源的利用和运转的成本，对于经常运转的机械，应当对效率问题引起更大的注意。 机械的总传动效率为整个传动中各级传动效率的乘积。即,10-

4、机械传动,10,4.转矩,转矩是使传动机构产生转动的物理量，用T表示，当功率一定时，轴的转速与其转矩成反比。,T 主（从）动轮的转矩(Nm)； P 主（从）动轮的功率(Kw)； n 主（从）转速(r/min)。,所以，转矩由主动轴传递到从动轴，其数值增加近 i 倍。采用减速传动机构可使工作机构获得较大的工作动力。,由于,10-机械传动,11,第二节 带传动,三、带传动的安装和使用维护,二、V带和带轮的结构,一、概述,10-机械传动,12,一、概述,利用皮带与皮带轮之间的摩擦力，传递动力，运动。空调通风系统，为降低噪音，常采用皮带传动。,10-机械传动,13,1.带传动的工作原理,由于传动带张紧

5、在带轮上，当主动轮转动时，主动轮与皮带之间的摩擦力就驱使带运动，而皮带与从动轮之间的摩擦力又带动从动轮转动。所以，带传动是一种摩擦传动。,10-机械传动,14,2. 带传动的类型,10-机械传动,15,带必须以一定的初拉力 F0 张紧在带轮上。 设带的总长在工作中保持不变，则紧边拉力的增量等于松边拉力的减少量。即,3. 带传动的受力分析,10-机械传动,16,紧边拉力与松边拉力之差称为带传动的有效拉力F（带所能传递的有效圆周力），它是带和带轮接触面上摩擦力的总和，用以传动动力和运动。,整理公式,在带传动中，有效拉力不能超过带与轮面间摩擦力综合的极限值，否则带传动会发生打滑。,10-机械传动,1

6、7,什么叫弹性滑动？如何计算？ 由于带的弹性变形而引起带在轮面上滑动的现象，称为弹性滑动。弹性滑动使从动轮的圆周速度 v2总是低于主动带轮的圆周速度v1，该降低率称为带传动的滑动率 ：,4带传动的传动比,带传动的传动比如何计算？,由于滑动率很小（ =0.010.02），在一般传动计算中可不予考虑。弹性滑动是带传动所不可避免的特性,不同于打滑失效。,10-机械传动,18,5.带传动的特点,1）适用于中心距较大的两轴间的传动。 2）当过载时，带与带轮间出现打滑，从而可防止机器中其他零件损坏，起过载保护作用。 3）带传动结构简单，制造、安装精度要求低，成本低。 4）带是弹性体，所以能缓冲和吸振。 5

7、）由于带与带轮之间存在弹性滑动，所以不能保证准确的传动比。 6）带的寿命较短，传动效率较低。 7）带与带轮间需要较大的压力，并且需要张紧，因此对轴的压力较大。,10-机械传动,19,6.带传动的应用,多用于中、小型功率的传递，如风机、空压机等都用这种传动作为第一级传动机构。 带传动不宜用于易燃、易爆等危险场合。 为什么带传动的带速不能过高？ 因为P=Fv，当功率一定时，带速高则带受的拉力小，可有效地提高带传动的工作能力。但带速过高时，使带的寿命降低，还会使带的离心力增大，带与带轮间的压力减小，导致带传动的工作能力下降。 所以V 带传动适宜的带速 v=525ms。,10-机械传动,20,二、V带

8、和带轮的结构,V带有橡胶与线绳或帘布制作。皮带轮属于盘毂类零件，一般相对尺寸比较大的采用铸造尺寸较小的可采用钢来锻造。皮带轮各项指标及材质的选用是以能够达到使用要求的前提下上尽量减少原材料、工艺可行、成本最低的选择原则。,10-机械传动,21,1.普通V带的结构,10-机械传动,22,根据国家标准规定，我国生产的V带共有Y、Z、A、D、C、D、E七种型号，各种型号胶带的截面尺寸见表10-1。 V 型带的节线长度（即横截面形心连线的长度）为基准长度，以Ld表示。普通V型带的基准长度系列如表10-2。 普通V带的标记压印在胶带的外表面上,标记顺序是：截型、基准长度、标准号。 例如：A 2000 G

9、BT11544-1997表示基准长度为2000mm的A型V带。,2.V带的型号,10-机械传动,23,3.普通V带轮的结构,略,10-机械传动,24,当 v 25m/s时，用 HT150； 当 v=2530m/s时，用HT200； 当 v 2545m/s时，用球墨铸铁、铸钢或锻钢； 小功率时可用铸铝或塑料。,4. 带轮的材料,10-机械传动,25,三、带传动的安装和使用维护,1、V带带轮的安装,安装带轮时要保证两轮中心线平行，其端面与轴的中心线垂直；主动轮和从动轮的轮槽必须在同一平面内；带轮安装在轴上不得晃动。,10-机械传动,26,2. V带的选用,胶带型号与轮槽型号要一致，若胶带型号小于轮

10、槽型号，将使胶带底面与轮槽底面接触，降低带与轮间的摩擦力。另外，新旧带和不同厂家的带不要混用，这样可以减少各带的承载不均匀。,10-机械传动,27,3. 带的安装,胶带在安装时必须有合适的张紧力，在中等中心距的情况下，用大拇指按下l5mm即为合适。,10-机械传动,28,张紧的目的 带必须在预张紧后才能正常工作；运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。,张紧装置,定期张紧装置,4.带的张紧,10-机械传动,29,自动张紧装置,张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。,

11、张紧轮装置,10-机械传动,30,1）带传动一般需要装防护罩，以保证安全性。 2）需要更换V带时，同组的传动带应同时更换，不能新旧并用，以免长短不同而造成受力不均。 3）胶带不宜与酸、碱、油接触；工作温度不宜超过60。 4）V带工作一段时间后，必须重新张紧，调整带的初拉力。,5.V带传动的使用和维护,10-机械传动,31,第三节 链传动,10-机械传动,32,1. 链传动的传动原理 由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和中间挠性件环形链条所组成，依靠链轮轮齿与链条的啮合来传递运动和动力。,一、概述,10-机械传动,33,设主动链轮的齿数为Z1，从动链轮的齿数为Z2，主动链轮每转过一个齿，通过链条

12、链节带动从动链轮转过一个齿。即两轮转过的齿数应相等，即,2.链传动的传动比,链传动的平均传动比为：,10-机械传动,34,3.链传动的特点和应用,（1）链传动的特点（与带传动相比） 1） 传载能力大，两链轮的平均传动比恒定。 2） 链条张紧力小，作用于轴上的压力也较小，故链传动能够在低速重载条件下使用。 3）传动效率较高，通常为0.92-0.98。 4）可在条件恶劣、温度变化大的场合下工作。 5）只能用于平行轴间传递运动和动力。 6）高速运转时不如带传动平稳，工作噪声大。 7）制造和安装精度高。 8）无过载保护作用。,10-机械传动,35,（2）链传动的应用 当两轴平行，中心距较远，传动功率较

13、大且平均传动比要求较准确，不宜采用带传动和齿轮传动时，可采用链传动。 链传动多用于矿山机械、农业机械、石油化工机械、运输起重机械和机床、摩托车及自行车机械传动上。 目前，链传动一般控制在功率 P 100kW；链速 v 15ms；传动比 i8；中心距 a56m。,10-机械传动,36,4.链传动的类型,链传动按用途不同，可分为三类： （1）传动链 在一般机械中用来传递运动和力。 （2）起重链 用于起重机械中提升重物。 （3）牵引链 用于运输机械驱动输送带等。 传动链有滚子链和齿形链两种，最常用的是滚于链。,10-机械传动,37,1.滚子链的结构 由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成；内链板与套

14、筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接； 滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。,多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多一般不超过4排。,二、滚子链,10-机械传动,38,2.链条接头处的固定形式,10-机械传动,39,3.滚子链的规格,滚子链主要参数（GB1243.1-83）已标准化，分为A、B两种系列。我国以A系列为主，适用于重载、高速和重要的传动；B系列适用于一般传动或维修。 标记示例：链号08A、单排、86个链节长的滚子链标记为08A-186 GB1243.183。 链号数乘以（25.4/16）mm即为链条的齿距值。,表10-4,10-机械

15、传动,40,1.链传动的布置（水平，倾斜，垂直）,三、链传动的布置、张紧及润滑,10-机械传动,41,10-机械传动,42,10-机械传动,43,弹簧自动张紧,重力自动张紧,托架自动张紧,张紧轮定期张紧,2.链传动的张紧,10-机械传动,44,良好的润滑将减少磨损，缓和冲击，提高承载能力，延长链及链轮的寿命。常用的润滑方式有： （1）油壶或油刷供油。 （2）滴油润滑。 （3）油浴或飞溅润滑。 （4）油泵润攒。 一般推荐采用的润滑油为L-AN32、L-AN46、L-AN68等全损耗系统用油。 环境温度高或载荷大的宜取粘度高的润滑油，反之宜取粘度低的。,.链传动的润滑,10-机械传动,45,第四节

16、 齿轮传动,直齿圆柱齿轮,斜齿圆柱齿轮,齿轮传动的特点及应用,两齿轮的模数和压力角必须分别相等,传动的原理、类型及应用特点,传动,制造成本高。齿轮的制造需专用设备，为了降低传动的噪音和振动，其制造及安装精度要求较高,能保证瞬时速比恒定不变。传动平稳性较高，传动运动精度可靠,概述,10-机械传动,46,一、概述,1. 齿轮传动的原理 齿轮传动是一种啮合传动，它是由齿轮副组成用来传递运动和动力的一套传动装置。,当一对齿轮相互啮合运转时，主动齿轮O1的轮齿通过啮合点处力F的作用逐个地推动从动齿轮O2的轮齿，使从动轮转动，从而把主动轴的动力和运动传递给从动轴。,10-机械传动,47,齿轮传动,平面齿轮

17、传动,空间齿轮传动,直齿圆柱齿轮传动,斜齿圆柱齿轮传动,传递相交运动,传递交错轴运动,内啮合,外啮合,齿轮齿条,内啮合,外啮合,齿轮齿条,直齿,斜齿,交错轴斜齿轮传动,蜗杆涡轮,准双曲面齿轮,曲线齿,人字齿齿轮运动,2. 圆形齿轮传动的分类,10-机械传动,48,（外啮合）直齿圆柱齿轮机构,（内啮合）直齿圆柱齿轮机构,斜齿圆柱齿轮机构,齿轮齿条机构,人字齿轮机构,螺旋齿轮机构,10-机械传动,49,（1）能保证瞬时速比恒定不变。传动平稳性较高，传动运动精度可靠。 （2）传递的功率和速度范围较大。传递功率可达105kW，圆周速度可达300m/s。 （3）机构紧凑、工作可靠，为了避免机构过于庞大，

18、一般齿轮传动的速比不宜过大，通常，一对圆柱齿轮传动的速比 i5，一对圆锥齿轮传动的速比 i3。 （4）使用寿命长，传动效率高=0.940.99。 （5）制造成本高。齿轮的制造需专用设备，为了降低传动的噪音和振动，其制造及安装精度要求较高。 （6）不适于轴间距离较大的传动。,3.齿轮传动的特点及应用,10-机械传动,50,设主动齿轮的转速为n1，齿数为z1 ，从动齿轮的转速为 n2 ，齿数为z2 ，那么，主动齿轮每分钟转过的齿数为n1 z1，从动轮每分钟转过的齿数为n2 z2 。由于两齿轮在啮合传动过程中，主动齿轮转过一个齿，从动齿轮相应也转过一个齿，所以两齿轮转过的齿数应相等，即,齿轮的传动比

19、（速比）与其齿数成反比,4. 齿轮传动的传动比,10-机械传动,51,二、渐开线直齿圆柱齿轮传动,1）传动比恒定（四线和一）,2）中心距可分性,两渐开线齿轮的传动比是常数（取决于基圆大小）。此特性称为中心距可分性。该特性使渐开线齿轮对加工、安装的误差及轴承的磨损不敏感，这一点对齿轮传动十分重要。,10-机械传动,52,1、齿轮各部分的名称和符号,（二）主要参数及几何尺寸计算,10-机械传动,53,5个基本参数,我国规定 正常齿 短齿,2、主要参数,3、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算（表10-6）,10-机械传动,54,两齿轮的模数和压力角必须分别相等。,两齿轮的正确啮合条件为,（三）直齿圆柱齿轮正确啮合条件,因为 m 和 为标准值,10-机械传动,55,1、斜齿圆柱齿轮的形成 直齿轮轮齿渐开线曲面的形成与斜齿轮轮齿渐开线曲面的形成的比较,三、斜齿圆柱齿轮传动,10-机械传动,56,斜齿圆柱齿轮的轮齿是按螺旋线的形式分布在圆柱体上的，分度圆柱上的螺旋线和齿轮轴线方向的夹角称为斜齿圆柱齿轮的螺旋角。角愈大，则轮齿倾斜的愈厉害；当=0时，齿轮就是直齿圆柱齿轮。所以螺旋角是斜齿圆柱齿轮的一个重要参数。,螺旋角,10-机械传动,57,(1)传动平稳, (2)承载力高 (3)传动时产生附加轴向分力,2斜齿圆柱齿轮传动的特点,