第七章 机械传动

机械基础十堰市应用科技学校1第七章机械传动教学目的：通过本章的学习，使学生了解机械传动的类型和应用。重点难点：机械传动的应用场合。教学方法：讲授教学课时：26教学内容：1、带传动2、链传动3、齿轮传动4、蜗杆传动5、轮系和减速器7-1带传动教学目的：1、熟悉带传动的特点、类型及应用。2、了解三角带的构造、标准。3、掌握带轮材料4、掌握V带轮的张紧、安装、维护重点难点：V带轮的特点、应用、材料和构造标准。教学方法：讲授教学课时：4教学内容：带传动是由主动轮，从动轮和传动带所组成，靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力。一、带传动的类型、特点和应用。1．带传动的类型带传动可分为平型带传动、三角带传动、圆形带传动和同步带传动等。(1)平型带传动平型带(flatbelt)的横截面为矩形，已标准化。常用的有橡胶帆布带、皮革带、棉布带和化纤带等。平型带传动主要用于两带轮轴线平行的传动，其中有开口式传动（openbeltdrive）和交叉式传动（crossedbeltdrive）等。开口式传动，两带轮（a）平型带传动（b）三角带传动（c）圆形带传动（d）同步带传动机械基础十堰市应用科技学校2转向相同，应用较多；交叉式传动，两带轮转向相反，传动带容易磨损。(2)三角带传动三角带(V—belt)的横截面为梯形，已标准化。三角带传动是把三角带紧套在带轮上的梯形槽内，使三角带的两侧面与带轮槽的两侧面压紧，从而产生摩擦力来传递运动和动力。在相同条件下三角带传动比平型带传动的摩擦力大，由于楔形摩擦原理，三角带的传动能力为平带的3倍。故三角带传动能传递较大的载荷，获得了广泛的应用。(3)圆形带传动圆形带常用皮革制成，也有圆绳带和圆锦纶带等，它们的横截面均为圆形。圆形带传动只适用于低速、轻载的机械，如缝纫机、真空吸尘器、磁带盘的传动机构等。(4)同步带传动同步带(synchronusbolt)传动是靠带内测的齿与带轮的齿相啮合来传递运动和动力的。由于钢丝绳受载荷作用时变形极小，又是啮合传动，所以同步带传动的传动比较准确。1．带传动的特点与其它传动形式相比较，带传动具有以下特点：(1)由于传动带具有良好的弹性，所以能缓和冲击、吸收振动，传动平稳，无噪声。但因带传动存在滑动现象，所以不能保证恒定的传动比。(2)传动带与带轮是通过摩擦力传递运动和动力的。因此过载时，传动带在轮缘上会打滑，从而可以避免其它零件的损坏，起到安全保护的作用。但传动效率较低，带的使用寿命短；轴、轴承承受的压力较大。(3)适宜用在两轴中心距较大的场合，但外廓尺寸较大。⑷结构简单，制造、安装、维护方便，成本低。但不适用于高温、有易燃易爆物质的场合。3、带传动的应用带传动是一种应用广泛的机械传动。无论是在精密机械，还是在工程机械，矿山机械，化工机械，交通运输，农业机械等中，它都得到广泛使用。二、三角胶带的结构和标准1．三角胶带的结构三角胶带都制成无接头的环形。它由包布层、伸张层、强力层和压缩层四个部分组成。包布层多由胶帆布制成，它是三角带的保护层。伸张层和压缩层主要由橡胶组成，当胶带在带轮上弯曲时可分别伸张和压缩。强力层由几层棉帘布或一层线绳制成，用来承受基本的机械基础十堰市应用科技学校3拉力。2．三角胶带的标准三角胶带是标准件，由专业工厂生产。按截面尺寸的大小，三角胶带分为O、A、B、C、D、E、F七种型号。线绳结构的三角胶带目前只生产O、A、B、C四种型号。三角带的内周长度称公称长度。三角带中性层的长度称节线长度。例如“B2400”表示三角带型号为B型，内周长2400mm。三、三角带轮的材料和结构三角带轮重量轻,结构工艺性好,质量分布均匀。轮槽工作表面粗糙度Ra为1.6～3.2,具有一定尺寸精度，可延长带的使用寿命。1、材料:铸铁,常用HT150、HT200。转速高时：用铸钢、钢的焊接结构低速、小功率时：用铝合金、塑料。2、三角带典型结构：（4种）实心式：当带轮直径d≤（2.5-3）dS(带轮轴孔直径)采用。腹板式:当带轮直径d≤300mm时采用。孔板式:当带轮直径d≤300mm时采用。轮辐式:当带轮直径d≥300mm时采用。五、带传动的张紧、安装和维护。1、V带的张紧⑴、定期张紧装有带轮的电动机安装在移动导轨上,旋转调节螺钉以增大或减小中心距，从而达张紧或松开的目的。电动机安装在摆动底座上,通过旋转调整螺母来调节中心距，达到张紧目的。图9-10三角带轮的结构机械基础十堰市应用科技学校4图9—14采用张紧轮张紧装置⑵、自动张紧把电动机安装在的摇摆架上,利用电动机的自重,使带轮随电动机绕固定轴摆动,以达到自动张紧的目的。⑶、采用张紧轮若中心距不能调整,可采用张紧轮张紧。图所示张紧装置适宜平带传动。图所示张紧装置适宜三角带传动，张紧轮一般安装在松边内侧,使带只受单弯曲;同时尽量靠近大带轮,以免减小小带轮的包角。张紧轮直径可小于小带轮直径，其轮槽尺寸与带轮相同。2、带传动的维护为了延长使用寿命，保证正常运转，须掌握正确的使用与维护。⑴．带传动在安装时，必须使两带轮轴线平行，轮槽对正，否则会加剧磨损。安装时应缩小中心距后套上，然后调整。⑵．严防与矿物油、酸、碱等腐蚀性介质接触，也不宜在阳光下曝晒。⑶．为保证安全，带传动应加防护罩。图9—12自动张紧装置图9—13采用张紧轮张紧装置机械基础十堰市应用科技学校5图10-1链传动7-2链传动教学目的：1、熟悉链传动的工作原理特点及应用2、掌握链传动的类型重点难点：链传动的工作原理，传动链的类型教学方法：讲授教学课时：4教学内容：一、链传动的工作原理和特点链传动(chaindrive)是由主动链轮(chainwheel)、链条(chain)、从动链轮组成。链轮具有特定的齿形，链条套装在主动链轮和从动链轮上。工作时，通过链条的链节与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。链传动具有下列特点：⑴链传动结构较带传动紧凑，过载能力大。⑵链传动有准确的平均传动比，无滑动现象，但传动平稳性差，工作时有噪声。⑶作用在轴和轴承上的载荷较小。⑷可在温度铰高、灰尘较多、湿度较大的不良环境下工作。⑸低速时能传递较大的载荷。⑹安装精度高，制造成本较高。二、链的类型和应用由于链的用途不同，链分为传动链、起重链和牵引链三种。传动链用于一般机械中传递动力和运动；起重链用于起重机械中提升重物；牵引链用于链式输送机中移动重物，常用的传动链根据其结构的不同，可分为短节距精密滚子链(简称滚子链)和齿形链(又称无声链)两种。齿形链是由一组带有两个特定齿形的链板左右交错并列铰接而成。工作时，通过链板上的链齿与链轮轮齿相啮合来实现传动。与滚子链相比，齿形链传动平稳，噪声小，承受冲击性能好，工作可靠，但结构复杂，价格较高，且制造较难，故多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。链传动通常用于要求有准确的平均传动比，两轴平行且中心距较大，不宜应用带传动和齿轮传动的场合。因链传动能在恶劣条件下工作，故在矿山、冶金、机械基础十堰市应用科技学校6建筑、石油、农业和化工机械中获得广泛应用。三、滚子链和链轮1．滚子链滚子链(rollerchain)在一般机械中应用广泛。滚子链条由若干内链节和外链节依次铰接而成。内链节由内链扳、套筒和滚子组成。内链板与套筒以过盈配合联接,套筒与滚子以间隙配合相联，构成活动铰链，滚子可绕套筒自由转动。外链节由外链板和销轴组成，它们之间以过盈配合联接在一起。内链节和外链节之间用套筒和销轴以间隙配合相联。当链屈伸时，套筒能够绕销独自由转动，起着铰链的作用。链条工作时，滚子与链轮轮齿相啮合，由于滚子是活套在套简上的，故滚子与轮齿为滚动摩擦，可减轻它们之间的磨损。链条上相邻两销轴中心的距离p叫作节距(pitch)，它是链条的主要参数。传动链在使用时总是首尾相连成环形。滚子链的接头形式，当链节总数为偶数时内链板和外链板首尾相接可用开口销或弹簧卡将销轴锁紧。当链节总数为奇数时，则应采用过渡链节进行联接。但过渡链节的弯链板在工作时易产生附加弯曲应力，故应尽量避免采用。因此链节总数最好为偶数。2．链轮链轮的齿形对啮合质量有很大影响，正确的齿形应保证链节平稳而自由地进入和退出啮合，各齿磨损均匀，不易脱链且便于加工和测量。三段圆弧和直线bc组成，称为三圆弧一直线齿形。链轮的典型结构由轮辐、轮毂、轮缘三部分组成。具体结构型式由链轮直径大小而定。有整体式、腹板式、孔板式、组合式。选择链轮的材料时应保证链轮轮齿具有足够的强度和较好的耐磨性，同时注意降低成本。一般小链轮采用的材料应好于大链轮，因为小链轮啮合次数比大链轮多，磨损较重，受冲击较大。7-3齿轮传动教学目的：1、了解齿轮传动的特点、应用及分类。2、了解渐开线齿轮各部分的名称、主要参数。3、掌握标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸、计算。4、了解渐开线齿轮的啮合传动、安装。机械基础十堰市应用科技学校75、认识其他齿轮传动重点难点：渐开线齿轮各部分主要参数、标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸、计算。教学方法：讲授教学课时：6教学内容：齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。一、齿轮传动的特点、应用及分类㈠、齿轮传动的特点1、传递功率的范围大，速度广2、能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠。3、传动效率高，使用寿命长，工作可靠。4、可以实现平行或不平行轴之间的传动。5、齿轮的制造、安装精度、成本较高。6、不宜用于远距离的传动提问：比较齿轮和以前所学过的几种传动装置的不同点？㈡、齿轮传动的应用在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递任意位置的两轴之间的运动和动力。齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠，效率高，寿命长，适用的功率、速度和尺寸范围大。传动功率可以从很小至十几万千瓦；速度可高达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。㈢、齿轮机构的类型外啮合直齿圆柱齿轮内啮合齿轮齿条平行轴传动斜齿圆柱齿轮人字齿轮按两轴的相对位置和齿向直齿圆锥齿轮相交轴传动曲齿圆锥齿轮交错轴斜齿轮交错轴传动蜗杆机构二、渐开线齿轮各部分名称、主要参数㈠．齿轮各部分的名称１．齿槽：齿轮上相邻两轮齿之间的空间。２．齿顶圆：轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆，其直径用da表示。３．齿根圆：齿槽底部所在的圆称为齿根圆，其直径用df表示。机械基础十堰市应用科技学校8４．齿厚：一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿厚，用s表示。５．齿槽宽：一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽，用e表示。６．分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分度圆，其直径用d表示。７．齿距：两个相邻而同侧的端面齿廓之间的弧长称为齿距，用p表示。即p＝s＋e８．齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。９．齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用ha表示。10．齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，用hf表示。11．齿宽：沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度，用b表示。㈡、主要参数：１．齿数Z一个齿轮的牙齿数目即齿数。２．模数m因为分度圆周长πd＝Zp，则分度圆直径为d＝Zp／π由于π为一无理数，为了计算和制造上的方便，人为地把p／π规定为有理数，即齿距P除以圆周率π所得的商称为模数，用m表示。即m＝p／π(mm)３．压力角α通常说的压力角指分度圆上的压力角，用α表示。我国规定标准压力角α＝20°。齿廓形状是由模数、齿数、压力角三个因素决定的。机械基础十堰市应用科技学校9三．标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算正常齿制ha＝1,C＝0.25短齿制ha＝0.8,C＝0.3顶隙一对齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶到另一个齿轮的齿根之间的径向距离，用c表示。顶隙可以避免一对齿轮传动时轮齿相互碰撞，并可贮存一些润滑油。标准中心距a＝r1＋r2＝m(Z1＋Z2)／2例题：已知一对标准直齿圆柱齿轮传动，其传动比i12＝3,主动轮转速n1＝600r／min,中心距a＝168mm,模数m＝4mm,试求从动轮的转速n2.齿轮齿数z1和z2各是多少？解：传动比i12＝n1／n2＝Z2／Z1n2＝n1／i12＝600／3＝200r／mini12＝Z2／Z1＝3a＝m(Z1＋Z2)／2＝168Z2＝3Z1