传动机构概述

传动机构概述2Ø齿轮传动Ø链传动Ø带传动Ø蜗杆传动Ø连杆机构及其传动Ø凸轮机构Ø液压传动3一、齿轮传动n齿轮传动传动比Ø齿轮传动是一种啮合传动。i=n1/n2=z2/z1Ø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z2Ø在一对齿轮传动中，两轮的转速与它们的齿数成反比4一、齿轮传动n齿轮传动优缺点Ø齿轮传动的主要优点：ü传动速比恒定不变；ü传递功率范围较大；ü传动效率高(一般效率为O.95～0.98，最高可达0.99)；ü工作可靠，寿命较长；ü结构紧凑，外廓尺寸小。Ø齿轮传动的主要缺点：ü制造和安装精度要求较高，而精度较低的齿轮在高速运转时会产生较大的振动和噪声；ü轴间距离较大时，传动装置较庞大；ü使用维护费用较高5一、齿轮传动n齿轮传动类型Ø按照两轴相对位置的不同，齿轮传动可分为三大类：两轴平行的齿轮传动、两轴相交的齿轮传动以及两轴相错的齿轮传动。啮合类别图例说明两轴平行外啮合直齿圆柱齿轮传动 1．轮齿与齿轮轴线平行2．传动时，两轴回转方向相反3．制造最简单4．速度较高时容易引起动载荷与噪声5.对标准直齿轮传动，一般采用的圆周速度常在3m/s以下外啮合斜齿圆柱齿轮传动 1．齿轮与齿轮轴线倾斜成某一角度2．相啮合的两齿轮轮齿倾斜方向相反，倾斜角大小相同3．传动平稳，噪声小4．工作中会产生轴向力，轮齿倾斜角越大，轴向力越大5．适用于圆周速度较高的场合（3m/s以上）6一、齿轮传动n齿轮传动类型啮合类别图例说明两轴平行人字齿轮传动 1．轮齿左右倾斜方向相反，呈“人”字形，因此可以消除斜齿轮因轮齿单向倾斜而产生的轴向力2．制造成本较高内啮合圆柱齿轮传动 1．它是外啮合齿轮传动的演变形式。大轮的齿分布在圆柱体内表面，成为内齿轮2．大小轮的回转方向相同3．轮齿可制成直齿，也可制成斜齿齿条传动 1．这种传动相当于大齿轮直径为无穷大的外啮合圆柱齿轮传动2．齿轮作回转运动，齿条作直线运动3．轮齿多为直齿，也可制成斜齿7一、齿轮传动n齿轮传动类型啮合类别图例说明两轴相交直齿锥齿轮传动 1．轮齿排列在圆锥体表面上，其方向与圆锥的母线一致2．一般用在两轴线相交成90°圆周速度小于2m/s的场合曲线齿锥齿轮传动 1．一对曲线齿锥齿轮同时啮合的齿数比直齿圆锥齿轮多。啮合过程不易产生冲击，传动较平稳，承载能力较高。在高速和大功率的传动中广泛应用2．设计加工比较困难，需要专用机床加工，轴向推力比较大8一、齿轮传动n齿轮传动类型啮合类别图例说明两轴交错交错轴斜齿轮传动1．相应地改变两个斜齿轮的轮齿倾斜角，即可组成轴间夹角为任意值（0°～90°）的交错轴斜齿轮传动2．交错轴斜齿轮传动承载能力较小，且磨损较严重9一、齿轮传动n齿轮传动的失效形式和预防措施Ø轮齿折断：齿根疲劳折断，齿在变应力的反复作用下，超过疲劳极限应力值时受到过大的载荷冲击或过载时轮齿折断。Ø齿面疲劳点蚀：齿面理论上是线接触，但实际上因为齿面的弹性变形而形成很小的面接触，产生很大的接触应力，运行一定时间之后表面产生细微的疲劳裂纹。使表面金属脱落而形成小坑，称之为点蚀。点蚀会严重影响传动的平稳性，产生振动我噪音。Ø措施：为防止齿面点蚀需要提高齿面硬度及保持良好的润滑。10一、齿轮传动n齿轮传动的失效形式和预防措施Ø齿面磨损：主要是因为润滑油不够或颗粒杂质产生的，磨损会引起齿面轮廓的变形，使齿的侧面间隙增大，产生强烈的冲击和振动。Ø措施：注意润滑油的清洁和更换，应采用闭式传动。Ø齿面胶合：工作齿面在重载高温作用下产生局部熔化，而相对滑动时较软齿面的金属沿滑动方向脱落，齿面形成深浅不等的条状粗糙沟纹。Ø措施：提高齿面硬度和齿面的粗糙度（加工光洁度），保持良好的润滑。11一、齿轮传动n齿轮传动的失效形式和预防措施Ø齿面塑性变形：在重载式起动传动中，齿面承受载荷较大，较软齿面可能产生局部的金属流动现象，即齿面塑性变形。Ø措施：提高齿面的硬度，避免频繁起动和过载工作。二、链传动n链传动组成Ø链传动的组成：主动链轮，从动链轮，链条。Ø链传动是依靠链和链轮轮齿的啮合而传动n链传动传动比i=n1/n2=z2/z1Ø主动链轮的转速为n1，齿数为z1；从动链轮的转速为n2，齿数为z2二、链传动n链传动优缺点Ø链传动的优点：ü准确传动比ü传动功率大ü传动效率高ü适用于两轴中心距较大，高温重载及诸多不良情况下工作Ø链传动的缺点：ü链条磨损后节距变大，易脱落ü链条传动瞬时链速不是常数，传动易产生动载荷和冲击ü噪音大ü安装和维护要求较高二、链传动n链种类Ø传动链种类繁多，最常用的为：滚子链&齿形链Ø滚子链的机构：内链板，外链板，销轴，套筒，滚子Ø滚子链有单排链、双排链、多排链。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、链传动n链种类Ø滚子链主要参数ü节距：链条的相邻两销轴中心线之间的距离，以符号P表示ü节数：滚子链的长度用节数表示。为便于两端连接，链节数尽量选偶数Ø齿形链：由多个链片铰接而成，铰链为滚动副或滑动副，链片与轮齿作楔入啮合的链条Ø主要特点：ü噪音小:通过工作链板与链轮齿的渐开线齿形进行啮合传递动力，与其多边形效应明显降低，冲击小、运动平稳、啮合噪音较小。ü可靠性较高：齿形链的链节是多片式结构，当其中个别链片在工作中遭到破坏时并不影响整根链条的工作，如需增加承载能力只需在宽度方向较小尺寸（增加链片排数）。二、链传动n链传动失效形式Ø链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏；Ø链节磨损后伸长。销轴与套筒承受较大的压力，彼此间产生磨损，之后节距变大会引起跳齿或脱链现象；Ø冲击破坏；Ø胶合。当链传动装置高速工作，链节啮入时受到较大冲击和振动，导致销轴和套筒间磨损严重发热以至产生胶合；Ø轮齿过度磨损；Ø过载拉断。起动、制动、反转或重复冲击载荷时，链条受到较大动载荷引起断裂。三、带传动n带传动工作原理Ø带传动由主动轮、从动轮和传动带构成。属于摩擦传动，由于环形带张紧在带轮上，带中产生初拉力F。带与带轮在接触处产生正压力，当主动轮在驱动力矩作用下转动时，轮与带轮之间产生摩擦力，并带动带运动，同样带又带动从动带轮克服工作阻力而转动，这样就可把主动轮的运动和动力传到从动轴上n带传动传动比Ø主动轮与从动的转速之比i＝n1/n2＝D2/D1三、带传动n带传动类型Ø生产中使用的带传动，有平带、V带、圆带、同步齿形带等类型(见下图)，以平带和V带使用最多。a)平带传动b)V带传动c)圆带传动d)同步齿形带传动1－带2－带轮三、带传动n带传动类型ØV带ü横截面为等腰梯形梯形ü工作时侧面接触，地面不接触ü抗拉体：帘布芯结构，绳芯结构ØV带的安装ü缩小中心距后套入V带再逐渐增大中心距üV带轮轴线理想状态应平行，允许偏角20’üV带顶部应与带轮外圆平齐，下端有一定间隙ü使用过程中应及时检查并调整三、带传动n带传动类型ØV带张紧：V带传动常用的张紧装置有调距张紧和张紧轮张紧两种结构ü调距张紧ü张紧轮张紧调距张紧装置1－电动机2－滑道3－调整螺钉张紧轮紧张装置三、带传动n带传动形式Ø开口传动：两轴平行，1、2同向Ø交叉传动：两轴平行，1、2反向Ø半交叉传动：两轴交错，不能逆转三、带传动n带传动特点ü可用于两轴距离较远的传动(最大中心距可达40m)。ü带本身具有弹性，因而可以缓和冲击和振动，使传动平稳，且无噪声。ü当机器过载时，带会在轮上打滑，能起到对机器的保护作用。ü结构简单，成本低，安装维护方便，带损坏后容易更换。ü结构不够紧凑。ü不能保证准确的传动速比。ü由于需要施加张紧力，所以轴及轴承受到的不平衡径向力较大。ü带的寿命较短。n带传动维护保养ü1、选型要准确；ü2、两轮轴心平行，轮槽必调整在同一平面内；ü3、定期检查皮带是否损坏或松弛，必要时全部更换；ü4、防止酸、碱或油污等腐蚀性物质和皮带的接触，工作温度不超过60℃三、带传动n带传动应用举例Ø在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确要求的场合平带V带圆形带四、蜗杆传动Ø蜗杆传动机构主要是由蜗轮和蜗杆组成。用来传递两相错并垂直轴间的运动n蜗杆的组成n蜗杆的传动比i=w1/w2=z2/z1w1—杆运行速度；蜗w2—运行速度；蜗轮z1—杆数；蜗头z2—数蜗轮齿n旋转方向判定Ø蜗杆竖起，螺旋线左低右高为右旋蜗杆。Ø再用右手判断蜗轮的旋向：即右手手握蜗杆，四指指向蜗杆的旋转方向，则大拇指的反向就是蜗轮的旋转方向。四、蜗杆传动n旋转方向单、多头蜗杆四、蜗杆传动n蜗杆传动的特点Ø优点ü单级传动比大，一般i=10～100，在传递动力的分度机构中，最大可达1500以上。ü同啮合为线接触，可承受较大的动力。ü结构紧凑、传动平稳、无噪声。Ø缺点ü同两轴垂直，两轮节点线速度垂直，故相对滑动速度很大，易发热和磨损。ü效率低，一般效率在0.7～0.8；具有自锁性的蜗杆蜗轮效率更低，一般小于0.5。四、蜗杆传动n蜗杆传动的类型圆柱蜗杆传动环面蜗杆锥蜗杆四、蜗杆传动n蜗杆传动的失效Ø蜗杆传动的主要失效形式有轮齿折断、齿面胶合、齿面点蚀和齿面磨损。Ø在一般情况下，失效形式总是发生在强度较低的蜗轮上。由于蜗杆传动齿面间的相对滑动速度大，当润滑条件得不到保证时，传动效率低，发热量大，容易发生胶合、点蚀和磨损。Ø因此蜗杆的常用材料碳钢或合金钢需经热处理以获得足够的硬度。蜗轮则采用耐磨、抗胶合的锡青铜或铸铁。n蜗杆的润滑Ø滑杆具有特重要的意。由于杆摩擦生的量大，所以要求工作有良好的滑润对蜗传动别义蜗传动产发热较时润件，滑的主要目的在于少摩擦散，以提高杆的效率，防止合及少磨条润减与热蜗传动胶减损Ø杆的滑方式主要有蜗传动润油池润滑和喷油润滑Ø滑速度动Vs＜5-10m/s的杆用油池浸油。蜗传动Vs＞10-15m/s，采用力油滑应压喷润五、连杆机构及其传动n连杆机构Ø连杆机构是由若干个刚性构件用传动副或移动副联接而成。曲柄、连杆、摇杆及机架构成平面四杆机构。n术语Ø运动副：两构件直接接触且能产生一定形式的相对运动的可动连接。ü低副：两构件间作面接触的运动副。转动副，移动副，螺旋副ü高副：两构件作点或线接触的运动副。滚动轮接触，凸轮接触，齿轮接触等。转动副移动副螺旋副滚动轮接触五、连杆机构及其传动n连杆机构运动条件Ø连架杆与机架中必有一个是最短杆；Ø最短杆与最长杆长度之和必须小于或等于其余两杆长度之和。五、连杆机构及其传动n连杆机构优缺点Ø连杆机构优点ü连杆机构为低副机构，运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击；ü运动副元素的几何形状多为平面或圆柱面，便于加工制造；ü在原动件运动规律不变情况下，通过改变各构件的相对长度可以使从动件得到不同的运动规律；ü可以连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求.Ø连杆机构缺点ü由于运动积累误差较大，因而影响传动精度；ü由于惯性力不好平衡而不适于高速传动；ü设计方法比较复杂。