机械传动知识培训201901

机械传动知识培训谢东辰第一篇：齿轮传动一、齿轮传动的类型及应用齿轮传动：利用齿轮副来传递运动和动力的一种机械传动。第一篇：齿轮传动齿轮传动的常见类型：直齿圆柱齿轮传动第一篇：齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动第一篇：齿轮传动人字齿圆柱齿轮传动外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮齿条传动锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动齿轮传动两轴不平行按轮齿方向按啮合情况相交轴齿轮传动交错轴齿轮传动直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动人字齿齿轮传动外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮齿条传动锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动两轴平行二、齿轮传动的特点1、齿轮传动的优缺点优点：1）、传动效率高（0.98～0.995）2）、传动比恒定3）、结构紧凑4）、工作可靠、寿命长5）、适用的圆周速度和功率范围广缺点：1）、制造、安装精度要求较高2）、不适于中心距a较大两轴间传动3）、使用维护费用较高4）、精度低时、噪音、振动较大2、啮合特点１）、保持恒定传动比２）、传动的可分离性：传动比与基圆半径成反比，与中心距无关，故当中心距略有变化时并不影响传动比的数值，这种啮合特点就称之为可分离性。３）、正确的啮合条件：两齿轮的模数和压力角必须相等。即：m1=m2=ma1=a2=a４）、连续传动的条件：一对互相啮合的齿轮在前面一对轮齿脱离接触前，后面一对齿必须进入啮合。即重合度大于１。（ε1）５）、齿轮加工方法：常用仿形法（刀具的形状与被加工齿轮齿间形状一致）和范成法（插齿和齿轮滚刀）三、齿轮传动的失效形式及预防措施齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，而轮齿的失效形式与工作条件、速度、载荷、材料热处理等因素有关，其常见的失效形式有：轮齿折断齿面点蚀齿面胶合齿面磨损齿面塑性变形1.轮齿折断：折断多发生在齿根处原因齿根弯曲应力大；齿根应力集中。1）过载折断（淬火钢和铸铁齿轮常见的失效形式）；2）疲劳折断。1）材料及热处理；2）增大模数；3）增大齿根圆角半径消除刀痕；4）喷丸、滚压处理；5）增大轴及支承刚度。采取措施2.齿面点蚀：轮齿接触表面在变化的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点剥蚀损伤现象，开始是针尖大小麻点，逐渐扩展连成片状。点蚀一般首先出现在齿根靠近节线处，再向其它部位扩展。形成原因轮齿在节圆附近一对齿受力，载荷大；滑动速度低形成油膜条件差；接触疲劳产生麻点。采取措施：提高材料的硬度；加强润滑，提高油的粘度注意：1）点蚀常发生在闭式软齿面传动中；2）开式传动主要是磨损，很少出现点蚀。3.齿面的胶合：原因：高速重载；滑动速度大；散热不良；齿面金属熔化粘连后撕脱——热胶合齿面粘连后撕脱低速重载，由于齿面间油膜破坏，也会出现胶——冷胶合采取措施：1）减小模数，降低齿高（降低滑动系数）；2）抗胶合能力强的润滑油；3）两轮采用不同的材料及硬度；4）提高齿面硬度、降低粗糙度；5）热平衡计算。4.齿面磨损：措施：1）加强润滑；2）开式改闭式传动原因：相对滑动；润滑不良；存在杂质。被动相对滑动方向主动5.齿面的塑性变形：措施：提高材料的硬度，改善润滑原因：重载，齿面软四、齿轮材料及选择原则一.常用材料：齿轮常用材料是各种牌号的中碳钢，中、低碳合金钢，铸钢和铸铁等。一般多采用锻造毛坯或轧制钢材。齿轮尺寸较大或结构复杂且生产批量大时，可采用铸钢或铸铁。轮齿具有足够强度和韧性对材料的基本要求：齿面要硬，齿芯要韧。抵抗轮齿折断齿面具有较高的硬度和耐磨性抵抗齿面点蚀、胶合、磨损、塑性变形金属钢铸铁锻钢铸钢ZG310-570等调质钢45、40Cr、30CrMnSi、35SiMn等渗碳钢20Cr、20CrMnTi等氮化钢35CrAlA、38CrMoAlA等HT250、HT200、QT500-5等非金属：夹布塑胶、尼龙常用于小功率、精度不高、噪声低的场合3.调质用于中碳钢和中碳合金钢。调质后齿面硬度一般为220260HBS。适用于无结构尺寸要求。2.渗碳淬火渗碳钢用于低碳钢和低碳合金钢，表面淬火硬度可达52-56HRC，齿面的硬度高，耐磨性好，而齿芯的韧性较高，用于冲击严重、要求结构紧凑的重要齿轮传动。通常渗碳淬火后要磨齿。1.表面淬火用于中碳钢和中碳合金钢。表面淬火硬度可达5256HRC，由于齿面的硬度高，耐磨性好，而齿芯的韧性较高，用于轻微冲击、要求结构紧凑、无须磨齿的场合。4.正火（常化）正火用于消除内应力，亦适用于机械强度要求不高的齿轮。5.渗氮渗氮后齿面硬度可达60-62HRC，因氮化温度低，轮齿的变形小，适用于难于磨齿（如内齿轮），又要求齿面硬度大的场合。上述5种热处理方法中，3、4两种方法得到的为软齿面齿轮（HB≤350），其余3种得到硬齿面齿轮（HB350）。说明三.齿轮材料的选择原则：1.工作条件的要求：功率、可靠度、质量、环境2.工艺要求：毛坯选择；热处理方式3.硬度选择：*软齿面硬度350HBS；*软齿面齿轮HBS1-HBS230～50高速、重载体积紧凑较好的材料及热处理方式机械性能材料牌号热处理方法强度极限σB（MPa）屈服极限σs（MPa）硬度HB、HRC或HV应用范围正火580290HB162~217低中速、中载的非重要齿轮调质640350HB217~255低中速、中载的重要齿轮45调质、表面淬火HRC40~50（齿面）高速、中载而冲击较小的齿轮调质700500HB241~286低中速、中载的重要齿轮40Cr调质、表面淬火HRC48~55高速、中载、无剧烈冲击的齿轮调质700550HB217~269低中速、中载的重要齿轮38SiMnMo调质、表面淬火HRC45~55高速、中载、无剧烈冲击的齿轮★齿轮常用材料的机械性能及应用范围第二篇：蜗杆传动一、蜗杆的组成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。二、蜗杆传动的特点优点1、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。2、同啮合为线接触，可承受较大的动力。3、结构紧凑、传动平稳、无噪声。4、当蜗杆升角小于轮齿间的当量摩擦角时，具反行程自锁性，即只能以蜗杆带动蜗轮，不能蜗轮带动蜗杆。缺点1、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。2、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。按蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为：圆柱蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。其中圆柱蜗杆传动应用最广。三、蜗杆传动的类型圆柱蜗杆按螺旋面形状的不同可分为：渐开线蜗杆和阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆（ZA型）——垂直于轴线平面的齿廓为阿基米德螺线，过轴线的平面内齿廓为直线，加工简单，精度较低。（轴向直廓蜗杆）渐开线蜗杆（ZI型）——刀刃平面与蜗杆基圆柱相切，端面齿为渐开线，适于较高速度和较大的功率。1、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i蜗杆头数z1=1~4；蜗轮齿数z2=27~80单头：i大，易自锁（一般螺旋角小于3.5度就会自锁），效率低，精度高。多头：效率↑，但加工困难，精度降低。传动比：四、蜗杆的传动2、蜗杆蜗轮正确啮合条件为：mx1=mt2=mαx1=αt2=αγ1=β2中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等。即蜗杆的轴面模数和压力角分别等于蜗轮的端面模数和压力角，且都等于标准值，蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角大小相等，旋向相同。模数为标准参数，蜗杆和蜗轮压力角的标准值α＝20°。3．蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q第一系列：4、4.5、5、5.6、6.3、7.1、8、9、10、11.2、12.5、14、16、18、20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、45、50、56、63、71第二系列：6、7.5、8.5、15、30、38、53、60由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为了限制滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆直径d1（GB/T10088）。1）按螺旋线方向分右旋蜗杆左旋蜗杆2）按蜗杆头数分单头蜗杆多头蜗杆Z1=1Z1=2,4,64、蜗杆分类5、蜗轮、蜗杆转向的判定手向判定法则：四指握住蜗杆转向，则蜗轮转向与拇指向相反！右旋蜗杆：右手法则左旋蜗杆：左手法则五、失效形式蜗杆传动的主要失效形式有：轮齿折断齿面胶合齿面点蚀齿面磨损在一般情况下，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。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。润滑的目的:润滑油润滑油粘度及润滑方式润滑油的种类需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。给油方法包括：油脂润滑、油池润滑、喷油润滑等，当Vs＞10m/s时采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控制一定的油压。减摩与散热润滑油必须具有较高的粘度和足够的极压性。下置蜗杆传动，浸油深度应为蜗杆的一个齿高；蜗杆上置时，浸油深度约为蜗轮外径的1/3。七、蜗杆传动的安装方式当采用浸油润滑时，蜗杆尽量下置；当蜗杆的速度大于4～5m/s时，为避免蜗杆的搅油损失过大，采用蜗杆上置的形式；蜗杆上置蜗杆下置