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1、常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 主講人:王友賓 時(shí) 間: 2014年 6月 19號(hào) 一、概述 1.1常見機(jī)械傳動(dòng)的分類 常見的機(jī)械傳動(dòng)按傳力方式分,可分為摩 擦傳動(dòng)、嚙合傳動(dòng),摩擦傳動(dòng)又分為摩擦輪傳 動(dòng)和帶傳動(dòng)等,嚙合傳動(dòng)可分為齒輪傳動(dòng)、渦 輪蝸桿傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等等;按傳動(dòng)比又可分為 定傳動(dòng)比和變傳動(dòng)比傳動(dòng)。 1.2 作用 a.減速或增速:工作機(jī)速度往往和原動(dòng)機(jī)速度不一致, 利用傳動(dòng)裝置可以達(dá)到改變速度的目的; b.調(diào)速:許多工作機(jī)的速度需要根據(jù)工作要求進(jìn)行調(diào) 整,而依靠原動(dòng)機(jī)直接調(diào)速往往不經(jīng)濟(jì),甚至不可 能,而利用傳動(dòng)裝置可以很方便的進(jìn)行調(diào)速; c.改變運(yùn)動(dòng)形式:原動(dòng)機(jī)的輸出形式常為等
2、速回轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng),而工作機(jī)要求的運(yùn)動(dòng)形式是多種多樣的,靠傳 動(dòng)裝置可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的改變; d.增大轉(zhuǎn)矩:工作機(jī)需要的轉(zhuǎn)矩往往是原動(dòng)機(jī)輸 出轉(zhuǎn)矩的幾倍或幾十倍,通過減速傳動(dòng)裝置可實(shí) 現(xiàn)增大轉(zhuǎn)矩的要求; e.動(dòng)力和傳動(dòng)的傳遞:原動(dòng)機(jī)有時(shí)距離工作機(jī)距 離較遠(yuǎn),需要傳動(dòng)裝置進(jìn)行中間傳動(dòng); f.動(dòng)力和傳動(dòng)的分配:一臺(tái)原動(dòng)機(jī)有時(shí)要帶動(dòng)若 干臺(tái)不同轉(zhuǎn)速、不同載荷的工作機(jī),這是傳動(dòng)裝 置可以起到分配動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的作用。 皮帶傳動(dòng)是由主動(dòng) 輪、從動(dòng)輪和緊張?jiān)趦?輪上的皮帶所組成。由 于張緊,在皮帶和皮帶 輪的接觸面間產(chǎn)生了壓 緊力,當(dāng)主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí), 借摩擦力帶動(dòng)從動(dòng)輪旋 轉(zhuǎn),這樣就把主動(dòng)軸的 動(dòng)力傳給
3、從動(dòng)軸。 二、帶傳動(dòng)(摩擦型) 皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn): a.可用于兩軸中心距離較大的傳動(dòng); b.皮帶具有彈性、可緩沖和沖擊與振動(dòng),使傳動(dòng)平 穩(wěn)、噪聲?。? c.當(dāng)過載時(shí),皮帶在輪上打滑,可防止其它零件損 壞; d.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便; e.由于皮帶在工作中有滑動(dòng),故不能保持精確的傳 動(dòng)比。外廓尺寸大,傳動(dòng)效率低,皮帶壽命短; f.由于帶傳動(dòng)中存在 “ 彈性滑動(dòng) ” 現(xiàn)象 ,故帶傳動(dòng) 的傳動(dòng)比是一個(gè)近似值。 帶傳動(dòng)的截面結(jié)構(gòu)形式 按截面的形狀分為平帶、 V形帶(三角帶)、 圓形帶、多楔帶傳動(dòng)等。 三、鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)由兩個(gè)具有特殊齒 形的的齒輪和一條閉合的
4、鏈條所組成,工作時(shí) 主動(dòng)連輪的齒與鏈條的鏈節(jié)相嚙合帶動(dòng)與鏈條 相嚙合的從動(dòng)鏈輪傳動(dòng)。 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn): a.能保證較精確的傳動(dòng)比(和皮帶傳動(dòng)相比較) , 但不能保持恒定的瞬間傳動(dòng)比; b.可以在兩軸中心距較遠(yuǎn)的情況下傳遞動(dòng)力(與齒 輪傳動(dòng)相比); c.只能用于平行軸間的同向傳動(dòng),不能反向; d.鏈條磨損后,鏈節(jié)變長,容易產(chǎn)生脫鏈現(xiàn)象。 常用鏈條有滾子鏈、齒形鏈等 滾子鏈可以做成多排,排數(shù)越 多,傳動(dòng)能力越大 鏈條 鏈輪 鏈輪的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)而自 由的進(jìn)入和退出齒合,并便于加工 小直徑的鏈輪為實(shí)心 中等直徑的鏈輪為孔板式 大直徑的鏈輪為組合式,組合式鏈 輪磨損后可
5、更換 四、齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)是由分別安裝在主動(dòng)軸及從動(dòng)軸 上的兩個(gè)齒輪相互嚙合而成,依靠輪齒齒廓直 接接觸來傳遞 空間任意兩軸間 的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 a.能保證傳動(dòng)比穩(wěn)定不變; b.能傳遞很大的動(dòng)力; c.結(jié)構(gòu)緊湊、效率高; d.制造和安裝的精度要求較高; e.當(dāng)兩軸間距較大時(shí),采用齒輪傳動(dòng)就比 較笨重。 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)的分類 a. 用于平行軸傳動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu) b.用于相交軸間的錐齒輪機(jī)構(gòu) c.用于交錯(cuò)軸間的齒輪機(jī)構(gòu) 齒輪傳動(dòng) 基本要求:瞬時(shí)傳動(dòng)比必須保持相對(duì)的恒定 傳動(dòng)平穩(wěn)就是要求齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比不變, 否則當(dāng)主動(dòng)輪以等角速度回轉(zhuǎn)時(shí),從動(dòng)輪的角 速
6、度為變量,因而產(chǎn)生慣性力,就產(chǎn)生了附加 動(dòng)載荷,從而引起沖擊、振動(dòng)和噪聲。故齒輪 要滿足一定的規(guī)律,即齒廓嚙合基本定律。 齒廓嚙合基本定律 齒廓 嚙合基本定律:為保證齒輪傳動(dòng)的瞬 時(shí)傳動(dòng)比恒定不變,則兩輪不論在何處接 觸,過接觸點(diǎn)所作兩輪的公法線必須與兩 輪的連心線交于一定點(diǎn)。定點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn), 分別以 1、 2為圓心,過節(jié)點(diǎn)所作的 兩個(gè)相切的圓稱為節(jié)圓。 N1N2稱為嚙合線, 嚙合線與兩節(jié)圓公切線之間的夾角 稱 為嚙合角。 齒 廓嚙合定律制出的齒廓曲線主要有漸開 線、擺線和圓弧線三種,近年來還開發(fā)出 變態(tài)擺線和拋物線齒廓。其中漸開線齒廓 易于制造,便于安裝,應(yīng)用最為廣泛。 直齒圓柱齒
7、輪 a.齒數(shù) Z P*Z=周長 = *d b.模數(shù) m m=P/ c.分度圓壓力角 標(biāo)準(zhǔn)值 20 d.齒頂高系數(shù) ha*=1、頂隙系數(shù) c* =0.25 齒輪輪齒的失效形式 a.輪齒折斷 輪齒折斷 有多種形式,在正常情 況下,主要是齒根彎曲疲勞折斷, 因?yàn)樵谳嘄X受載時(shí),齒根處產(chǎn)生 的彎曲應(yīng)力最大,再加上齒根過 渡部分的截面突變及加工刀痕等 引起的應(yīng)力集中作用,當(dāng)輪齒重 復(fù)受載后,齒根處就會(huì)產(chǎn)生疲勞 裂紋,并逐步擴(kuò)展,致使輪齒疲 勞折斷 b.齒面磨損 在 輪傳動(dòng)中,齒面隨著工作條 件的不同會(huì)出現(xiàn)不同的磨損形 式。例如當(dāng)嚙合
8、齒面間落入磨 料性物質(zhì)(如砂粒、鐵屑等) 時(shí),齒面即被逐漸磨損而至報(bào) 廢。這種磨損稱為磨粒磨損 , 是開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形 式之一。 c.齒面點(diǎn)蝕 點(diǎn)蝕 就是齒面材料變化著的接觸應(yīng)力作用 下,由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀損傷現(xiàn)象。 在潤滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)中,常見的齒 面失效形式多為點(diǎn)蝕。 d.齒面膠合 對(duì)于 高速重載的齒輪傳動(dòng)(如航空發(fā)動(dòng) 機(jī)減速器的主傳動(dòng)齒輪),齒面間的壓 力大,瞬間溫度高,潤滑效果差,當(dāng)瞬 時(shí)溫度過高時(shí),相嚙合的兩齒面就會(huì)發(fā) 生粘在一起的現(xiàn)象,由于此時(shí)兩齒面又 在作相對(duì)滑動(dòng),相粘結(jié)的部位 即被撕破,于是在齒面上沿相 對(duì)滑動(dòng)的方向形成傷痕,稱為
9、 膠合 。 f.塑形變形 輪齒在過大的應(yīng)力作用下,輪 齒材料處于屈服狀態(tài)而產(chǎn)生的 齒面或齒體塑形流動(dòng)所形成的, 屬于齒輪永久變形一大類的失 效形式。 針對(duì)齒輪的失效形式,可以采取提高齒芯材料韌 性、減小齒根應(yīng)力集中,改用閉式齒輪傳動(dòng),選 用合適的潤滑劑及潤滑方法,適當(dāng)選配主、從懂 齒輪的材料及硬度,減小齒面粗糙度,并進(jìn)行適 當(dāng)?shù)哪ズ?(跑合 )等方式來提高齒輪的壽命。 五、蝸桿機(jī)構(gòu) 蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng) 力的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu),兩軸線交錯(cuò)的夾角可以為任意 值,常用的為 90 。 a.結(jié)構(gòu)緊湊、并能獲得很大的傳動(dòng)比,動(dòng)力傳 動(dòng)中一般傳動(dòng)比為 7-80,若只傳遞運(yùn)動(dòng),
10、傳動(dòng) 比可達(dá) 1000; b.由于蝸桿和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合和逐漸退 出嚙合的,同時(shí)嚙合的齒對(duì)又較多,故沖擊載 荷小,工作平穩(wěn)無噪音; c.當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦 角時(shí),具有自鎖性; d.傳動(dòng)效率低,特別是具有自鎖性的蝸桿傳動(dòng) 效率一般低于 0.5; e.發(fā)熱量大,齒面容易磨損,成本高。 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) 六、螺旋傳動(dòng) 螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成 的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的,主要用 于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng),同時(shí)傳 遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 a.傳力螺旋:以傳遞動(dòng)力為主,要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生 較大的軸向推力,用于克服工作阻力。如各種起重或加 壓裝置的螺旋。這種傳力螺旋主
11、要是承受很大的軸向力, 一般為簡(jiǎn)寫工作,每次工作時(shí)間較短,工作速度也不高。 b.傳導(dǎo)螺旋:以傳遞運(yùn)動(dòng)為主,有時(shí)也承受較大的軸向 載荷。如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋等。 傳導(dǎo)螺旋主要在較長的時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作,工作速度較高, 因此,要求具有較高的傳動(dòng)精度。 c.調(diào)整螺旋:以調(diào)整、固定零件的相對(duì)位置。如機(jī)床、 儀器、及測(cè)試裝置中的微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。調(diào)整螺旋不經(jīng) 常轉(zhuǎn)動(dòng),一般在空載下調(diào)整。 螺旋傳動(dòng)的分類 傳力螺旋 傳導(dǎo)螺旋 調(diào)整螺旋 螺桿轉(zhuǎn)動(dòng) ,螺母移動(dòng) .這種 機(jī)構(gòu)占據(jù)空間小,用于長 行程螺桿 ,但螺桿兩端的軸 在和螺母防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使其結(jié) 構(gòu)較復(fù)雜。 螺桿不動(dòng) ,螺母旋轉(zhuǎn)并移動(dòng) . 由于螺桿固定不轉(zhuǎn) ,因而兩 端支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,但精度不 高 .如應(yīng)用于某些鉆床工作 臺(tái)的升降 . 螺旋的四種傳動(dòng)方式 螺旋的四種傳動(dòng)方式 螺母固定不動(dòng) ,螺桿轉(zhuǎn)動(dòng) 并移動(dòng) .這種結(jié)構(gòu)以固定 螺母為主要支承 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單 ,但占據(jù)空間大 .常用于 螺旋壓力機(jī)、螺旋起重器、 千分尺等。 螺母轉(zhuǎn)動(dòng) ,螺桿移動(dòng) .螺 桿應(yīng)設(shè)置防轉(zhuǎn)裝置和螺 母轉(zhuǎn)動(dòng)要設(shè)置軸承均使 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,且螺桿運(yùn)動(dòng)時(shí) 占據(jù)空間尺寸 ,故很少應(yīng) 用。