第七章機(jī)械傳動(dòng)

機(jī)械傳動(dòng)與常用機(jī)構(gòu)一樣，都是起傳動(dòng)的作用。常用機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)的形式，如將轉(zhuǎn)動(dòng)改變成移動(dòng)或擺動(dòng)。而機(jī)械傳動(dòng)只起改變轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大小或轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。常見的機(jī)械傳動(dòng)有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、齒輪系?！?-1帶傳動(dòng)一、帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)1、帶傳動(dòng)的組成主、從動(dòng)帶輪和傳動(dòng)帶?？繋c帶輪之間接觸面的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，屬于利用中間撓性件的摩擦運(yùn)動(dòng)。2、帶傳動(dòng)的類型（1）平帶傳動(dòng)如圖7－1所示。見實(shí)物§7-1帶傳動(dòng)（2）V帶傳動(dòng)如圖7－2所示。見實(shí)物。（3）同步帶傳動(dòng)如圖7－3所示。見實(shí)物?！?-1帶傳動(dòng)3、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用（1）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸收振動(dòng)、無噪聲，過載能打滑起保護(hù)作用。缺點(diǎn)不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。（2）應(yīng)用

一般安裝在與電機(jī)直接相連接的傳動(dòng)軸上。相同條件下V帶傳遞功率是平皮帶的3倍左右，因此V帶應(yīng)用最廣。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、數(shù)控車床的進(jìn)給電機(jī)傳動(dòng)?！?-1帶傳動(dòng)§7-1帶傳動(dòng)二．V帶與帶輪的結(jié)構(gòu)1、V帶結(jié)構(gòu)如圖7－5所示。

根據(jù)傳遞功率大小，分為Y、Z、A、B、C、D、E七號(hào)，Y、Z型號(hào)的皮帶斷面較小，常用于家用電器上。依次為A、B、C、D、E,隨著皮帶斷面形狀逐漸變大，傳遞的功率也相應(yīng)變大。

V帶做成環(huán)形的密封整體，不能斷開調(diào)整長(zhǎng)度，國(guó)家已制定標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列，使用中應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。§7-1帶傳動(dòng)

2．帶輪材料、結(jié)構(gòu)（1）帶輪材料工業(yè)上常用帶輪材料為HT150鑄鐵。具有強(qiáng)度足夠、易于加工、價(jià)格便宜的特點(diǎn)；在低速或輕載中常用工程塑料或鋁合金，如洗衣機(jī)的大帶輪選用工程塑料，小帶輪用鋁合金、鐵板沖壓制成。（2）帶輪結(jié)構(gòu)如圖7－6、7所示。§7-1帶傳動(dòng)

輪槽的結(jié)構(gòu)與帶相配合使用，在中性層處的尺寸相同。當(dāng)d小于150mm時(shí)，選用實(shí)心式。如圖7－8所示。當(dāng)d等于150－450mm時(shí)，選用腹板式。如圖7－9所示。當(dāng)d大于450mm時(shí)，選用橢圓輪輻式。如圖7－10所示。§7-1帶傳動(dòng)

帶傳動(dòng)時(shí)，帶在小輪中的彎曲變形較大，內(nèi)側(cè)受壓縮變形。為了保證帶與帶輪槽充分的接觸，產(chǎn)生足夠的摩擦力，將V帶的楔角做成40°，而帶輪的楔角依型號(hào)和小帶輪直徑的變化而變化，分別為32°、34°、36°和38°四種?！?-1帶傳動(dòng)

三、帶傳動(dòng)的失效形式

1．打滑當(dāng)載荷超過帶傳動(dòng)所能傳遞的動(dòng)力時(shí)帶在帶輪上打滑。

2．疲勞撕裂摩擦帶的疲勞磨損產(chǎn)生撕裂是另一種失效形式。

四、帶傳動(dòng)的緊邊與松邊為了增大傳動(dòng)的接觸摩擦角，獲得最大的傳遞動(dòng)力，要求帶傳動(dòng)的下面為緊邊，上面為松邊。

五、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比

帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：

i=n1/n2=d2/d1

例7－1

主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比，也等于從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑與主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑之比。傳動(dòng)比一般小于3。§7-1帶傳動(dòng)六、V帶傳動(dòng)的張緊、安裝和維護(hù)

1、帶的張緊

（1）調(diào)整中心距如圖7－11所示。（2）安裝張緊輪如圖7－12所示。§7-1帶傳動(dòng)2、安裝和維護(hù)（1）新舊帶不能一起使用注意選擇相同型號(hào)和規(guī)格的內(nèi)周長(zhǎng)帶安裝在同一帶輪上。（2）在裝卸V帶先調(diào)近兩帶輪的中心矩，可方便地將帶拆卸或安裝，后調(diào)整兩輪中心矩。如果不調(diào)整兩輪中心矩，強(qiáng)將帶從帶輪上撬下來，一定先把帶從大輪上撬下來；安裝時(shí)應(yīng)先把帶套在小輪上，再將帶盤上從動(dòng)輪，應(yīng)注意不能用手直接操作，防止將手夾在帶與帶輪之間?！?-1帶傳動(dòng)（3）帶在帶輪上的張緊要符合10-15mm的壓下要求，如圖7－13所示。過松不能傳遞足夠的摩擦力和扭矩，過緊將會(huì)增大壓軸力，加大對(duì)軸承的徑向載荷。如果是滑動(dòng)軸承，將加劇磨損。如洗衣機(jī)皮帶太松，水流緩慢，衣服洗不凈；如果皮帶過緊，波輪軸很快過度磨損產(chǎn)生中間漏水?！?-1帶傳動(dòng)（4）輪槽對(duì)正，軸線平行如圖7－14所示。輪槽與帶的型號(hào)一致，如圖7－15所示。§7-2鏈傳動(dòng)

一、鏈傳動(dòng)的組成與特點(diǎn)

1、鏈傳動(dòng)的組成主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和鏈條組成。如圖7－16所示。§7-2鏈傳動(dòng)2、鏈傳動(dòng)的種類常用的有套筒滾子鏈和齒形鏈，前者應(yīng)用較廣泛。按用途分成起重鏈、牽引鏈和傳動(dòng)鏈。§7-2鏈傳動(dòng)

4．鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確；能在高溫、潮濕等條件下工作；但有噪音。

二．鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比等于為主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比i=n1/n2，也等于從動(dòng)輪的齒數(shù)與主動(dòng)輪的齒數(shù)之比。i=n1/n2=z2/z1?！?-2鏈傳動(dòng)

例7－2三、鏈傳動(dòng)的安裝與維護(hù)

1、鏈傳動(dòng)的安裝（1）兩軸平行，鏈輪同平面，如圖7－20所示?！?-2鏈傳動(dòng)（2）鏈條張緊緊邊在上，松邊在下。太松易掉鏈，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)；太緊會(huì)影響傳動(dòng)?？捎脧埦o輪張緊，如圖7－21所示。（3）兩鏈輪軸心線連線與水平線夾角小于45度。（4）安裝防護(hù)罩?！?-2鏈傳動(dòng)2．鏈傳動(dòng)的維護(hù)定期注油，如圖7－22所示?！?-2鏈傳動(dòng)

四、套筒滾子鏈的標(biāo)記

鏈條為標(biāo)準(zhǔn)件，其標(biāo)記為鏈號(hào)及節(jié)數(shù)。如某鏈條為代號(hào)為10A－60GB/T1243－2006。表示10號(hào)鏈，節(jié)距可查標(biāo)準(zhǔn)為15.87毫米，共有60節(jié)。7-3齒輪傳動(dòng)一、齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

1、齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)如圖7－23所示，齒輪傳動(dòng)由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪和機(jī)架組成。靠齒面直接嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)。§7-3齒輪傳動(dòng)2、齒輪傳動(dòng)的類型如圖7－24所示，常用為外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)等。按兩軸位置之間相互關(guān)系可分為三種類型：（1）兩軸相互平行的圓柱齒輪傳動(dòng)；（2）兩軸相交的圓錐齒數(shù)傳動(dòng)；（3）兩軸交錯(cuò)的蝸桿蝸輪傳動(dòng)。7-3齒輪傳動(dòng)7-3齒輪傳動(dòng)7-3齒輪傳動(dòng)7-3齒輪傳動(dòng)7-3齒輪傳動(dòng)7-3齒輪傳動(dòng)

3、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)

齒輪的輪廓齒形按漸開線曲線制作，具有許多特點(diǎn)：（1）傳動(dòng)比恒定無論任何瞬時(shí)傳動(dòng)，傳動(dòng)比都達(dá)到完全準(zhǔn)確。（2）具有壽命長(zhǎng)，傳遞功率大。（3）制造比較復(fù)雜，成本較高。由于齒輪傳動(dòng)具有其他傳動(dòng)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。二、漸開線齒輪

1、漸開線齒輪齒廓曲線如圖7－25所示。7-3齒輪傳動(dòng)

2、漸開線齒輪的各部份名稱如圖7－26所示。名稱苻號(hào)，見表7－2。7-3齒輪傳動(dòng)

3、直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)齒數(shù)z

模數(shù)m

見表7－3

壓力角

a=207-3齒輪傳動(dòng)

齒頂高系數(shù)h=1

頂隙系數(shù)c=17-3齒輪傳動(dòng)

主要參數(shù)表示決定齒輪幾何尺寸的值，首先要區(qū)分參數(shù)和幾何尺寸兩者的概念。模數(shù)是主要參數(shù)中的最重要表示量，從分度圓的長(zhǎng)度計(jì)算推出，即:

周長(zhǎng)由于值是無理數(shù)，為了便于計(jì)算和測(cè)量，用模數(shù)代入上式，即得

m為一系列標(biāo)準(zhǔn)值，即使分度圓的值成為一個(gè)比較整齊的數(shù)值。見表7－3。

4．齒輪的結(jié)構(gòu)及材料（1）齒輪的結(jié)構(gòu)按齒輪外徑分：7-3齒輪傳動(dòng)

齒輪軸如圖7－29所示。齒根圓到鍵槽底部距離小于(2～2.5)m。

實(shí)體齒輪如圖7－30所示。d小于200mm。腹板式齒輪如圖7－31所示。d＝200～500mm。

輪幅式齒輪如圖7－32所示。d大于500mm。7-3齒輪傳動(dòng)7-3齒輪傳動(dòng)(2)齒輪的材料常用中碳鋼和中碳合金鋼鍛造而成。

鍛鋼

d小于500mm。當(dāng)表面硬度小于350HBW時(shí)，稱軟齒面齒輪；當(dāng)表面硬度大于350HBW時(shí)，稱硬齒面齒輪。鑄鋼當(dāng)直徑大于500毫米而不方便鍛造時(shí)，采用鑄鋼或灰鑄鐵。鑄鐵用于低速、輕載。非金屬用于高速、輕載。如辦公機(jī)械。

5、傳動(dòng)比與基本幾何尺寸計(jì)算公式

傳動(dòng)比

i=n1/n2=z2/z1

基本幾何尺寸計(jì)算公式見表7－4。7-3齒輪傳動(dòng)

課堂練習(xí)；例7－3．已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)為23和49，齒輪模數(shù)為8，試計(jì)算以下幾何尺寸？解：計(jì)算中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)齒輪的齒數(shù)是質(zhì)數(shù)，只能被本身和1才能除盡的數(shù)，為何不取整齊的數(shù)，如20、40呢？如果一對(duì)齒輪其中至少一個(gè)是質(zhì)數(shù)，第1個(gè)齒輪的第1個(gè)齒在嚙合的過程中將輪流和第2個(gè)齒輪的每一個(gè)齒嚙合,第2、第3及以后的每個(gè)齒也是一樣.輪流嚙合將會(huì)延長(zhǎng)齒輪使用壽命，讓每個(gè)齒都有機(jī)會(huì)去承擔(dān)不同的載荷，不會(huì)使載荷總是集中在少數(shù)固定的單一齒對(duì)中。7-3齒輪傳動(dòng)例7－2

已知某個(gè)舊齒輪需要更換，已測(cè)得齒輪的外圓直徑為102mm,齒數(shù)Z1＝18，兩輪中心矩a=121mm，請(qǐng)計(jì)算除齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸。解：依尺寸計(jì)算公式，得

6．圓柱齒輪的正確嚙合傳動(dòng)的條件

m1=m2=m7-3齒輪傳動(dòng)7．加工切削

（1）切削方法7-3齒輪傳動(dòng)7-3齒輪傳動(dòng)7-3齒輪傳動(dòng)（2）根切現(xiàn)象與最少齒數(shù)根切現(xiàn)象如圖7－36所示。最少齒數(shù)z當(dāng)齒數(shù)小于17時(shí)，需要變位。如圖7－37所示。7-3齒輪傳動(dòng)

三．齒輪的失效形式失效的形式有5種，但以折斷和齒面點(diǎn)蝕為常見。

1、輪齒折斷如圖7－38所示。

2、齒面疲勞點(diǎn)蝕如圖7－39所示。

3、齒面膠合如圖7－40所示。7-3齒輪傳動(dòng)

4、齒面磨損如圖7－41所示。

5、齒面塑性變形如圖7－42所示。7-3齒輪傳動(dòng)

四．齒輪傳動(dòng)的精度

齒輪的加工是一刀切削成形，精度的差別不可能超過2級(jí)。用傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，載荷分布的均勻性等三項(xiàng)精度和齒側(cè)間隙四項(xiàng)指標(biāo)表示。如8－8－7GMGB/T10095-20087-3齒輪傳動(dòng)五．齒輪的裝配與檢測(cè)

1．齒輪的裝配

2．齒輪的檢測(cè)運(yùn)動(dòng)精度百分表測(cè)徑向和端面跳動(dòng)。接觸精度涂色法。

齒側(cè)間隙壓鉛法和打表法。7-3齒輪傳動(dòng)

六、．齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑

潤(rùn)滑是減少摩擦磨損的有效方法。閉式傳動(dòng)夏天選用L-CKB320潤(rùn)滑油，冬天選用L-CKB220潤(rùn)滑油。俗稱30號(hào)和20號(hào)機(jī)油。開式傳動(dòng)選用脂潤(rùn)滑，如常用的鈣鈉基潤(rùn)滑脂，呈微黃色，俗稱黃油。7-3齒輪傳動(dòng)

浸油1～2齒浸油輪噴油7-4蝸桿傳動(dòng)一、蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

1、蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成。如圖7－47所示。7-4蝸桿傳動(dòng)2、蝸桿傳動(dòng)的類型圓柱形和圓弧形，如圖7－48所示。7-4蝸桿傳動(dòng)

3、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)（1）傳動(dòng)比大。蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，蝸輪才轉(zhuǎn)過一個(gè)齒（2）兩軸相錯(cuò)成90°。（3）只能蝸桿帶動(dòng)蝸輪，蝸輪不能帶動(dòng)蝸桿，傳動(dòng)具有自鎖性。（4）和蝸輪的接觸為圓弧面，接觸面積大，屬于滑動(dòng)摩擦，因此摩擦發(fā)熱嚴(yán)重。（5）常用的蝸桿是阿基米德蝸桿7-4蝸桿傳動(dòng)7-4蝸桿傳動(dòng)二、蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)

1、模數(shù)m和壓力角a2、蝸桿分度圓直徑d

見表7－5。

3、導(dǎo)程角如圖7－53所示。

tan=

4、蝸桿的直徑系數(shù)qq=mq5、齒頂高系數(shù)hh=1、頂隙系數(shù)cc=0.2mm7-4蝸桿傳動(dòng)三、蝸桿蝸輪的材料

蝸桿常用45鋼調(diào)質(zhì)或中碳合金鋼經(jīng)過熱處理。

蝸輪選用鑄造錫青銅，耐磨性好而又抗膠合性強(qiáng)的。不重要的蝸輪可以選用鑄鐵材料。四、蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸桿作成蝸桿軸，如圖7－54所示。

蝸輪作成整體式或組合式。如圖7－55所示。7-4蝸桿傳動(dòng)

五、蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比與幾何尺寸計(jì)算

1、蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比7-4蝸桿傳動(dòng)

i=n1/n2=z2/z1

2、蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算

引入中間平面的概念，通過蝸桿的軸線又垂直于蝸輪軸線的平面將蝸桿傳動(dòng)截開，得到蝸桿的軸面和蝸輪的端面相當(dāng)于齒條和齒輪的嚙合傳動(dòng)，得出蝸桿的軸面參數(shù)與蝸輪的端面參數(shù)相等的結(jié)論。它是幾何尺寸計(jì)算的依據(jù)。見表7－6。

3、蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷

應(yīng)用左、右定則方法。如圖7－56所示。

4、正確嚙合的條件

除了模數(shù)和壓力角相等外，蝸桿的導(dǎo)程角和蝸輪的壓力角必需相等。7-4蝸桿傳動(dòng)

六、蝸桿的失效形式及維護(hù)

1、失效形式齒面膠合、疲勞點(diǎn)蝕、磨損和輪齒折斷。

2、蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑

摩擦發(fā)熱大，選用粘度大、親和力大潤(rùn)滑油。同時(shí)選用必要的散熱泠卻方法，如加風(fēng)扇、通泠卻水等強(qiáng)制泠卻，保證潤(rùn)滑的效果。見表7－7所示。7-4蝸桿傳動(dòng)

3、蝸桿傳動(dòng)的散熱7-5齒輪系與減速器一、齒輪系的組成與類型1、齒輪系的組成 由多對(duì)齒輪傳動(dòng)組合而成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，稱為齒輪系。如圖7－59所示7-5齒輪系與減速器

2、齒輪系的類型

（1）定軸輪系如圖7－60、61所示，所有的齒輪軸線在傳動(dòng)中都是固定不動(dòng)的。7-5齒輪系與減速器（2）行星輪系如圖7－62所示，所有的齒輪軸線在傳動(dòng)中至少有一個(gè)齒輪軸線是不斷變化的。7-5齒輪系與減速器二、齒輪系傳動(dòng)的特點(diǎn)

1、能獲得大的傳動(dòng)比

2、可實(shí)現(xiàn)變速和變向傳動(dòng)如汽車速度的變化和轉(zhuǎn)向變化,如圖7－63、64所示。7-5齒輪系與減速器三、定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

以圖7－5為例，推導(dǎo)出定