项目2 机械传动机构

1、项目项目2 2 机械传动机构机械传动机构2.1 2.1 平面连杆机构平面连杆机构2.2 2.2 凸轮机构凸轮机构2.3 2.3 带传动机构带传动机构2.4 2.4 链传动机构链传动机构2.5 2.5 齿轮传动机构齿轮传动机构概念概念 缺点缺点：效率低；累计运动误差较大；高：效率低；累计运动误差较大；高速运转时不平衡动载荷较大，且难于消速运转时不平衡动载荷较大，且难于消除。除。运动副全是转动副运动副全是转动副机架机架连架杆连架杆连架杆连架杆连杆连杆4 41 12 23 3定义定义: 全由低副（转动副、移动副）构成全由低副（转动副、移动副）构成的平面机构称为的平面机构称为平面连杆机构平面连杆机构

2、特点：特点：面接触，承载能力强，耐面接触，承载能力强，耐磨损；易于制造和获得较高的制磨损；易于制造和获得较高的制造精度；能实现多种运动规律造精度；能实现多种运动规律。内容：内容：类型、应用及其特性，平面四杆机构的设计类型、应用及其特性，平面四杆机构的设计 2.1 2.1 平面连杆机构平面连杆机构在此机构中，在此机构中，ADAD固定不动，称固定不动，称为为机架机架；ABAB、CDCD两构件与机架两构件与机架组成转动副，称为组成转动副，称为连架杆连架杆；BCBC称为称为连杆。连杆。在连架杆中，能作整周回转的在连架杆中，能作整周回转的构件称为构件称为曲柄曲柄，而只能在一，而只能在一定角度范围内摆动的

3、构件称为定角度范围内摆动的构件称为摇杆摇杆。是平面四杆机构的基本型式，是平面四杆机构的基本型式，其它四杆机构都是由它演变其它四杆机构都是由它演变得到的得到的。构件之间都是构件之间都是转动副转动副连接的平面四杆结构称为连接的平面四杆结构称为铰链四杆机构铰链四杆机构知识知识1 铰链四杆机构铰链四杆机构一、平面四杆机构的基本型式一、平面四杆机构的基本型式铰链四杆机构铰链四杆机构 1 1曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 2 2双曲柄机构双曲柄机构 3 3双摇杆机构双摇杆机构 二、平面四杆机构的演化型式二、平面四杆机构的演化型式 1 1曲柄滑块机构曲柄滑块机构 2 2导杆机构导杆机构 3 3偏心轮机构偏心轮机构

4、 运动副全是转动副运动副全是转动副 1.1.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 两连架杆中一个为曲柄，另两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆。一个为摇杆。 摇杆为主动件时，摇杆为主动件时，则可以将摇杆的摆动转换为则可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。曲柄的整周回转运动。 应用举例应用举例： 牛头刨床工作台横向进给机构牛头刨床工作台横向进给机构 缝纫机的踏板机构缝纫机的踏板机构 一、平面四杆机构的基本型式一、平面四杆机构的基本型式曲柄为主动件时，曲柄为主动件时，可以实现由曲柄的整周回转可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动的运动运动到摇杆往复摆动的运动转换。转换。7-3 缝纫机踏板机构 缝纫机踏板

5、机构缝纫机踏板机构 牛头刨床进给机构牛头刨床进给机构 (a)局部结构图 ; (b)曲柄摇杆机构运动简图 1主动齿轮; 2从动齿轮; 3连杆; 4摇杆（棘爪）; 5棘轮; 6丝杠 ; 7机架正平行四边形机构正平行四边形机构蒸汽机车的车轮联动机构蒸汽机车的车轮联动机构2.2.双曲柄机构双曲柄机构两个连架杆都能作整周回转运动两个连架杆都能作整周回转运动振动筛振动筛（也称为惯性筛）（也称为惯性筛） 在双曲柄机构中，如果组成四边形在双曲柄机构中，如果组成四边形的对边长度分别相等，即的对边长度分别相等，即，则根据曲柄相对位置的不同，可得到，则根据曲柄相对位置的不同，可得到正平行四边形机构正平行四边形机构和

6、和反平行四边形机构。反平行四边形机构。反平行四边形机构反平行四边形机构车门启闭机构车门启闭机构ADBCCDAB, 双曲柄机构的功能是将主动曲柄的双曲柄机构的功能是将主动曲柄的等速转动变成从动曲柄的变速转动。等速转动变成从动曲柄的变速转动。平行四边形机构平行四边形机构反平行四边形机构反平行四边形机构车门车门车轮车轮3. 双摇杆机构双摇杆机构飞机起落架飞机起落架鹤式起重机鹤式起重机 飞机起落架机构飞机起落架机构起重机中重物平移机构起重机中重物平移机构汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构( (等腰梯形机构等腰梯形机构) )知识2 铰链四杆机构的演化与性质 当组成四杆机构的杆件尺寸发生变化时，铰链四杆机构

7、中各点的运动形式是可以改变的。1、运动形式和运动副的转化 1.1.曲柄滑块机构曲柄滑块机构 一连架杆为曲柄，另一连架杆相对机架作往复移动而称为滑块一连架杆为曲柄，另一连架杆相对机架作往复移动而称为滑块应用举例应用举例：内燃机内燃机、空气压缩机、空气压缩机、冲床冲床和缝纫机等。和缝纫机等。两种形式：两种形式：1、导路中心线通过曲柄与机架相连的转动中心，、导路中心线通过曲柄与机架相连的转动中心，称为称为对心式曲柄滑块机构对心式曲柄滑块机构2、导路中心线不通过曲柄与机架相连的转动副中心而相距、导路中心线不通过曲柄与机架相连的转动副中心而相距一定尺寸一定尺寸e，称为，称为偏置式曲柄滑块机构偏置式曲柄滑

8、块机构曲柄滑块机构（改变构件的形状和长度）（改变构件的形状和长度）对心式曲柄滑块机构对心式曲柄滑块机构 偏置式曲柄滑块机构偏置式曲柄滑块机构 示意图示意图 取曲柄滑块机构中的取曲柄滑块机构中的不同构件作为机架不同构件作为机架，可以得到以下，可以得到以下四种不同的机构。四种不同的机构。2.2.导杆机构导杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构 转动导杆机构转动导杆机构 该机构是通过将曲柄滑块机构中的曲柄固定演化而该机构是通过将曲柄滑块机构中的曲柄固定演化而成，它可将主动件的匀速回转转化为导杆的非匀速转动。成，它可将主动件的匀速回转转化为导杆的非匀速转动。 转动导杆机构转动导杆机构 摆动导杆机构摆动导杆机构

9、 该机构具有急回运动性质，且其传动角始该机构具有急回运动性质，且其传动角始终为终为90度，具有最好的传力性能，常用于牛头度，具有最好的传力性能，常用于牛头刨床、插床和送料装置中。刨床、插床和送料装置中。 摇块机构摇块机构 该机构是通过将曲柄滑块机构中的连杆固定而该机构是通过将曲柄滑块机构中的连杆固定而演化得出，它可把主动件的匀速回转运动转化为导演化得出，它可把主动件的匀速回转运动转化为导杆相对于滑块的往复移动并随滑块摆动的形式。杆相对于滑块的往复移动并随滑块摆动的形式。 自卸车自卸车定块机构定块机构 该机构是通过将曲柄滑块机构中的滑块固定而演该机构是通过将曲柄滑块机构中的滑块固定而演化得出，它

10、可把主动件的回转或摆动转化为导杆相对化得出，它可把主动件的回转或摆动转化为导杆相对于滑块的往复移动。于滑块的往复移动。 2、铰链四杆机构的性质 铰链四杆机构的组成特点是由4杆件和转动或移动副构成。但构成四杆机构各杆的尺寸、机架的选择、运行过程中的位置等，对四杆机构运动和特性有很大的影响 整理得整理得 dacaba将式、中的三个不等将式、中的三个不等式两两相加，化简后得式两两相加，化简后得 曲柄存在条件：曲柄存在条件：1）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆；）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆；2）最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆的杆长之和。）最短杆与最长杆之和应小于或等于

11、其余两杆的杆长之和。（杆长和条件）（杆长和条件）你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构么？你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构么？ （1 1）曲柄存在条件）曲柄存在条件 在在 中中DCB11 在在 中中DCB22双摇杆机构双摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构cbda 以最短杆相邻杆为机架以最短杆相邻杆为机架以与最短杆相对的杆为机架以与最短杆相对的杆为机架以最短杆为机架以最短杆为机架NYdcba、判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构 注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：最长杆的杆长注

12、意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：最长杆的杆长20+1810+2817+22又最短杆AB固定作为机架其中AB、CD都为摇杆其中AB、CD都为曲柄此机构属于曲柄摇杆机构此机构属于双摇杆机构BACD13201924BADC2511261513+2420+19又杆AD是最短杆相邻的杆件其中AB为曲柄、CD为摇杆11+2615+25又杆CD是最短杆相对的杆件其中AD、BC均为摇杆曲柄摇杆机构中，原动件曲柄摇杆机构中，原动件AB以以等速转动等速转动1（1）输出件）输出件CD的两极限位置的两极限位置当当ABAB与与BCBC两次共线时，输出件两次共线时，输出件CDCD处于两极限位置。处于两

13、极限位置。极位夹角极位夹角：当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄位置线所夹的锐角。位置线所夹的锐角。1、 急回特性与行程比速系数急回特性与行程比速系数（2） 四杆机构特性与相关参数四杆机构特性与相关参数曲柄转角曲柄转角 18011802B2C2B1C11A211C34BDabcd2摆角摆角极位夹角极位夹角 v1v2当有极位夹角当有极位夹角时，机构有急回特性，否则无急回特性。时，机构有急回特性，否则无急回特性。（2）输出件的行程速度变化系数）输出件的行程速度变化系数K：从动件快行程平均速度从动件快行程平均速度v2与慢行程平均速度与慢行程平均速度v1之比。之比。11

14、180KK180180212112ttvvK平面四杆机构具有急回特性的条件：平面四杆机构具有急回特性的条件：（1）原动件作等速整周转动；）原动件作等速整周转动；（2）输出件作往复运动；）输出件作往复运动；（3）0314AB2Cab1例、曲柄滑块机构中，原动件例、曲柄滑块机构中，原动件AB以以等速转动等速转动1B1B2H0, ,无急回特性无急回特性C1C2对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构2AB134eCab1C1B1B2HC20, ,有急回特性。有急回特性。偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构1AB21B2B1曲柄摆动导杆机构曲柄摆动导杆机构有急回特性有急回特性（2） 压力角与传动角压力角与传动角在

15、不计摩擦力、重力、惯性力的条件下，机在不计摩擦力、重力、惯性力的条件下，机构中驱使构中驱使输出件输出件运动的运动的力的方向线力的方向线与与输出件输出件上上受力点的速度方向线受力点的速度方向线所夹的锐角。所夹的锐角。压力角：压力角：传动角：传动角： 压力角的余角。压力角的余角。vcFF1F2cos1FF sin2FF 越小，传力越好越小，传力越好。越大，传力越好越大，传力越好。 min1. 压力角与传动角压力角与传动角3 3、死点位置、死点位置（1 1）死点的概念）死点的概念 在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲柄共线时，在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲柄共线时，

16、机构的传动角机构的传动角 ，此时主动件，此时主动件CD CD 通过连杆作用于从动曲柄通过连杆作用于从动曲柄ABAB上的力上的力恰好通过其回转中心，所以出现了不能使构件恰好通过其回转中心，所以出现了不能使构件ABAB转动的转动的顶死顶死现象，机构现象，机构的这种位置称为的这种位置称为死点位置或死点死点位置或死点。o0F F1 1 = = FcosFcosF F2 2 = = FsinFsinD DA AB BC CF Fv vB BF FD DA AC Cv v具具夹夹速速快快2死点的利用死点的利用 在工程中也常常应用死点位在工程中也常常应用死点位置实现工作要求。如快速夹具、置实现工作要求。如快

17、速夹具、 飞机起落架等。飞机起落架等。3死点的缺陷死点的缺陷 对于传动机构，存在死点位置是一个缺陷，常采用下列对于传动机构，存在死点位置是一个缺陷，常采用下列措施使机构顺利通过死点位置：措施使机构顺利通过死点位置： 利用系统的惯性；利用特殊机构。利用系统的惯性；利用特殊机构。利用机构错位排列利用机构错位排列利用惯性利用惯性2.2 2.2 凸轮机构凸轮机构 凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通过与从动件的高副接触，在运动时可以获得连续或不连续的任意预期运动。凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。 凸轮是一个具凸轮是一个具有曲线轮廓的构件。有曲线轮廓的构件。含有凸轮的机构称

18、含有凸轮的机构称为凸轮机构。它由为凸轮机构。它由凸轮凸轮、从动件从动件和和机机架架组成。组成。一、凸轮机构组成与特点一、凸轮机构组成与特点1、凸轮机构组成、凸轮机构组成2 2、凸轮机构的应用、凸轮机构的应用内燃机配气凸轮机构内燃机配气凸轮机构 由于凸轮机构具有多用性和灵活性由于凸轮机构具有多用性和灵活性, , 因此广泛应因此广泛应用于机械、仪器、操纵控制装置和自动生产线中用于机械、仪器、操纵控制装置和自动生产线中, , 是是自动化生产中主要的驱动和控制机构。但由于凸轮机自动化生产中主要的驱动和控制机构。但由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不构是高副机构，易于磨损，因此只适用

19、于传递动力不大的场合。大的场合。自动送料机构自动送料机构录音机卷带机构录音机卷带机构自动送料机构自动送料机构3 3、凸轮机构的优点：、凸轮机构的优点： 只需确定适当的凸轮轮廓曲线，只需确定适当的凸轮轮廓曲线，即可实现从动件复杂的运动规律；结即可实现从动件复杂的运动规律；结构简单，运动可靠。构简单，运动可靠。 缺点：缺点： 从动件与凸轮轮廓为点接触或线从动件与凸轮轮廓为点接触或线接触，接触应力大，易磨损接触，接触应力大，易磨损用途：用途：常用于传力不大的控制机构。常用于传力不大的控制机构。二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分、按凸轮的形状分（1）盘形凸轮盘形凸轮（2）移动凸轮移

20、动凸轮（3）圆柱凸轮圆柱凸轮绕固定轴线转动绕固定轴线转动并具有半径变化并具有半径变化的盘形零件。的盘形零件。 回转中心趋于无回转中心趋于无穷远，凸轮沿机穷远，凸轮沿机架作直线运动。架作直线运动。 将移动凸轮卷将移动凸轮卷成圆柱。成圆柱。 如图所示为内燃机配气凸轮机构。盘形 凸轮1匀速转动, 通过其曲线轮廓向径的变化, 驱动从动件2按内燃机工作循环的要求有规律地开启和闭合。内燃机配气凸轮机构图所示为靠模车削机构，工件1回转，凸轮3作为靠模被固定在床身上，刀架2在弹簧作用下与凸轮轮廓紧密接触。当拖板4纵向移动时，刀架2在靠模板（凸轮）曲线轮廓的推动下作横向移动，从而切削出与靠模板曲线一致的工件。靠

21、模车削机构123412342 2、按从动件的型式分、按从动件的型式分 （P39P39） 1、尖顶从动件、尖顶从动件 2、滚子从动件、滚子从动件 3、平底从动件、平底从动件能与复杂凸轮轮能与复杂凸轮轮廓保持接触，能廓保持接触，能实现任意预期的实现任意预期的运动规律，但点运动规律，但点接触，磨损快。接触，磨损快。尖顶处安装一滚尖顶处安装一滚子，接触处为滚子，接触处为滚动摩擦，耐磨损。动摩擦，耐磨损。接触处为一平面，接触处为一平面，但不能与凹陷的但不能与凹陷的凸轮轮廓接触。凸轮轮廓接触。优点：优点： P392 2、按凸轮与从动件维持接触（锁合）、按凸轮与从动件维持接触（锁合）的方式分类的方式分类 （

22、1）力锁合。依靠重力、弹簧力或其他外力使从动）力锁合。依靠重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮保持接触称为力锁合。图所示内燃机配气机件与凸轮保持接触称为力锁合。图所示内燃机配气机构是靠弹簧力使从动件与凸轮保持接触的。构是靠弹簧力使从动件与凸轮保持接触的。等宽凸轮等宽凸轮等径凸轮等径凸轮等宽凸轮等宽凸轮等径凸轮等径凸轮形锁合形锁合 （2）形锁合。依靠一定几何形状使从动件与凸轮保）形锁合。依靠一定几何形状使从动件与凸轮保持接触称为形锁合，持接触称为形锁合，2.2.2 凸轮机构的从动件运动规律分析凸轮机构的从动件运动规律分析n凸轮机构的从动件运动规律与凸轮轮廓曲线形状密切相关。进行凸轮机构的运动分析

23、目的在于分析从动件的运动规律，即从动件的位移、速度和加速度。n凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动CBDr0Ao1t凸轮的基圆凸轮的基圆初始位置初始位置CD2B凸轮的基圆凸轮的基圆以凸轮的最小向径以凸轮的最小向径r0所作的圆称为基圆。所作的圆称为基圆。行程行程Sht推程运动角推程运动角s远休止角远休止角h回程运动角回程运动角s 近休止角近休止角推程运动角推程运动角t 从动件推程过程，对从动件推程过程，对应凸轮转角称为推程运动角应凸轮转角称为推程运动角近休止角近休止角s 推杆在最低位置静止不推杆在最低位置静止不动，凸轮相应的转角动，凸轮相应的转角远休止角远休止角s推杆

24、在最高位置静止不动，推杆在最高位置静止不动，凸轮相应的转角凸轮相应的转角回程回程 从动件从距离凸轮回转中心从动件从距离凸轮回转中心最远位置到起始位置，从动件移向最远位置到起始位置，从动件移向凸轮轴线的行程，称为回程。对应凸轮轴线的行程，称为回程。对应凸轮转角凸轮转角h称为回程运动角。称为回程运动角。推程推程从动件从距离凸轮回转中从动件从距离凸轮回转中心最近位置到距离凸轮回转中心最心最近位置到距离凸轮回转中心最远位置的过程，称为推程。相应移远位置的过程，称为推程。相应移动的距离动的距离h称为称为行程行程22s 凸轮转过一周，从动件的运动过程是：升-停-降-停，此运动过程称为一个运动循环。 注意：

25、一个运动循环中不一定都有以上四个运动过程，但至少都有升程和回程两个运动过程 从动件常用运动规律从动件常用运动规律按照从动件在一个循环中是否需要停歇及停在何处等，可将凸按照从动件在一个循环中是否需要停歇及停在何处等，可将凸轮机构从动件的位移曲线分成如下四种类型：轮机构从动件的位移曲线分成如下四种类型：（1）升）升-停停-回回-停型停型（2）升）升-回回-停型停型（3）升）升-停停-回型回型（4）升）升-回型回型sO 01 02 2 sO 02 2 sO 01 2 sO 2 返回带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。原动机转动带的传动过程：主动轮转动驱动主动轮从动轮转动带与轮

26、的摩擦2.3 带传动机构一、 定义1）减速或增速 工作机所需的转速往往与原动机的转速不一致，需要用带传动达到改变转速的目的。2）调速 利用带传动实现转速按工作要求调整。3）增大转矩 增大转矩（扭矩）就是增大作用力（扭矩就是作用力和转筒半径的乘积）P=FV，率一定的情况下速度越小作用力越大汽车上坡换低速档就是这个道理 带传动的基本作用按工作原理不同可分为摩擦式带传动和啮合式带传动两种。按工作原理不同可分为摩擦式带传动和啮合式带传动两种。当原动机驱动主动轮转动时，依靠带与带轮间的摩擦力拖动从当原动机驱动主动轮转动时，依靠带与带轮间的摩擦力拖动从动轮一起转动，并传递一定的动力。带传动主要用于两轴平行

27、动轮一起转动，并传递一定的动力。带传动主要用于两轴平行且转向相同的场合。且转向相同的场合。带传动工作原理带传动工作原理 （b）啮合式带传动）啮合式带传动 工作时，它是依靠传动工作时，它是依靠传动带内侧凸齿和带轮轮齿间带内侧凸齿和带轮轮齿间的啮合来传递运动和动力。的啮合来传递运动和动力。 （a）摩擦式带传动：）摩擦式带传动： 工作时，它是依靠传动工作时，它是依靠传动带和带轮接触面间产生的带和带轮接触面间产生的摩擦力来传递运动和动力。摩擦力来传递运动和动力。 按照带的横截面形状，摩擦式带传动可分为如下4种类型。(a)(b)(c)(d)（a）平带传动）平带传动 （b）V带传动带传动 （c）多楔带传动

28、）多楔带传动 （d）圆形带传动）圆形带传动二、分类1.平带传动：平带的横截面形状为矩形，平带的横截面形状为矩形，其工作面是与带轮相接触的内表面，平其工作面是与带轮相接触的内表面，平带传动主要用于两带轮轴线平行、转向带传动主要用于两带轮轴线平行、转向相同的、较远距离的情况。相同的、较远距离的情况。 2. V带传动：把V带紧套在V带轮上的梯形轮槽内，使V带的两个侧面与V带轮槽的两侧面楔紧，从而产生摩擦力来传递运动和动力，故V带的工作面是与带轮槽相接触的两个侧面。在相同的初拉力作用下，V带产生的摩擦力要比平带产生的摩擦力大得多。因此，V带传递功率大，传动能力强，结构紧凑， V带多数已经标准化并大量生

29、产。因而，V带传动比平带传动应用广泛得多返回3.3.多楔带传动：多楔带传动：多楔带是在平带基体上有若干多楔带是在平带基体上有若干根根V带组成的传动带，它兼有平带和带组成的传动带，它兼有平带和V带的优点，带的优点，柔性好、摩擦力大、能传递较大的功率，并解决柔性好、摩擦力大、能传递较大的功率，并解决了多根了多根V带受力不均匀的问题。它主要用于传递带受力不均匀的问题。它主要用于传递功率大，且要求结构紧凑的场合。功率大，且要求结构紧凑的场合。 4.圆形带传动： 圆形带的横截面形状为圆形带传动的主要优点：带传动的主要优点： 1. 具有良好的弹性，故能吸振、缓冲，传动平稳，噪音小。具有良好的弹性，故能吸振

30、、缓冲，传动平稳，噪音小。 2.过载时，传动带会在带轮上打滑，可以防止损坏其他传过载时，传动带会在带轮上打滑，可以防止损坏其他传动零件，起到安全保护作用。动零件，起到安全保护作用。 3.结构简单，制造、安装、维护方便，成本低廉，适用于结构简单，制造、安装、维护方便，成本低廉，适用于两轴中心距较大的场合。两轴中心距较大的场合。 带传动的主要缺点：带传动的主要缺点： 1.工作时，传动带与带轮间会产生弹性滑动，因此，工作时，传动带与带轮间会产生弹性滑动，因此，传动比不能严格保持不变。传动比不能严格保持不变。 2 .轮廓尺寸较大，占用空间多。轮廓尺寸较大，占用空间多。 3.传动效率较低，传动带的寿命较

31、短。传动效率较低，传动带的寿命较短。 4.不适用于高温和有化学腐蚀物质的场合。不适用于高温和有化学腐蚀物质的场合。 带传动的工作特点和适用范围 带传动主要适用于功率P50kW；带速v=525 m/s，传动比i5，最大可达到10；且要求传动平稳，但对传动比无严格要求的机械中。1.V1.V带的结构带的结构 V带的横截面结构主要是由拉伸层、强力层、压缩层和包带的横截面结构主要是由拉伸层、强力层、压缩层和包布层等布层等4部分所组成。部分所组成。 抗拉体用于承受拉力，由帘布或细线组成，抗拉体用于承受拉力，由帘布或细线组成，其材料可用化学纤维或棉织物，化学纤维的承载能力较高。顶胶和其材料可用化学纤维或棉织

32、物，化学纤维的承载能力较高。顶胶和底胶分别承受弯曲时的拉伸和压缩。包布采用耐磨的橡胶帆布，将底胶分别承受弯曲时的拉伸和压缩。包布采用耐磨的橡胶帆布，将结构包裹成型结构包裹成型。a）帘布结构帘布结构 （b）线绳结构线绳结构四、V带的结构和标准2.V2.V带的标准带的标准 楔角楔角=40、相对高度约为、相对高度约为0.7的的V带称为普通带称为普通V带。普带。普通通V带已标准化，按截面尺寸的不同，分为带已标准化，按截面尺寸的不同，分为Y、Z、A、B、C、D、E七种（截面尺寸按顺序排列依次增大，带的承七种（截面尺寸按顺序排列依次增大，带的承载能力也依次增大）。窄载能力也依次增大）。窄V带分为带分为SP

33、Z、SPA、SPB、SPC四种四种。普通普通V V带和窄带和窄V V带的标记由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例：带的标记由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例：A A1400 GB/T 115441400 GB/T 1154419971997国标代号国标代号基准长度基准长度v v带型号带型号五、设计参数1、常用参数（1）传动比：反映了主动轮与从动轮转速的增或减的比例，i=n1/n2.（2）圆周速度v：v=dn/(60*1000)（3）传动功率P：P=Fv/1000 (4)传动转矩T：T=9549*p/n (5)传动效率：=(P1/P2)100 为保证带传动正常工作，传动带必须以一定的张

34、紧力套在带轮上。 初拉力F0 0： 紧边拉力F1 1： 松边拉力F2 2： F1 1-F0 0=F0 0-F2 2 有效拉力F： F=F1 1-F2 2 2、带传动的受力分析三、带传动的弹性滑动三、带传动的弹性滑动 1 1弹性滑动现象弹性滑动现象 由于带的弹性变形量的变化而引起带在带轮表面由于带的弹性变形量的变化而引起带在带轮表面上产生局部、微小相对滑动的现象，称为上产生局部、微小相对滑动的现象，称为弹性滑动弹性滑动。在带传动中，由于紧边拉力与松边拉力不等，加上带在带传动中，由于紧边拉力与松边拉力不等，加上带是弹性体，使带在紧边和松边产生不同程度的拉伸变是弹性体，使带在紧边和松边产生不同程度的

35、拉伸变形。因而弹性滑动是摩擦型带传动特有的现象，在工形。因而弹性滑动是摩擦型带传动特有的现象，在工作时是不可避免的。作时是不可避免的。2 2打滑、弹性滑动与打滑打滑、弹性滑动与打滑 691 1弹性滑动现象弹性滑动现象 紧边拉力大于松边拉力：紧边拉力大于松边拉力： 紧边变形大于松边变形：紧边变形大于松边变形： 带对小带轮：滞后现象带对小带轮：滞后现象 带对大带轮：超前现象带对大带轮：超前现象 21FF 21ll弹性滑动现象的弹性滑动现象的后果：后果：降低传动效率；从动轮的圆周速度低于主降低传动效率；从动轮的圆周速度低于主动轮，造成传动比误差；引起带的磨损等。动轮，造成传动比误差；引起带的磨损等。

36、从动轮的圆周速度从动轮的圆周速度v2 2低于主动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度v1 1的降低程度，可用的降低程度，可用滑动率滑动率 来表示来表示：%100121 vvv 带传动的滑动率一般为带传动的滑动率一般为12，一般计算中可以忽略不计。，一般计算中可以忽略不计。计入弹性滑动影响时，带传动计入弹性滑动影响时，带传动传动比传动比的计算公式为：的计算公式为： 111221ddnni见图示图示21vvvv1主动轮圆周速度v2从动轮圆周速度 v带速则：若：702 2打滑，弹性滑动与打滑打滑，弹性滑动与打滑 打滑打滑 是指由于传递载荷的需要，当带传动所需有效圆周力超是指由于传递载荷的需要，当带传动所

37、需有效圆周力超过带与带轮面间摩擦力的极限时，带与带轮面在整个接触弧段发过带与带轮面间摩擦力的极限时，带与带轮面在整个接触弧段发生显著的相对滑动。生显著的相对滑动。 打滑将使带传动失效并加剧带的磨损，因而在正常工作中应打滑将使带传动失效并加剧带的磨损，因而在正常工作中应当避免出现打滑现象。当避免出现打滑现象。 弹性滑动与打滑的区别：弹性滑动与打滑的区别：根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；张紧的目的运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须 重新张紧，才能正常工作。 常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。1.定期张紧装置六、带传动的张紧、安装与维护

38、六、带传动的张紧、安装与维护 采用定期改变中心距的方法来调节带的张紧力，使带重新张紧。常见的有滑道式和摆架式两种结构。a a调整螺钉调整螺钉调整螺钉调整螺钉滑道式张紧装置滑道式张紧装置摆架式张紧装置摆架式张紧装置a a (2)自动张紧 将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用电动机的自重，使带轮绕固定轴摆动，以自动保持张紧力。 带传动的使用和维护带传动的使用和维护 为保证带传动能正常工作和延长寿命，正确使用和维护为保证带传动能正常工作和延长寿命，正确使用和维护十分重要。一般应注意：十分重要。一般应注意： 安装时，两带轮轴线应保持平行，且两轮轮槽应处安装时，两带轮轴线应保持平行，且两轮轮槽应处

39、于同一平面内，以免带被扭曲致使侧面过度磨损。于同一平面内，以免带被扭曲致使侧面过度磨损。 V V带在带轮轮槽中应处于正确的位置，过高或过低都带在带轮轮槽中应处于正确的位置，过高或过低都不利于带的正常工作。不利于带的正常工作。 使用使用V V带根数较多时其长度应经过挑选，由制造误差带根数较多时其长度应经过挑选，由制造误差引起的长度差不宜过大，以免造成带受力不均，使受力大的引起的长度差不宜过大，以免造成带受力不均，使受力大的带过早损坏。带过早损坏。 带传动应设防护罩。带传动应设防护罩。 应保持带的清洁，不可与油、酸、碱等介质接触，应保持带的清洁，不可与油、酸、碱等介质接触，以防变质；也不宜在阳光下

40、曝晒。以防变质；也不宜在阳光下曝晒。 链传动是应用较广的一种机械传动，它由链条、主动链轮、从动链轮组成。依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。2.4 链传动2.4.1 链传动的类型 根据用途的不同，链传动分三大类： 1)传动链：传动链用于一般机械上动力和运动的传递，通常都在中等速度（v20m/s）以下工作。 2）起重链：起重链用于起重机械中提升重物，其工作速度不大于0.25m/s。 3）牵引链：又称输送链，用于链式输送机中移动重物，其工作速度不大于24m/s。 根据结构的不同，常用的传动链又分短节距精密滚子链(简称滚子链)、套筒链、弯板链和齿形链。滚子链结构简单，磨损较轻，故应用较广。齿形

41、链(又称无声链)，它具有传动平稳、噪声小、承受冲击性能好、工作可靠等优点，但结构复杂、质量大、价格高、制造较困难，故多用于高速（链速v可达40m/s）或运动精度要求较高的传动装置中。传动链的类型 (1）滚子链的结构和标准 滚子链由内链板1、套筒4、外链板2和销轴3组成。内链板与套筒、外链板与销轴均为过盈配合，套筒与销轴、滚子与套筒之间均采用间隙配合，因此，内、外链板在链节屈伸时可相对转动。当链与链轮啮合时，链轮齿面与滚子之间形成滚动摩擦，可减轻链条与链轮轮齿的磨损。内、外链板制成“”字形，可使其剖面的抗拉强度大致相等，同时亦可减小链条的自重和惯性力。组成链条的各零件，由碳钢或合金钢制成，并进行

42、热处理，以提高强度和耐磨性。 滚子链相邻两滚子中心的距离称为链节距，用p表示，它是链条的主要参数。节距p越大，链条各零件的尺寸越大，所能承受的载荷越大。 滚子链可制成单排链和多排链（如双排链或三排链)，见图1和图2。排数越多，承载能力越大。由于制造和装配精度，会使各排链受力不均匀，故一般不超过4排。1.滚子链传动78单排滚子链结构单排滚子链结构双排滚子链结构双排滚子链结构 6. 6. 链传动的工作原理、特点和应用链传动的工作原理、特点和应用 链传动的工作原理链传动的工作原理 链传动链传动( (图图8-6)8-6)是具有中间挠性件的啮合传动。是具有中间挠性件的啮合传动。 链传动的特点链传动的特点

43、 链传动的优点是：与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，链传动的优点是：与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，传动效率较高，对轴的压力小，传递功率能保持准确的平均传动比，传动效率较高，对轴的压力小，传递功率大，过载能力强，能在低速、重载下较好工作，能适应恶劣环境（如大，过载能力强，能在低速、重载下较好工作，能适应恶劣环境（如多尘、油污、腐蚀和高强度场合）；与齿轮传动相比，链传动的制造多尘、油污、腐蚀和高强度场合）；与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本低廉，易于实现较大中心距的传动。与安装精度要求较低，成本低廉，易于实现较大中心距的传动。 链传动的缺点

44、是：瞬时链速和瞬时传动比不恒定，工作中有冲击链传动的缺点是：瞬时链速和瞬时传动比不恒定，工作中有冲击和噪声，传动平稳性差，不宜用于载荷变化大和急速反向的传动中。和噪声，传动平稳性差，不宜用于载荷变化大和急速反向的传动中。 链传动的应用链传动的应用 链传动广泛用于中心距较大，要求平均传动比准确链传动广泛用于中心距较大，要求平均传动比准确的传动；环境恶劣的开式传动；低速重载传动和润滑良的传动；环境恶劣的开式传动；低速重载传动和润滑良好的高速传动中。好的高速传动中。 链传动不宜用于载荷变化很大和急速反向的传动中。链传动不宜用于载荷变化很大和急速反向的传动中。这是由于链传动的紧边工作时形如弦索，它们的

45、自振频这是由于链传动的紧边工作时形如弦索，它们的自振频率较易与外界干扰力合拍而产生振动。此外，链传动的率较易与外界干扰力合拍而产生振动。此外，链传动的松边和紧边呈悬垂状态，在起动、制动和反转时，会引松边和紧边呈悬垂状态，在起动、制动和反转时，会引起系统的惯性冲击，因此链传动工作时有噪声，急速反起系统的惯性冲击，因此链传动工作时有噪声，急速反转时尤其严重。转时尤其严重。 7. 7.链传动的链传动的 “多边形效应多边形效应” 链传动工作时，链节在链轮上呈多边形分布，链条的瞬时链传动工作时，链节在链轮上呈多边形分布，链条的瞬时水平分速度、垂直分速度水平分速度、垂直分速度和瞬时传动比和瞬时传动比均作周

46、期性地变化，均作周期性地变化，产产生动载荷，生动载荷，从而导致运动的不均匀性和链条的上、下抖动。形从而导致运动的不均匀性和链条的上、下抖动。形成连续不断的冲击、振动和噪声，这种现象通常称为成连续不断的冲击、振动和噪声，这种现象通常称为“多边形多边形效应效应”。链的节距越大，链轮转速越高，。链的节距越大，链轮转速越高，“多边形效应多边形效应”就越就越严重。因此在设计时，必须对链速加以限制。此外，选取小节严重。因此在设计时，必须对链速加以限制。此外，选取小节距的链条，也有利于减小动载荷及运动的不均匀性。距的链条，也有利于减小动载荷及运动的不均匀性。 2.5 齿轮传动机构一、齿轮传动的功能和特点二、

47、齿轮传动的主要类型 1、齿轮传动的功能 (1)(1)传递任意两轴之间的回转运动传递任意两轴之间的回转运动 (2)2)实现回转与直线运动的相互变换实现回转与直线运动的相互变换 (3)(3)实现轮系的变速运动实现轮系的变速运动。 一、齿轮传动的功能 和特点 齿轮传动依靠主动轮的轮齿轮传动依靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿依次啮合，由齿与从动轮的轮齿依次啮合，由主动轮推动从动轮来传递两轴间主动轮推动从动轮来传递两轴间的运动和动力。传动比较精确，的运动和动力。传动比较精确，适用于高速、精确的传动系统中。适用于高速、精确的传动系统中。2、一般齿轮传动的特点 优点：优点： 缺点：缺点：1 1）传动效率高）传动

48、效率高 1 1）制造、安装精度要求较高）制造、安装精度要求较高2 2）传动比恒定）传动比恒定 2 2）不适于中心距）不适于中心距a a较大两轴间传动较大两轴间传动 3 3）传动精度高）传动精度高 3 3）使用维护费用较高）使用维护费用较高, ,精度低时、精度低时、4 4）传动平稳）传动平稳 噪音、振动较大噪音、振动较大 5 5）结构紧凑）结构紧凑6 6）工作可靠、寿命长）工作可靠、寿命长 7 7）速度和功率范围宽）速度和功率范围宽 3、精密齿轮传动的特点 精密齿轮一般体积较小、模数较小、齿数较多、精密齿轮一般体积较小、模数较小、齿数较多、传动精度较高、传动的平均效率和瞬时效率比较高、传动精度较

49、高、传动的平均效率和瞬时效率比较高、转动惯量比较小。转动惯量比较小。二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型1.齿轮传动的基本类型（1）平行轴齿轮传动 直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮人字形齿轮传动人字形齿轮传动（2）相交轴齿轮传动（3）交错轴齿轮传动斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮曲齿圆锥齿轮曲齿圆锥齿轮蜗杆传动蜗杆传动交错轴斜齿轮交错轴斜齿轮直齿圆锥齿轮直齿圆锥齿轮 根据齿轮啮合方式分为： 外啮合齿轮传动：两轮转向相反 内啮合齿轮传动：两轮转向相同 齿轮齿条传动齿轮齿条传动齿轮齿条传动 内啮合直齿内啮合直齿 外啮合直齿圆柱齿轮外啮合直齿圆柱齿轮2、按工作条件 （封闭形式）开式齿

50、轮传动开式齿轮传动适于低速及不重要的场合适于低速及不重要的场合半开式齿轮传动半开式齿轮传动农业机械、建筑机械及简单机械设备农业机械、建筑机械及简单机械设备只有简单只有简单防护罩防护罩闭式齿轮传动闭式齿轮传动润滑、密封良好，汽车、机床及航空发动机等的齿润滑、密封良好，汽车、机床及航空发动机等的齿轮传动中轮传动中 3、按齿形（齿廓曲线） 渐开线渐开线常用常用摆线摆线计时仪器计时仪器圆弧圆弧承载能力较强承载能力较强 4平面齿轮传动 啮合的一对齿轮的两轴线互相平行，两齿轮都在与轴线相垂直啮合的一对齿轮的两轴线互相平行，两齿轮都在与轴线相垂直的同一平面内，这种齿轮必为圆柱形，称为圆柱齿轮。的同一平面内，

51、这种齿轮必为圆柱形，称为圆柱齿轮。 直齿圆柱齿轮（直齿轮）直齿圆柱齿轮（直齿轮）外啮合；内啮合；外啮合；内啮合；齿轮齿条齿轮齿条平行轴斜齿轮（斜齿轮）：平行轴斜齿轮（斜齿轮）： 外；内；齿轮齿条外；内；齿轮齿条5空间齿轮传动 啮合的一对齿轮的轴线互不平行，即相交或交错，则它啮合的一对齿轮的轴线互不平行，即相交或交错，则它们的相对运动为空间运动。们的相对运动为空间运动。 圆锥齿轮机构圆锥齿轮机构两齿轮轴相交两齿轮轴相交 直齿；斜齿；曲线齿直齿；斜齿；曲线齿螺旋齿轮机构螺旋齿轮机构交错轴斜齿轮机构交错轴斜齿轮机构蜗轮蜗杆机构：两轴空间垂直交错蜗轮蜗杆机构：两轴空间垂直交错三、齿轮几何参数与基本特性

52、（1）几何与基本参数 P65齿顶圆 齿根圆齿厚 齿槽宽齿距 分度圆齿顶高 齿根高全齿高 齿宽齿数 模数（2）基本特性 P66啮合传动比恒定；正确啮合条件连续传动的条件：重合度大于1 标准中心距和可分性： 使其工作平稳保证传动比恒定重合度是指前一对齿轮尚未脱离啮合时，后一对轮齿能及时进入啮合，否则齿轮就不能连续传动。重合度越大，啮合的齿数越多，传动越平稳。 一对齿轮组成的机构是齿轮传动的最简单形式。一对齿轮组成的机构是齿轮传动的最简单形式。在实际机械中，为了满足各种不同的需要（变速、换在实际机械中，为了满足各种不同的需要（变速、换向、远距离传动等），常常把一系列齿轮（含蜗杆传向、远距离传动等），

53、常常把一系列齿轮（含蜗杆传动）按照不同的方式组合起来，这种由一系列相互啮动）按照不同的方式组合起来，这种由一系列相互啮合齿轮组成的传动系统称为齿轮系或轮系。合齿轮组成的传动系统称为齿轮系或轮系。 根据轮系运转时各轮轴线在空间的位置是否固定根据轮系运转时各轮轴线在空间的位置是否固定，可将轮系分为定轴轮系和行星轮系两大类。若轮系，可将轮系分为定轴轮系和行星轮系两大类。若轮系中同时含有定轴轮系和行星轮系或含有多个行星轮系中同时含有定轴轮系和行星轮系或含有多个行星轮系，则称为组合轮系。，则称为组合轮系。五五、轮系的分类、轮系的分类1 1、定轴轮系、定轴轮系 当轮系运转时，若其中各齿轮的轴线相对于机架的

54、位置都是固定不变的当轮系运转时，若其中各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定不变的，则该轮系称为定轴轮系。，则该轮系称为定轴轮系。 完全由平行轴线齿轮完全由平行轴线齿轮( (圆柱齿轮圆柱齿轮) )组成的定轴轮系，称为平面定轴轮系，组成的定轴轮系，称为平面定轴轮系，如如图（图（a)a)所示。所示。 轮系中包含有非平行轴线齿轮（圆锥齿轮、蜗轮等）的定轴轮系，则称轮系中包含有非平行轴线齿轮（圆锥齿轮、蜗轮等）的定轴轮系，则称为空间定轴轮系，如为空间定轴轮系，如图图(b)(b)所示。所示。2 2 行星轮系行星轮系 在轮系运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕机架上的在轮系运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线

55、绕机架上的固定轴线转动，则该轮系称为行星轮系，如固定轴线转动，则该轮系称为行星轮系，如图图所示。所示。 在行星轮系中，活套在构件在行星轮系中，活套在构件H上的齿轮上的齿轮2称为行星齿轮。称为行星齿轮。支承行星齿轮作公转的构件则称为行星架或系杆支承行星齿轮作公转的构件则称为行星架或系杆(用用H表示表示)。与。与行星齿轮相啮合且轴线固定的齿轮行星齿轮相啮合且轴线固定的齿轮1和和3称为中心轮（用称为中心轮（用K表示表示）。其中，外齿中心轮称为太阳轮；而内齿中心轮称为内齿圈）。其中，外齿中心轮称为太阳轮；而内齿中心轮称为内齿圈。传动时，中心轮和行星架绕机架上的固定轴线转动。行星轮。传动时，中心轮和行星

56、架绕机架上的固定轴线转动。行星轮一方面受行星架的牵连、围绕机架上的固定轴线作公转，同时一方面受行星架的牵连、围绕机架上的固定轴线作公转，同时又绕其自身的轴线在自转。又绕其自身的轴线在自转。四、定轴轮系传动比计算 在轮系中，输入轴和输出轴角速度(或转速)之比称为轮系的传动比，常用字母i表示，并在其右下角用下标表明其对应的两轴。例如：i12，表示轴l与轴2的传动比。并规定当两齿轮的转动方向相同时，传动比为正；两齿轮的转动方向相反时，传动比为负。确定轮系的传动比包含以下两方面： 1)计算传动比i的大小。 2)确定输出轴(轮)的转动方向。1.1.单级传动时的传动比计算单级传动时的传动比计算 如如图图所

57、示为单级圆柱齿轮啮合，其传动比为所示为单级圆柱齿轮啮合，其传动比为2.2.多级传动比计算多级传动比计算 在如在如图图所示的多对齿轮传动的平面定轴轮系中，设齿轮所示的多对齿轮传动的平面定轴轮系中，设齿轮1 1为首为首轮，齿轮轮，齿轮5 5为末轮，其传动比为末轮，其传动比i15i15可由各对齿轮传动比求出。可由各对齿轮传动比求出。352415122334451423323451423() ()( 1)zzzziiiiizzzzzzzzzzzz 式中，式中，m m为轮系中外啮合齿轮的对数。为轮系中外啮合齿轮的对数。 上式表明，定轴轮系传动比的大小等于组成该轮系的各对啮上式表明，定轴轮系传动比的大小等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮中所有从动轮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的乘积与所有主动轮齿数乘积之比。齿数的乘积与所有主动轮齿数乘积之比。一般公式为：一般公式为：积所有主动轮齿数的连乘积