机械基础第5章课件

1、1 机械传动在机械工程中应用非常广泛，主要是指利用机械方式传递动力和运动烦人传动，可分为两大类：一类是依靠主动件与从动件间的摩擦传动；另一类是依靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递运动和动力的啮合传动。机械传动2机械传动V 带传动在机器中的应用3同步带传动机械传动4机械传动平带运输55.1带 传 动学习目标了解带传动的类型和特点。掌握普通 V 带的结构和尺寸标准。了解普通 V 带轮的材料和结构。具备对普通 V 带传动工作分析和设计的能力。了解普通 V 带传动的张紧、安装和维护技术。65.1带 传 动7带传动的组成5.1带 传 动5.1.1带传动的类型和特点5.1带 传 动 1）摩擦带传动：

2、（1）平带传动。（2）V 带传动。（3）多楔带传动。（4）圆带传动。1.带传动的类型5.1带 传 动摩擦带传动的类型5.1.1带传动的类型和特点5.1带 传 动平带常用的接头方式5.1.1带传动的类型和特点5.1带 传 动 2）啮合带传动：（1）同步带传动。（2）齿孔带传动。5.1.1带传动的类型和特点5.1带 传 动同步带传动5.1.1带传动的类型和特点5.1带 传 动2.带传动的特点010203带传动属于挠性传动，传动带具有一定的弹性，能缓冲、吸振动，使运动平稳无噪声。过载时，传动带在带轮上打滑，可防止其他零件因过载而损坏，起到安全保护的作用。带传动适用于两轴中心距较大的传动，结构简单，制

3、造、安装精度要求低，使用维护方便，成本低。5.1.1带传动的类型和特点5.1带 传 动040506带传动由于受摩擦力和本身弹性变形的影响，因而不能保证恒定的传动比。带传动外廓尺寸较大，传动效率低，使用寿命短，对轴的作用力较大。不宜在易燃易爆的场合工作。5.1.1带传动的类型和特点5.1.2普通 V 带的结构和尺寸标准5.1带 传 动1.普通V带的结构普通 V 带的横截面结构5.1.2普通 V 带的结构和尺寸标准5.1带 传 动2.普通V带的尺寸标准普通 V 带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为 HT150 和 HT20，转速较高时宜采用铸钢，小功率时宜采用铸铝或塑料。5.1.3普通 V 带

4、轮的材料和结构5.1带 传 动1.普通V带轮的材料5.1.3普通 V 带轮的材料和结构5.1带 传 动2.普通V带轮的结构普通 V 带轮的结构5.1.4普通 V 带传动的工作分析5.1带 传 动1.普通V带传动的受力分析F0F0F0F0F1F2F1F2紧边松边从动轮主动轮n1n2Diagram 2初拉力 F0当量摩擦系数 fv 123包角 a5.1.4普通 V 带传动的工作分析5.1带 传 动普通 V 带所传递的圆周力 F 与下列因素有关：5.1.4普通 V 带传动的工作分析5.1带 传 动2.普通V带传动的应力分析5.1.4普通 V 带传动的工作分析5.1带 传 动321紧边和松边产生的拉应

5、力离心力产生的拉应力普通 V 带的弯曲变形产生的拉应力（1） 普通 V 带的弹性滑动 。5.1.4普通 V 带传动的工作分析5.1带 传 动3.普通V带的弹性滑动和传动比（2） 传动比 。5.1.4普通 V 带传动的工作分析5.1带 传 动5.1.5普通 V 带传动的设计5.1带 传 动1.普通V带的失效形式和设计准则（1）打滑1）失效形式（2）带的疲劳破坏2）设计准则： 由于普通 V 带传动的失效形式是打滑和带的疲劳破坏，因而普通 V 带传动的设计原则是在保证普通 V 带的截面、小带轮的带速、传动比、包角和带长等因素有关。5.1.5普通 V 带传动的设计5.1带 传 动5.1.5普通 V 带

6、传动的设计5.1带 传 动2.单根普通V带的基本额定功率 在传动装置正确安装和维护的条件下，按规定的几何尺寸和环境条件，在规定的时间周期内，给定普通 V 带所能传递的功率称为普通 V 带传动的额定功率。 普通 V 带传动烦人额定功率与普通 V 带的截面、小带轮的带速、传动比、包角和带长等因素有关。5.1.5普通 V 带传动的设计5.1带 传 动3.普通V带传动的设计步骤1）确定普通 V 带的设计步骤2）选择普通 V 带的型号3）确定普通 V 带轮的基准直径4）验算带速5）确定中心距和普通 V 带的基准长度6）验算小带轮的包角7）确定普通 V 带的根数8）计算单根普通 V 带的初拉力9）计算普通

7、 V 带对轴的压力10）设计普通 V 带轮的结构295.1.6普通 V 带传动的张紧、安装和维护5.1带 传 动1.普通V带传动的张紧（1）定期紧张装置1）调整中心距2）利用紧张轮（2）自动紧张装置5.1.6普通 V 带传动的张紧、安装和维护5.1带 传 动调整螺钉滑道式定期张紧装置a315.1.6普通 V 带传动的张紧、安装和维护5.1带 传 动摆架式定期张紧装置调整螺钉a摆动架325.1.6普通 V 带传动的张紧、安装和维护5.1带 传 动自动张紧装置销轴摆动架335.1.6普通 V 带传动的张紧、安装和维护5.1带 传 动普通 V 带传动的张紧装置张紧轮345.1.6普通 V 带传动的张

8、紧、安装和维护5.1带 传 动2.普通V带传动的安装和维护1）普通 V 带轮的安装： 平行轴传动时，各普通 V 带轮的轴线必须保持规定的平行度。各轮宽的中心线、各轮的对应轮槽中心线等均应共面且与轴线垂直，否则会加速普通 V 带的磨损，缩短带的寿命。355.1.6普通 V 带传动的张紧、安装和维护5.1带 传 动2）普通 v 带的安装 （1）（2）（3）（4）通常应通过调整各轮中心距的方法来安装普通 V 带和张紧。安装普通 V 带时，两带轮轴线必须平行，轮槽应正对，以免带扭曲和磨损加剧。同组使用普通 V 带应型号相同、长度相等，不同厂家生产的普通 V 带、新旧普通 V 带不能混合使用。安装普通

9、V 带时，应规定的初拉力张紧。注意事项：5.1.6普通 V 带传动的张紧、安装和维护5.1带 传 动普通 V 带的张紧程度5.2链 传 动学习目标熟悉链传动的组成、类型、特点及应用。理解链传动运动的不均匀性。了解滚子链和齿形链。5.2链 传 动1后轮；2后泥板3鞍座；4前泥板；5前叉；6辐条；7轮辋；8前轮；9脚蹬；10链轮；11链条；12轮毂电机自行车5.2.1链传动的组成、类型、特点及应用5.2链 传 动1.链传动的组成设计：潘存云链传动的组成主动链轮从动链轮链条5.2.1链传动的组成、类型、特点及应用5.2链 传 动2.链传动的类型1）传动链2）输送链3）起重链5.2.1链传动的组成、类

10、型、特点及应用5.2链 传 动（a）滚子链（b）齿形链滚子链和齿形链3.链传动的特点及应用5.2.1链传动的组成、类型、特点及应用5.2链 传 动链传动能适应恶劣环境，如多尘、油污、腐蚀和高强度场合。链传动传递的功率较大，过载能力强，能在低速重载下较好的工作。链条不需要像带那样的张紧力，对轴的压力较小。链传动无弹性滑动和打滑，能获得准确的平均传动比，但瞬时传动比不恒定。2143435.2.2链传动运动的不均匀性5.2链 传 动链传动的运动分析5.2.3滚子链和齿形链简介5.2链 传 动1.滚子链设计：潘存云设计：潘存云销轴滚子外链板套筒内链板滚子链的结构1）滚子链的结构及标准5.2.3滚子链和

11、齿形链简介5.2链 传 动滚子链的形式5.2.3滚子链和齿形链简介5.2链 传 动滚子链的接头方式5.2链 传 动2）滚子链链轮5.2.3滚子链和齿形链简介滚子链链轮的端面齿形滚子链链轮的轴向齿形5.2链 传 动5.2.3滚子链和齿形链简介滚子链链轮的结构5.2链 传 动滚子链链轮的结构、各部分名称及代号5.2链 传 动5.2.3滚子链和齿形链简介2.齿形链内导板齿形链外导板齿形链5.3齿轮传动学习目标了解齿轮传动的分类、特点及应用。掌握渐开线的形成、性质及渐开线齿廓的啮合特性。掌握渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算方法。掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动。理解渐开线斜齿圆柱齿轮传动和

12、直齿圆柱齿轮传动。熟悉齿轮的失效形式。5.3齿轮传动怀表中的齿轮传动5.3齿轮传动减速器中的齿轮传动5.3齿轮传动内燃机中的齿轮传动5.3齿轮传动1.齿轮传动的分类5.3.1齿轮出动的分类、特点及应用（1） 平面齿轮转动直齿圆柱齿轮传动平行轴斜圆柱齿轮传动人字齿轮传动 （2） 空间齿轮传动交错轴斜齿轮传动圆锥齿轮传动蜗杆传动准双曲面齿轮传动1）按两轮轴线的相对位置和齿向分5.3齿轮传动5.3.1齿轮出动的分类、特点及应用（1）渐开线齿轮传动（2）摆线齿轮传动（3）圆弧齿轮传动2）按齿轮的齿廓曲线分3）按齿轮的工作条件分（1）开式齿轮传动（2）闭式齿轮传动5.3齿轮传动5.3.1齿轮出动的分类、

13、特点及应用齿轮传动的基本类型5.3齿轮传动5.3.1齿轮出动的分类、特点及应用2.齿轮传动的特点 能保持瞬时传动比（两轮瞬时角速度之比）不变。12345传递动力大，传动效率高，一般为0.950.98，最高可达0.99。使用寿命长，一般可达1020年。适用范围广，能传递夹角为任意值的两轴间的运动。结构紧凑，工作可靠。优点：5.3齿轮传动5.3.1齿轮出动的分类、特点及应用缺点：1）不适宜用于远距离两轴间的传动。2）制造和安装精度要求较高，因此成本也较高。5.3齿轮传动5.3.1齿轮出动的分类、特点及应用3.齿轮传动的应用 齿轮传动可以实现平行轴、相交轴和交错轴之间的运动和动力传递，瞬时传动比恒定

14、，工作平稳，结构紧凑，传动速度和传递功率范围广。5.3齿轮传动5.3.2渐开线与渐开线齿廓渐开线的形成1.渐开线的形成渐开线的齿廓5.3齿轮传动5.3.2渐开线与渐开线齿廓2.渐开线的性质1发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即：2渐开线上的任意一点的法线均与基圆相切。3渐开线上任意一点 K 处的正压力方向与该点速度方向uk 所夹的锐角称为渐开线齿廓在 K 点的压力角。5.3齿轮传动5.3.2渐开线与渐开线齿廓5基圆内无渐开线。4渐开线的形状取决于基圆半径。5.3齿轮传动5.3.2渐开线与渐开线齿廓不同基圆的渐开线5.3齿轮传动5.3.2渐开线与渐开线齿廓3.渐开线方程5.3齿轮传动

15、5.3.2渐开线与渐开线齿廓4.渐开线齿廓啮合的基本定律渐开线齿廓啮合的基本定律5.3齿轮传动5.3.2渐开线与渐开线齿廓5.渐开线齿廓啮合特性 23451瞬时传动比恒定中心距可分性啮合角恒定齿廓间正压力方向恒定齿廓间具有相对滑动瞬时传动比恒定5.3齿轮传动5.3.2渐开线与渐开线齿廓渐开线齿轮的啮合传动5.3齿轮传动5.3.2渐开线与渐开线齿廓5.3齿轮传动5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和代号5.3齿轮传动5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算1.渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和代号（1）齿数z（2）齿顶圆ra（3）齿根圆

16、rf（4）分度圆r（5）齿槽宽ei（6）齿厚si5.3齿轮传动5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算（7）齿距pi（8）齿顶高ha（9）齿根高hf（10）全齿高h（11）齿宽B1）模数5.3齿轮传动5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算2.渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数5.3齿轮传动5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算模数的大小对齿轮尺寸的影响2）压力角5.3齿轮传动5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算国际规定分度圆上的压力角为标准值，我国取 a=205.3.3渐开线直齿轮圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算5.3齿轮传动压力角对

17、齿轮形状的影响3）齿顶高系数5.3齿轮传动5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算4）顶隙系数5.3齿轮传动5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算5.3齿轮传动5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算3.渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算公式5.3齿轮传动5.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算5.3齿轮传动5.3.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动1.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件5.3齿轮传动5.3.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动啮合条件（1）两渐开线直齿圆柱齿轮的模数相等，即：m1 = m2 =

18、 m（2）两渐开线直齿圆柱齿轮的压力角相等，即：a1 = a2 = a5.3齿轮传动5.3.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动一对渐开线直齿圆柱齿轮的传动比又可以表还为：注：5.3齿轮传动5.3.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动2.渐开线直齿圆柱齿轮连续转动的条件和重合度的计算1）连续传动的条件：5.3齿轮传动5.3.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动2）重合度计算：5.3齿轮传动5.3.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动重合度5.3齿轮传动5.3.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动3.渐开线直齿圆柱齿轮的根切现象及最少齿数1）渐开线直齿圆柱齿轮的根切现象 用范成法加工渐开线齿轮的过程中，有时刀具齿顶会把被加工

19、齿轮根部的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为根切。根切现象5.3齿轮传动5.3.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 根切现象是因为：刀具齿顶线（齿条形刀具）或齿顶圆（齿轮插刀）超过了极限啮合点N1（啮合线被齿轮基圆的切点）而产生的。产生根切的原因5.3齿轮传动5.3.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动2）最少齿数不产生根切的最少齿数zmin为：不产生根切的最少齿数5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动1.渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动2.渐开线斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸的计算1）螺旋角螺旋线的切线与分度圆柱母线所夹

20、的锐角称为螺旋角，用表示：5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮的基本参数5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮的旋向5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动 2）模数由于斜齿轮可以与斜齿条正确啮合，因而可以通过斜齿条来研究其法面模数与端面模数间的关系。 3）压力角5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动4）齿顶高系数和顶隙系数5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动3.渐开线斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件和重合度1两斜齿圆柱齿轮的模数相等，即： mn1 = mn2或： mt1 = mt2两斜齿

21、圆柱齿轮的压力角相等，即： an1 = an2或： at1 = at2两斜齿圆柱齿轮的螺旋角大小相等，即： 1 = -2或： 1 = 2231）渐开线斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动2）渐开线斜齿圆柱齿轮传动的重合度轴面重合度5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动4.渐开线斜齿圆柱齿轮的法面齿形及当量齿数斜齿轮的当量齿轮5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动斜齿轮当量齿轮的表达式：5.3齿轮传动5.3.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动渐开线标准斜齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数为：5.渐开线斜齿圆柱齿轮的最少齿数5.3.6直齿圆锥齿轮传动5.3齿轮

22、传动直齿轮圆锥齿轮1.直齿圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸的计算5.3.6直齿圆锥齿轮传动5.3齿轮传动直齿轮圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸5.3齿轮传动标准直齿轮圆锥齿轮传动的几何尺寸计算公式（=90）2.直齿圆锥齿轮的正确啮合条件5.3.6直齿圆锥齿轮传动5.3齿轮传动1两直齿圆锥齿轮法面模数相等，即：mn1 = mn2 = m两直齿圆锥齿轮法面压力角相等，即：an1 = an2 = a两直齿圆锥齿轮轴交角 = 1+2233.直齿圆锥齿轮的背锥和当量齿数5.3.6直齿圆锥齿轮传动5.3齿轮传动1）直齿圆锥齿轮的背锥5.3.6直齿圆锥齿轮传动5.3齿轮传动2）直齿圆锥齿轮的当量齿数4.直齿圆锥齿轮

23、的最少齿数5.3.6直齿圆锥齿轮传动5.3齿轮传动5.3.7齿轮传动的失效形式5.3齿轮传动1.轮齿折断2.齿面点蚀3.齿面磨损4.齿面胶合5.齿面塑性变形5.3.7齿轮传动的失效形式5.3齿轮传动齿轮的失效形式学习目标了解蜗杆传动的类型和特点。掌握蜗杆传动的基本参数与几何尺寸。掌握蜗杆传动的受力方向和蜗轮转向的判断方法。熟悉蜗杆传动的失效形式、安装与维护方法。5.4蜗杆传动5.4蜗杆传动各种机床上常用的万能分度头5.4蜗杆传动蜗杆传动机构1蜗轮；2蜗杆5.4蜗杆传动5.4.1蜗杆传动的类型和特点1.蜗杆传动的类型70%圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥面蜗杆传动阿基米德蜗杆 （ZA型）渐开线蜗杆 （

24、ZI型）5.4蜗杆传动5.4.1蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的类型（a）圆柱蜗杆传动（b）环面蜗杆传动（c）锥面蜗杆传动5.4蜗杆传动5.4.1蜗杆传动的类型和特点阿基米德蜗杆5.4蜗杆传动5.4.1蜗杆传动的类型和特点2.蜗杆传动的特点优点可实现自锁。2.传动平稳、噪音小。1.传动比大，机构紧凑。5.4蜗杆传动5.4.1蜗杆传动的类型和特点缺点轮齿间相对滑动速度较大，易磨损。传动效率低。（最高70%）制造成本高。5.4蜗杆传动5.4.2蜗杆传动的基本参数与几何尺寸1.模数和压力角这是蜗杆传动的正确的啮合条件5.4蜗杆传动5.4.2蜗杆传动的基本参数与几何尺寸2.蜗杆头数、蜗轮齿数和传动比蜗杆头数 z1 ：即为蜗杆螺旋线的数目。一般情况下取蜗轮齿数： z2 = 2880。传动比的计算公式为：5.4蜗杆传动5.4.2蜗杆传动的基本参数与几何尺寸3.蜗杆的导程角蜗杆分度圆柱展开图5.4蜗杆传动5.4.2蜗杆传动的基本参数与几何尺寸蜗杆导程角公式：5.4蜗杆传动5.4.2蜗杆传动的基本参数与几何尺寸4.中心距标准蜗杆中心距为：5.4蜗杆传动5.4.3蜗杆传动的受力方向和蜗轮转向的判定蜗杆传动的受力分析5.4蜗杆传动5.4.4蜗杆传动的失效形式、安装和维护1.