机械传动系统课件

第四章机械传动系统本章的学习内容：4.1齿轮传动系统4.2滚珠丝杠螺母传动4.3谐波齿轮传动4.4同步带传动4.5间歇运动机构第四章机械传动系统本章的学习内容：14.1齿轮传动系统一、负载的等效换算4.1齿轮传动系统一、负载的等效换算21、等效转动惯量的计算1、等效转动惯量的计算32、等效负载力矩的计算由于所以采用工程上常用单位时，上式改写为2、等效负载力矩的计算由于所以采用工程上常用单位时，上式改写4二、齿轮系传动比最佳分配条件二、齿轮系传动比最佳分配条件5等效到电机轴上的总转动惯量为：等效到电机轴上的总转动惯量为：6三、齿轮副间隙的调整1、刚性调整法调整中心距法、选择装配法、带锥度齿轮法和斜齿轮法。调整中心距法结构三、齿轮副间隙的调整1、刚性调整法调整中心距法、选择装配法、7带锥度齿轮法结构斜齿轮法结构带锥度齿轮法结构斜齿轮法结构82、柔性调整法

通过双齿轮中间加入弹性元件，使双齿轮分别贴紧其啮合齿轮的两侧，以消除齿轮的间隙。拉簧消除间隙结构2、柔性调整法通过双齿轮中间加入弹性元件，使双齿轮分9碟形弹簧消除间隙结构碟形弹簧消除间隙结构10压簧消除间隙结构压簧消除间隙结构11单面接触消除间隙结构单面接触消除间隙结构12齿轮齿条传动消除间隙原理齿轮齿条传动消除间隙原理134.2滚珠丝杠螺母传动一、特点磨损小、传动效率高、传动平稳寿命长、精度高、温升低等优点；结构复杂、成本高；传动的距离和速度有限。4.2滚珠丝杠螺母传动一、特点磨损小、传动效率高、传动平稳14二、结构类型a)b)滚珠丝杠螺母副结构类型a)外循环插管式b)内循环反向器式二、结构类型a)b)滚珠丝杠螺母副结构类型a)外循环插管式b15端盖式外循环端盖式外循环16三、螺纹滚到型面（法向）的形状螺纹滚道法向截面形状三、螺纹滚到型面（法向）的形状螺纹滚道法向截面形状17四、滚柱丝杠副间隙的消除及预紧方法双螺母齿差式预紧结构四、滚柱丝杠副间隙的消除及预紧方法双螺母齿差式预紧结构18双螺母螺纹式预紧结构1、2—螺母3—丝杠4—套筒5—平键6—圆螺母双螺母螺纹式预紧结构1、2—螺母3—丝杠4—套筒19a)b)双螺母垫片式预紧结构a)压紧式b)拉紧式a)b)双螺母垫片式预紧结构a)压紧式b)拉紧式20单螺母变位导程自预紧结构1—螺母2—丝杠3—滚球单螺母变位导程自预紧结构1—螺母2—丝杠3—滚球21五、精度等级

滚珠丝杠副的精度根据JB3162-91,可以分为7个精度等级：1、2、3、4、5、7、10，其中1级最高，依次递减。精度等级12345710300mm行程68121623522102π弧度行程45678--不同精度等级参数(μm)五、精度等级滚珠丝杠副的精度根据JB3162-91,22六、标注方法六、标注方法23七、滚珠丝杠副的主要结构参数及计算主要参数：公称直径、基本导程、小径、大径、滚动体直径七、滚珠丝杠副的主要结构参数及计算主要参数：公称直径、基本导241、承载能力的计算

对于低速运转(n<10r／min)的滚珠丝杠，无需计算其最大动载荷Q值，而只考虑最大静负载是否充分大于最大工作负载即可。

计算作用于丝杠轴向最大动载荷Q，选择丝杠的型号式中，——滚珠丝杠寿命系数——载荷系数——硬度系数——最大的工作载荷（或平均工作载荷）1、承载能力的计算对于低速运转(n<10r／min)的滚252、压杆稳定性核算

式中，——实际承受载荷的能力——压杆稳定的支承系数——钢的弹性模量——丝杠小径d1的截面惯性矩——压杆稳定安全系数——基本导程2、压杆稳定性核算式中，——实际承受载荷的能力——压杆稳定263、刚度的验算在工作负载P和扭矩M的共同作用下，引起每一导程的变形量为：式中，E——钢的弹性模量为S——丝杠的最小截面积（cm2）M——扭矩（N.cm）I——丝杠的最小直径d1的截面惯性矩±——表示“+”受拉伸，“-”受压缩3、刚度的验算在工作负载P和扭矩M的共同作用下，引起每一导程27八、滚珠丝杠副支承方式单推—单推式八、滚珠丝杠副支承方式单推—单推式28双推—双推式双推—双推式29双推—简支式双推—简支式30九、滚珠丝杠副的密封防护套示例九、滚珠丝杠副的密封防护套示例314.3谐波齿轮传动

一、特点结构简单、体积小、重量轻；传动比范围大；同时啮合的齿数多、运动精度高、承载能力大；运动平稳、噪声低；实现差速运动；4.3谐波齿轮传动一、特点结构简单、体积小、重量轻；32二、工作原理构件1——刚轮，构件2——柔轮，3（H）——谐波发生器谐波齿轮减速器二、工作原理构件1——刚轮，谐波齿轮减速器33三、谐波齿轮传动速比的计算三、谐波齿轮传动速比的计算34四、谐波齿轮减速器的标注方法例如，XBD100-125-250-Ⅱ表示柔轮小径为100mm，传动比为125，输出转矩为250Nm，精度等级为普通级，卧式双轴伸出型谐波减速器。四、谐波齿轮减速器的标注方法例如，XBD100-125-2354.4同步带传动

它是一种在带的工作面及带轮的外周上均制有啮合齿，由带齿与轮齿的相互啮合实现传动。

4.4同步带传动它是一种在带的工作面及带轮的外周上均制有36

传动比准确，传动效率高；工作平稳，能吸收振动；不需要润滑、耐油水、耐高温、耐腐蚀，维护保养方便；中心距要求严格，安装精度要求高；制造工艺复杂，成本高。

1、同步带传动的特点传动比准确，传动效率高；1、同步带传动的特点372、带和带轮的结构和主要参数2、带和带轮的结构和主要参数38带轮的齿形：有渐开线和直线主要参数：带齿的节距、节线长度、带轮的齿数带轮的齿形：有渐开线和直线主要参数：带齿的节距、节线长度、带392、带轮材料一般采用铸铁或钢，有渐开线和直线两种2、带轮材料一般采用铸铁或钢，有渐开线和直线两种404.5间歇运动机构一、槽轮机构4.5间歇运动机构一、槽轮机构41槽轮转动的时间与静止时间之比定义为时间系数Kt：作为转位机构：Z=3～12槽轮转动的时间与静止时间之比定义为时间系数Kt：作为转位机构42二、棘轮传动机构

二、棘轮传动机构43棘爪往返一次棘轮转过的角度式中：

—棘轮回转角—棘爪每往复一次推过的棘轮齿数—棘轮齿数棘爪往返一次棘轮转过的角度式中：—棘轮回转角—棘爪44三、空间凸轮转位机构

三、空间凸轮转位机构45第四章机械传动系统本章的学习内容：4.1齿轮传动系统4.2滚珠丝杠螺母传动4.3谐波齿轮传动4.4同步带传动4.5间歇运动机构第四章机械传动系统本章的学习内容：464.1齿轮传动系统一、负载的等效换算4.1齿轮传动系统一、负载的等效换算471、等效转动惯量的计算1、等效转动惯量的计算482、等效负载力矩的计算由于所以采用工程上常用单位时，上式改写为2、等效负载力矩的计算由于所以采用工程上常用单位时，上式改写49二、齿轮系传动比最佳分配条件二、齿轮系传动比最佳分配条件50等效到电机轴上的总转动惯量为：等效到电机轴上的总转动惯量为：51三、齿轮副间隙的调整1、刚性调整法调整中心距法、选择装配法、带锥度齿轮法和斜齿轮法。调整中心距法结构三、齿轮副间隙的调整1、刚性调整法调整中心距法、选择装配法、52带锥度齿轮法结构斜齿轮法结构带锥度齿轮法结构斜齿轮法结构532、柔性调整法

通过双齿轮中间加入弹性元件，使双齿轮分别贴紧其啮合齿轮的两侧，以消除齿轮的间隙。拉簧消除间隙结构2、柔性调整法通过双齿轮中间加入弹性元件，使双齿轮分54碟形弹簧消除间隙结构碟形弹簧消除间隙结构55压簧消除间隙结构压簧消除间隙结构56单面接触消除间隙结构单面接触消除间隙结构57齿轮齿条传动消除间隙原理齿轮齿条传动消除间隙原理584.2滚珠丝杠螺母传动一、特点磨损小、传动效率高、传动平稳寿命长、精度高、温升低等优点；结构复杂、成本高；传动的距离和速度有限。4.2滚珠丝杠螺母传动一、特点磨损小、传动效率高、传动平稳59二、结构类型a)b)滚珠丝杠螺母副结构类型a)外循环插管式b)内循环反向器式二、结构类型a)b)滚珠丝杠螺母副结构类型a)外循环插管式b60端盖式外循环端盖式外循环61三、螺纹滚到型面（法向）的形状螺纹滚道法向截面形状三、螺纹滚到型面（法向）的形状螺纹滚道法向截面形状62四、滚柱丝杠副间隙的消除及预紧方法双螺母齿差式预紧结构四、滚柱丝杠副间隙的消除及预紧方法双螺母齿差式预紧结构63双螺母螺纹式预紧结构1、2—螺母3—丝杠4—套筒5—平键6—圆螺母双螺母螺纹式预紧结构1、2—螺母3—丝杠4—套筒64a)b)双螺母垫片式预紧结构a)压紧式b)拉紧式a)b)双螺母垫片式预紧结构a)压紧式b)拉紧式65单螺母变位导程自预紧结构1—螺母2—丝杠3—滚球单螺母变位导程自预紧结构1—螺母2—丝杠3—滚球66五、精度等级

滚珠丝杠副的精度根据JB3162-91,可以分为7个精度等级：1、2、3、4、5、7、10，其中1级最高，依次递减。精度等级12345710300mm行程68121623522102π弧度行程45678--不同精度等级参数(μm)五、精度等级滚珠丝杠副的精度根据JB3162-91,67六、标注方法六、标注方法68七、滚珠丝杠副的主要结构参数及计算主要参数：公称直径、基本导程、小径、大径、滚动体直径七、滚珠丝杠副的主要结构参数及计算主要参数：公称直径、基本导691、承载能力的计算

对于低速运转(n<10r／min)的滚珠丝杠，无需计算其最大动载荷Q值，而只考虑最大静负载是否充分大于最大工作负载即可。

计算作用于丝杠轴向最大动载荷Q，选择丝杠的型号式中，——滚珠丝杠寿命系数——载荷系数——硬度系数——最大的工作载荷（或平均工作载荷）1、承载能力的计算对于低速运转(n<10r／min)的滚702、压杆稳定性核算

式中，——实际承受载荷的能力——压杆稳定的支承系数——钢的弹性模量——丝杠小径d1的截面惯性矩——压杆稳定安全系数——基本导程2、压杆稳定性核算式中，——实际承受载荷的能力——压杆稳定713、刚度的验算在工作负载P和扭矩M的共同作用下，引起每一导程的变形量为：式中，E——钢的弹性模量为S——丝杠的最小截面积（cm2）M——扭矩（N.cm）I——丝杠的最小直径d1的截面惯性矩±——表示“+”受拉伸，“-”受压缩3、刚度的验算在工作负载P和扭矩M的共同作用下，引起每一导程72八、滚珠丝杠副支承方式单推—单推式八、滚珠丝杠副支承方式单推—单推式73双推—双推式双推—双推式74双推—简支式双推—简支式75九、滚珠丝杠副的密封防护套示例九、滚珠丝杠副的密封防护套示例764.3谐波齿轮传动

一、特点结构简单、体积小、重量轻；传动比范围大；同时啮合的齿数多、运动精度高、承载能力大；运动平稳、噪声低；实现差速运动；4.3谐波齿轮传动一、特点结构简单、体积小、重量轻；77二、工作原理构件1——刚轮，构件2——柔轮，3（H）——谐波发生器谐波齿轮减速器二、工作原理构件1——刚轮，谐波齿轮减速器78三、谐波齿轮传动速比的计算三、谐波齿轮传动速比的计算79四、谐波齿轮减速器的标注方法例如，XBD100-125-250-Ⅱ表示柔轮小径为100mm，传动比为125，输出转矩为250Nm，精度等级为普通级，卧式双轴伸出型谐波减速器。四、谐波齿轮减速器的标注方法例如，XBD100-125-2804.4同步带传动

它是一种在带的工作面及带轮的外周上均制有啮合齿，由带齿与轮齿的相互啮合实现传动。

4.4同步带传动它是一种在带的工作面及带轮的外周上均制有81

传动比准确，传动效率高；工作平稳，能吸收振动；不需要润滑、耐油水、耐高温、耐腐蚀，维护保养方便；中心距要求严格，安装精度要求高；制造工艺复杂，成本高。

1、同步带传动的特点传动比准确，传动效率高；1、同步带传动的特点822、带和带轮的结构和主要参数2、带和带轮的结构和主要参数83带轮的齿形：有渐开线和直线主要参数：带齿的节距、节线长度、带轮的齿数带轮的齿形：有渐开线和直线主要参数：带齿的节距、节线长度、带842、带轮材料一般采用