机械基础第四章 机械传动

第四章机械传动§4—1带传动

§4—6蜗杆传动§4—2链传动

§4—7轮系§4—3摩擦轮传动

实操训练§4—4螺旋传动§4—5齿轮传动01了解带传动的工作原理、特点、类型和应用学习目标02会计算带传动的平均传动比03了解平带、V带的结构和标准及材料04了解V带传动的安装、张紧与维护§4-1带传动轿车发动机缝纫机夯土机一、带传动组成及分类带传动是由主动带轮、从动带轮和传动带所组成，工作时依靠带与带轮之间的摩擦或啮合来传递运动和动力。带传动分为摩擦传动和啮合传动两类。属于摩擦传动的带传动有平带传动、V带传动；属于啮合传动的带传动有同步带。带传动带传动分类带传动二、带传动特点1.传动平稳，噪声小，可以缓冲吸振；2.过载时，带会在带轮上打滑，而起到保护其它传动件免受损坏的作用；3.带传动允许较大的中心距，结构简单，制造、安装和维护较方便，且成本低廉；4.由于带与带轮之间存在滑动，带传动的传动效率较低，带的寿命一般较短，不宜在易燃易爆场合下工作。带传动三、平带传动1.平带传动的工作原理平带传动的工作原理就是利用带作为中间挠性件，依靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。带传动平带传动2.平带传动比带传动3.平带传动的形式带传动4.平带的主要参数（1）带轮的包角

带轮的包角（α），就是胶带与带轮接触面的弧长所对应的中心角。包角的大小反映带与带轮接触弧的长短。带传动带轮的包角带传动平带的参数计算（２）带长平带的带长（L）是指带的内周长度。在实际使用中，还须考虑平带在带轮上的张紧量、悬垂量和平带的接头量。四、V带传动1.V带的结构V带是没有接头的环形带，截面形状为梯形。其两个侧面是工作面，强力层的结构形式有帘布结构和线绳结构。Ｖ带的结构带传动2.V带的类型常用的V带主要类型有：普通V带、窄V带、宽V带、半宽V带等，它们的楔角（V带两侧边的夹角α）均为400。另外，还有楔角为600的大楔角V带、汽车V带等。其中以普通V带应用最为广泛。带传动3.普通V带传动的主要参数（1）普通V带的截面尺寸带传动（2）普通V带带轮的轮槽尺寸带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。轮缘是带轮的工作部分，制有梯形轮槽。轮缘与轮毂则用轮辐（腹板）连接成一整体。带传动（3）传动比V带传动的传动比i≤7。（4）带的基准长度Ld带的基准长度是V带在规定的张紧力下，位于测量带轮基准直径上的周线长度。带传动（5）传动实际中心距a

中心距一般根据结构要求来确定，若未给出中心距，可根据下式初定中心距，即：0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）（6）小带轮包角小带轮的包角要求α≥1200。带传动4.汽车用多楔带多楔带是在平带的机体上由多根V带组成的传动带。带传动5.汽车同步带汽车同步带结构1-混合物2-尼龙3-玻璃纤维芯线带传动6.普通V带传动的安装与维护带传动带传动带传动7.带传动的张紧装置（1）调整中心距带传动（2）张紧轮带传动01了解链传动的工作原理、类型、特点和应用学习目标02会计算链传动的平均传动比03掌握链传动的使用与维护§4-2链传动链传动自行车用链传动汽车叉车用链传动一、链传动的组成链传动是由主动链轮、链条、从动链轮组成的。链轮上制有特殊齿形的齿，通过链轮轮齿与链条的啮合来传递运动和动力。链传动链传动二、链传动的类型、特点和应用

链传动的类型、特点和应用链传动三、链传动的特点优点是：1.没有弹性滑动与打滑现象，平均传动比恒定不变；2.链条装在链轮上，不需要很大的张紧力，对轴的压力小；3.能传递较大的圆周力，效率较高；4.维护容易，并有一定的缓冲减振作用；5.能在较恶劣的环境下（如高温、多尘、油污、潮湿、泥沙、易燃及有腐蚀性条件）工作。缺点是：瞬时传动比不恒定，工作时有噪音；磨损后容易发生跳齿；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。链传动四、滚子链1.滚子链的组成滚子链由滚子1、套筒2、轴销3、内链板4和外链板5组成。滚子链的结构1—滚子2—套筒3—轴销4—内链板5—外链板链传动2.滚子链的参数双排滚子链链传动链传动五、链传动比链传动六、链轮的结构与材料链轮是链传动的重要零件，链轮齿形已经标准化。链轮的齿形应保证链节能平稳而自由地进入和退出啮合，并便于加工。

链传动链轮结构七、链传动的使用与维护1.链传动的布置链传动链传动2.链传动的张紧张紧方法主要有：（1）增大两轮中心距。（2）采用张紧装置。链传动链传动的张紧装置ａ）靠挂重自动张紧ｂ）靠弹簧自动张紧ｃ）靠螺栓调节的托板张紧链传动3.链传动的常见故障分析及维护链传动常见故障有疲劳破坏、磨损、胶合、跳齿等原因。链传动链传动01了解摩擦轮传动工作原理、特点和应用学习目标02了解摩擦轮传动比并能计算§4-3摩擦轮传动摩擦轮摩擦压力机一、摩擦轮传动工作原理摩擦轮传动是利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力的一种机械传动，有外接圆柱式和内接圆柱式两种。摩擦轮摩擦轮传动a）外接圆柱式b）内接圆柱式1.增大正压力可以在摩擦轮上安装弹簧或其它的施力装置。但这样会增加作用在轴与轴承上的载荷，导致增大传动件的尺寸，使机构笨重。摩擦轮2.增大摩擦系数通常是将其中一个摩擦轮用钢或铸铁材料制造，在另一个摩擦轮的工作表面粘上一层石棉、皮革、橡胶布、塑料或纤维材料等。摩擦轮二、摩擦轮传动比摩擦轮摩擦轮传动示意图摩擦轮的传动比就是两摩擦轮的转速之比等于它们直径的反比，即：n1—主动摩擦轮转速，r/min；n2—从动摩擦轮转速，r/min；D1—主动摩擦轮直径，mm；D2—从动摩擦轮直径，mm。摩擦轮三、摩擦轮传动的特点1.结构简单，使用维修方便，适合两轴中心距比较近的传动。2.传动时噪声小，并可在运转中变速、变向。3.过载时，两轮接触处会产生打滑，可以防止薄弱零件的损坏，起到安全保护作用。4.因在接触处有产生打滑的可能，所以不能保证准确的传动比，传动效率比较低。摩擦轮01了解螺旋传动的组成、特点及分类学习目标02了解差动螺旋传动和滚珠螺旋传动§4-4螺旋传动螺旋传动台虎钳千分尺一、螺旋传动的组成螺旋传动由螺杆、螺母和机架组成，其主要作用是将旋转运动转换成直线运动，并同时传递运动和动力，螺旋传动分为普通螺旋传动、差动螺旋传动和滚珠螺旋传动三种。螺旋传动螺旋传动的组成二、普通螺旋传动1.普通螺旋传动的运动形式普通螺旋传动常用螺纹有矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹，其中梯形螺纹齿根强度较高，磨损后间隙易修复，应用较广。螺旋传动螺旋传动螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动。螺旋传动螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动。螺旋传动螺杆回转，螺母作直线运动。螺旋传动螺母回转，螺杆作直线运动。2.直线运动方向的判定螺旋传动判定方法：（1）右螺旋用右手，左螺旋用左手。手握空拳，四指指向与螺杆（或螺母）回转方向相同，大拇指竖直。（2）若螺杆（或螺母）回转移动，螺母（或螺杆）不动，则大拇指指向即为螺杆（或螺母）的移动方向。（3）若螺杆（或螺母）回转不动，螺母（或螺杆）移动，则大拇指指向的相反方向即为螺母（或螺杆）的移动方向。螺旋传动螺旋传动３.直线运动距离普通螺旋传动移动距离为：L＝NPＬ—螺杆（或螺母）的移动距离，mm；Ｎ—回转圈数；Ｐ—螺纹导程，mm。三、差动螺旋传动由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（不一致）的螺旋传动称为差动螺旋传动。螺旋传动差动螺旋传动四、滚珠螺旋传动滚珠螺旋传动具有滚动摩擦阻力小、摩擦损失小、传动效率高、传动时运动稳定、动作灵敏等优点。螺旋传动滚珠螺旋传动01了解齿轮传动的特点、分类和传动比学习目标§4-5齿轮传动02了解直齿轮各部分的名称、主要参数03能计算直齿轮的基本尺寸04掌握直齿轮传动的啮合条件05了解齿轮的润滑及失效形式06了解其它齿轮传动齿轮传动手动变速器汽车驱动桥一、齿轮传动的特点、分类和应用1.齿轮传动的特点（1）适应性广。其传递功率范围从0.1W到10kW以上；传递圆周速度可达到300m/s以上；直径可达25m左右。（2）传动比恒定。齿轮传动能保证两轮瞬时传动比恒等于常数。（3）效率较高，齿轮机构传动效率一般在95%以上。（4）工作可靠，寿命较长。（5）可以传递空间任意两轴间的运动。（6）制造和安装精度要求高，成本高。（7）不适于距离较大的两轴间的运动传递等。齿轮传动

齿轮传动的类型2.齿轮传动的类型齿轮的种类很多，分类方法也很多，一般按一对齿轮两轴线的相对位置分为平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动三种。各种类型的齿轮传动：齿轮传动3.齿轮传动比齿轮传动二、渐开线直齿圆柱齿轮1.渐开线齿廓的形成齿轮传动渐开线的形成2.渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称齿轮传动渐开线标准直齿圆柱齿轮3.渐开线直齿圆柱齿轮基本参数（1）齿形角α齿轮传动基准齿形（2）齿轮的齿数z在齿轮整个圆周上，均匀分布的轮齿总数，称为齿轮的齿数，用z表示。（3）模数m设分度圆上的齿距为P，齿轮的齿数为ｚ，则分度圆的周长为πd＝zP，因此，分度圆的直径为：d

=

zP

/

π齿轮传动齿轮传动模数m齿距除以圆周率π所得的商，即：m＝Pπd

=mzm的单位是mm。齿轮各部分尺寸与模数的关系4.渐开线直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算齿轮传动齿轮传动5.直齿圆柱内齿轮齿轮传动与外齿轮比较，内齿轮有以下特点：（１）齿厚相当于外齿轮的齿槽宽，而齿槽宽相当于外齿轮的齿厚。（２）内齿轮的齿顶圆在分度圆之内，而齿根圆在分度圆之外。其齿根圆比齿顶圆大。（３）齿轮的齿顶齿廓均为渐开线时，其齿顶圆必须大于基圆。齿轮传动6.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件一对渐开线齿轮要正确啮合，必须满足一定的条件。由于模数m和压力角α都是标准化的，所以两齿轮正确啮合条件为：（1）两齿轮分度圆上的齿形角相等，α1=α2=

α；（2）两齿轮的模数相等，m1=m2=m。齿轮传动7.齿轮齿条传动齿轮传动齿条的特点：（1）齿条齿廓上各点的齿形角相同，并取α=20°；（2）轮齿不同高度上的齿距均相等，P=πｍ。三、齿轮传动失效的形式齿轮传动四、齿轮材料1.锻钢（1）软齿面齿轮软齿面齿轮常用中碳钢和中碳合金钢，如45钢、40Cr、35SiMn等材料，进行调质或正火处理。（2）硬齿面齿轮硬齿面齿轮常用的材料为中碳钢或中碳合金钢经表面淬火处理。齿轮传动2.铸钢当齿轮的尺寸较大(大于400～600mm)而不便于锻造时，可用铸造方法制成铸钢齿坯，再进行正火处理以细化晶粒。3.铸铁低速、轻载场合的齿轮可以制成铸铁齿坯。当尺寸大于500mm时可制成大齿圈，或制成轮辐式齿轮。齿轮传动五、齿轮结构形式齿轮传动六、齿轮传动的润滑齿轮传动七、其他齿轮传动1.斜齿轮传动（1）圆柱齿轮的形成齿轮传动（2）斜齿圆柱齿轮的传动特点1.平行轴斜齿轮传动中齿廓接触线是斜直线轮齿是逐渐进入和脱离啮合的，故工作平稳，冲击和噪声小，适用于高速传动。2.承载能力大，可用于大功率传动。3.使用寿命长。4.传动时会产生轴向分力，不能用作滑移齿轮。齿轮传动（3）斜齿圆柱齿轮的基本参数1）螺旋角

齿轮传动2）模数斜齿圆柱齿轮的模数分端面模数ｍt和法面模数ｍｎ，两者关系为：mn=ｍtcosβ。法面模数mn是标准值，即ｍn

=ｍ。3）齿形角斜齿圆柱齿轮的齿形角分端面齿形角αt和法面齿形角αn，并规定法面齿形角αn为标准值，即αn=

α=20°。齿轮传动（4）斜齿圆柱齿轮的旋向斜齿圆柱齿轮轮齿的螺旋方向分为左旋和右旋。齿轮传动（5）斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件１）两齿轮法向模数（法向齿距pn除以圆周率π所得的商）相等，即：mn1

=

mn2=m２）两齿轮法面齿形角相等，即：αn1=

αn2

=

α３）两齿轮螺旋角相等，旋向相反，即β1

=-

β2。齿轮传动2.锥齿轮传动（1）锥齿轮传动的特点齿轮传动锥齿轮机构1—主动锥齿轮2—从动锥齿轮（2）标准直齿锥齿轮名称和参数标准直齿锥齿轮齿轮传动标准直齿锥齿轮的名称

齿轮传动齿轮传动（3）直齿圆锥齿轮的正确啮合条件1）两齿轮的大端端面模数相等，即：m1=m2

2）两齿轮的齿形角相等，即：α1=α201掌握蜗杆传动的组成学习目标§4-6蜗杆传动02了解蜗杆传动的特点、类型03掌握蜗杆传动的基本参数并能几何计算04了解蜗杆传动正确啮合条件05能够判定蜗杆转动旋转方向蜗杆传动蜗轮蜗杆减速机一、蜗杆传动的组成蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的啮合传动装置。蜗杆传动用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，通常两轴垂直交错，轴交角Σ=90°。通常情况下，蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。蜗杆传动蜗杆传动的组成二、蜗杆传动的特点1.传动比大，在动力传动中一般i=8～100，在分度机构中传动比可达1000；2.传动平稳，噪声小；3.具有自锁性；4.蜗杆传动效率低。蜗杆传动三、蜗杆传动的类型蜗杆传动四、蜗杆传动的基本参数1.模数m和齿形角α蜗杆传动蜗杆的模数是指轴向模数（脚标用a1），蜗轮的模数是指端面模数（脚标用t2），蜗杆的轴向模数与蜗轮的端面模数应相等，同时蜗杆的轴向齿形角与蜗轮端面齿形角相等，并为标准值，即：ma1=mt2=mαa1=αt2=α=200蜗杆传动2.蜗杆直径系数q蜗杆直径系数ｑ，蜗杆分度圆直径d1除以轴向模数ｍ的商，即：3.蜗杆的导程角γ、头数z1和传动比I（1）蜗杆头数z1通常为1、2、4、6，蜗杆头数越多，加工越不容易，但传动效率高。蜗杆传动（2）导程角γ越大，传动的效率越高。常用γ的范围为3°～33.5°。（3）蜗杆传动的传动比由下式确定：蜗杆传动五、蜗杆传动正确啮合条件1.在中间平面内，蜗杆的轴向模数和蜗轮的端面模数相等，即：ma1=mt2=m2.在中间平面内，蜗杆的轴向齿形角和蜗轮的端面齿形角相等，即：αa1=

αt2=

α=20°3.蜗杆分度圆柱面导程角和