机械传动方案设计

机械传动方案设计第1页/共24页2）改变运动形式；3）增大转矩；4）实现分路传动和较远距离传动。第2页/共24页二、传动的类型1）按工作原理分为机械传动摩擦传动啮合传动和推动摩擦轮传动挠性摩擦传动摩擦式无级变速传动流体传动气压传动液力传动液压传动螺旋传动齿轮传动挠性啮合传动蜗杆传动连杆机构凸轮机构组合机构第3页/共24页2）按传动比分类定传动比传动:齿轮传动、蜗杆传动等变传动比传动有级变速：齿轮变速器、塔轮传动按周期规律变化：非圆齿轮、凸轮、连杆、组合机构无级变速：机械无级变速器、液力偶合器、液力变矩器第4页/共24页§4.2常用机械传动的特点、性能和适用范围一、几种常用机械传动的特点、性能和适用范围带传动齿轮传动蜗杆传动链传动从功率、传动效率、外廓尺寸、传动精度、工作平稳性、自锁能力、过载保护、使用寿命、缓冲吸振能力、制造安装精度要求考虑。第5页/共24页能缓冲、吸振，传动平稳，噪声小；可用于较远距离的传动，有过载保护作用；摩擦式带传动有弹性滑动，传动比不能保持恒定，外廓尺寸大，带的寿命较短。结构紧凑、传动效率高、传动比恒定；工作可靠，寿命长；制造和安装精度要求较高，不能缓冲，无过载保护作用，精度低时噪声大。结构紧凑、传动比大、传动比恒定；传动平稳，噪声小，可构成自锁机构。效率低、成本高，传递功率不宜过大。能将旋转运动变成直线运动，传动平稳，无噪声，运动精度高，传动比大，可用于微调，可做成自锁机构。工作速度一般都很低，滑动螺旋效率低，磨损较快。带传动齿轮传动蜗杆传动螺旋传动第6页/共24页常用的机械传动性能和适用范围第7页/共24页传动形式主要优点主要缺点带传动中心距范围大，可用于较远距离的传动，传动平稳，噪声小，能缓冲吸振，有过载保护作用，结构简单，成本低，安装要求不高。摩擦式带传动有滑动，传动比不能保持恒定，外廓尺寸大，带的寿命较短(通常为3500～5000h)，由于带的摩擦起电，不宜用于易燃、易爆的地方，轴和轴承上作用力大。齿轮传动外廓尺寸小，效率高，传动比恒定，工作可靠，寿命长，维护比较简单，可适用的圆周速度及功率范围广，应用最为广泛。制造和安装精度要求较高，不能缓冲，无过载保护作用，精度低时噪声大。蜗杆传动结构紧凑，外廓尺寸小，传动比大，传动比恒定，传动平稳，噪声小，可构成自锁机构。效率低，传递功率不宜过大，中高速需用价贵的青铜，制造精度要求高，刀具费用高。链传动中心距范围大，可用于较远距离的传动，在高温、油、酸等恶劣条件下可靠工作，轴和轴承上的作用力小。运转时瞬时速度不均匀，有冲击、振动和噪声，寿命较低(一般为5000～15000h)。螺旋传动能将旋转运动变成直线运动，并能以较小的转矩得到很大的轴向力，传动平稳，无噪声，运动精度高，传动比大，可用于微调，可做成自锁机构。工作速度一般都很低，滑动螺旋效率低，磨损较快。常用机械传动的特点第8页/共24页二、几种常用机构的特点、性能和适用范围连杆机构凸轮机构从优缺点、传动效率和应用上考虑。承受载荷大，磨损小；制造方便，易获得较高的精度；较好实现多种运动规律和轨迹要求;机构复杂，累积误差大，影响其传动精度；机构惯性力不容易平衡，不适合用于高速；在运动过程中传动效率随时发生变化。结构简单、紧凑、设计方便;凸轮轮廓与从动件之间是点接触或线接触，易于磨损;通常用于传力不大的控制机构；随运动位置和压力角不同传动效率亦不同。第9页/共24页§4.3机械传动系统方案设计的一般原则一、合理选择传动形式小功率的传动；高速、大功率、长期工作的传动；要求结构紧凑的传动；噪声受到严格限制的传动；当运动有同步要求和精确传动比要求的传动；高温、潮湿、粉尘、易燃、易爆场合的传动；有自锁要求的传动。

第10页/共24页曲柄冲压机传动系统简图二、传动链尽量简短，机构尽可能简单传动链简短，可减少传动环节和构件数目，降低制造成本。传动链简短，可减少运动链的累积误差，提高机器工作可靠性。减少零、部件数目有利于提高传动效率和系统的刚度。第11页/共24页三、安排好各级传动或机构的先后顺序对于带传动对于斜齿-直齿圆柱齿轮传动对于圆锥-圆柱齿轮传动对于闭式、开式齿轮传动对于各类摩擦式无级变速器对于等速回转运动机构对于转变运动形式的传动或机构第12页/共24页四、合理分配传动比

齿轮减速器外廓尺寸比较每一级传动比应在该种传动的常用范围内选取，一般不应超过此范围；一级传动的传动比如果过大，其外廓尺寸将会很大，应分成两级传动或多级传动；对于减速的多级传动，按照“前大后小”的原则分配传动比，有利于减轻减速器的质量。

第13页/共24页五、保证机器安全运转在起重机械传动系统中，应设置可靠的安全保护装置如具有自锁能力的机构、刹车制动机构等。在轧钢机、推土机的传动系统中，应该有防过载的安全联轴器或安全离合器等。若传动系统的启动载荷过大，则应在传动系统中设置离合器，使原动机能空载启动。以免导致启动失败甚至电动机发热、烧毁。六、考虑经济性要求传动方案的设计应在满足功能要求的前提下，从设计制造、能源和原材料消耗、使用寿命、管理和维护等各方面综合考虑，使传动方案的费用最低。第14页/共24页§4.4机械传动的运动和动力参数计算1、传动比机械传动的运动和动力参数是设计传动装置的重要依据。主要参数包括转速、传动比、机械效率、功率、各轴转矩和调速范围等。当机械传动传递回转运动时，传动装置的总传动比等于原动机转速与工作机转速之比2、机械效率传动装置中，若各级传动件效率为η1,η2,,ηk；轴承的效率以ηj,表示，有轴承n对，每对效率为ηj1,ηj2,,ηjn；联轴器有u个，每个效率为η11,η12,,η1u，则传动总效率等于各级传动件、各对轴承和各联轴器的效率的乘积。第15页/共24页3、转矩T、圆周速度v计算回转零件上某点的圆周速度4、功率由工作机拖动负载的工作阻力或阻力矩和运动参数妸求得工作机械的输出功率第16页/共24页5、变速范围在变速传动中，由于传动比可调，变速范围是其重要的运动性能参数之一第17页/共24页【实例】运输机的传动方案如图所示，试分析传动方案(a)中各级传动安排有何不合理之处，并画出正确传动方案图。运输机的传动方案第18页/共24页图1斗式上料机如图所示，主要由电动机及电气控制系统、V带传动、同步带传动、蜗杆传动、链传动、螺旋传动、轴系部件、弹簧及机架等组成。第19页/共24页图2螺旋传动装置V带传动、张紧装置、螺旋传动、轴承部件和润滑装置等组成。第20页/共24页图3带式运输机

电动机及电气控制系统、蜗杆传动、输送带、滚子、轴系部件、张紧装置及机架等组成。第21页