XX电子(无尘洁静)有限公司机械传动培训教材PPT课件讲义

机械传动简介MICROVIEWELECTRONICS(SHENZHEN)INCORP.联积电子（深圳）有限公司传动定义传动种类.概念机械传动方式介绍机械传动特性一.传动的定义

原动部分：机器的动力来源，如电

机等。

传动部分：将原动部分的功率和运

动传递到工作部分的中

间环节，如带传动、链

传动、齿轮传动等。

工作部分：直接完成生产所需的工

艺动作部分.如脱泡机的风叶等。机器在日常工作中，传动无处不在，可以这么说，只要是机器，就会有传动，首先我们了解下机器的组成及定义。传动装置定义：是实现能量传递及运动转换的装置作用：1）能量的分配与传递

2）运动形式的改变

3）运动速度的改变右图为加压脱泡机开门的传动装置图，电动机通过减速机将能量传递给开门齿轮，减速机除传递能量外，还改变转速（如由1500r/min降低为250r/min）。

二.传动的种类

按工作原理可将传动分为机械传动、液压传动、气压传动、磁力传动等。其中机械传动最为常见。按照传动原理，机械传动可分为两大类：

1、摩擦传动――依靠构件接触面的摩擦力来传递动力和运动的，如带传动、摩擦轮传动；

2、啮合传动――依靠构件间的相互啮合来传递动力和运动的，如齿轮传动、蜗杆传动、链传动等。

齿轮传动皮带传动传动图片两个基本概念

1.

在旋转的机械传动中，传动比是指机构中主动件的转速n1

与从动件转速n2

的比值，并以i

表示，

i12=n1/n2

(3－1)

i>1，为减速,i<1为增速。机械传动中，减速居多。

两个基本概念2.在机械传动中，摩擦损失是不可避免的，因此，传动的输出功率P2永远小于输入功率P1。机械传动的效率，用h表示

h=P2/P1×

100%

(3－2)效率的大小是衡量各种机械传动形式的一项重要指标。三.机械传动方式介绍下面主要针对常用的机械传动方式加以介绍带传动齿轮传动链条传动一、带传动

1、传动原理——以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力（一）带传动的工作过程：带传动是由主动轮1、从动轮2和张紧在两轮上的环形传动带3所组成（图3－2）。由于张紧，静止时带已受到预拉力，并使带与带轮的接触面间产生压力。当主动轮回转时靠带与带轮接触面间的摩擦力带动从动轮回转。观看带传动动画传动轮主动轮（二）带的类型

按截面形状，传动带可分为：平带、Ｖ形带（又称三角带）、圆形带等类型，如图3－3所示。普通V形带的工作面是两侧面，与平带相比，由于截面的楔形效应，其摩擦力较大，所以能传递较大的功率。普通Ｖ形带无接头，传动平稳，应用最广泛。本章主要介绍Ｖ形带传动。

a.平型带传动——最简单，适合于中心距a较大的情况b.V带传动——三角带c.多楔带传动——适于传递功率较大要求结构紧凑场合d.同步带传动——啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。二、主要类型与应用a平面皮带（贴标机）d同步皮带（加压脱泡机）b攻丝机1.1V形带的截面结构及尺寸

图3－4所示为V形带的截面结构。其包布层是由胶帆布构成的保护层；伸张层和压缩层由橡胶构成，带弯曲时分别承受拉伸和压缩；强力层承受基本拉力，由帘布或粗绳构成，粗绳结构较柔软，有利于提高带的寿命。1.V形带

V形带已标准化，按截面尺寸的不同，分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，其截面尺寸见表3－1。表3-1V形带截面尺寸（GB/T13575.1-92）/mm

型号YZABCDE节宽bp5.38.51114192732顶宽b6101317223238高度h4.06.08.011141925楔角j40度沿V形带中性层（宽度为bp处）量得的带的周长称为节线长度Lp，又称为基准长度、公称长度，它主要用于带传动的几何尺寸计算，其长度系列见表3－2。Lp型号Lp型号Lp型号200

224

250

280

315

355Y

900

1000

1120

1250

1400ZAB

4000BCD

4500

5000

5600E6300

7100

8000

9000

10000

1600C400

450

500Z1800

2000

2240

2500

560

630

710

800A2800

3150

3550

D11200

12500

1400016000

表3－2普通Ｖ形带节线长度系列（GB11544-89）/mm1、三角皮带的规格是由宽（背）与高（厚）的尺寸来划分的。

2、对应尺寸(宽*高）：O（10*6）、A（12.5*9）、B（16.5*11）、C（22*14）、D（21.5*19）、E（38*25.5）.

3、通过第二点的方法量出型号，再用皮尺在内周上量出长度即可

V带（基准宽度制）的角度是40度，而皮带轮的槽角分为32度34度36度38度，具体的选择要根据带轮的槽型和基准直径选它用来表示三角带的截面形状和尺寸

比如B-48：

B型三角带截面尺寸(梯形截面)为上宽X高=17X11MM

48表示长度，48英寸，公制长度等于48X25.4MM择理论长度=(半径1+半径2)X3.14+圆心距;3.14(R1+R2)+L

实际长度=(半径1+半径2)X3.14+圆心距-皮带厚;3.14(R1+R2)+L-H工业皮带分为很多种，其常规所说的长度执行标准是不一样的，一般有以下三种：内周长（LI），节线长（LD，LP）和外周长（LA）。

同步带执行的标准基本都是按照节线长（LD，LP）来表示皮带的长度，它的节线指的就是皮带的强力线，强力线的长度就是节线长！当同步带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的周线，称为节线，节线长以LP表示。2、带传动的特点：1、由于带具有弹性与挠性，故可缓和冲击与振动，运转平稳，噪音小。2、可用于两轴中心距较大的传动。3、由于它是靠摩擦力来传递运动的，当机器过载时，带在带轮上打滑，故能防止机器其它零件的破坏。4、结构简单，便于维修。5、带传动在正常工作时有滑动现象，它不能保证准确的传动比。另外，由于带摩擦起电，不宜用在有爆炸危险的地方，这在化工厂中有爆炸危险的车间应特别注意。6、带传动的效率较低（与齿轮传动比较），约为87%～98%3、V形带的应用：

通常V形带用于功率小于100kW、带速5～30m/s、传动比i≤7(少数可达10)、传动比要求不十分准确的中小功率传动。

。其它带传动简介

1.多楔带兼有Ｖ带和平带二者的优点，既有平带的柔软、韧性好的特长，又有Ｖ带结构紧凑、高效率的优点。因此应用广泛，其主要特点有：１、带体为整体，传动时长短不一现象可消除，充分发挥了胶带的作用；２、空间相同时,多楔带比普通V带的传动功率提高30％；３、带体薄，柔软性好，能适应于小带轮传动；４、适用于高速传动，带速可高达40m／s，发热少，运转平稳。多楔带型号有：PH、PJ、PK、PL、PM

2.同步带传动综合了带传动、链传动和齿轮传动的优点。由于带的工作面呈齿形，与带轮的齿槽作啮合传动，并由带的抗拉层承受负载，故带与带轮之间没有相对滑动，从而使主、从动轮间能作无滑差的同步传动。同步带传动的速度范围很宽，从每分钟几转到线速度40m／s以上，传动效率可达99.5％，传动比可达10，传动功率从几瓦到数百千瓦。同步带现已在各种仪器、计算机、汽车、工业缝纫机、纺织机和其它通用机械中得到广泛应用。同步带型号有：MXL、XXL、XL、L、H、XH、XXH等上述同步带的节距依次增大。一.带传动的运动分析

1、弹性滑动：工作时，带两边拉力不相等，带两边弹性变形也不相等，由此引起的带与轮之间局部而微小的相对滑动称为弹性滑动。显然弹性滑动使主动轮圆周速度大于从动轮圆周速度。弹性滑动的大小是随带的两边拉力差（F1－F2）的变化而变化。因此弹性滑动是靠摩擦力工作的带传动不可避免的物理现象。不利之处：①弹性滑动是引起传动比不恒定的重要原因；②引起带的磨损和温度升高，并降低了传动效率。

2、打滑：有效圆周力的大小与带传递的功率P以及带的速度υ有关。当工作机要求传递的功率增大时，带两边拉力差F1－F2＝Fe也要相应地增大，带两边拉力的这种变化，实际上反映了带和带轮接触面上摩擦力的变化。实践证明，当其他条件不变，且初拉力F0一定时，这个摩擦力有一极限值。若带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间的极限摩擦力时，带就会沿着轮面发生全面滑动，这种现象称为打滑。打滑将使传动失效。注：

弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。

打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动，造成传动失效，应当避免。

弹性滑动是由带的拉力差引起的，只要传递圆周力，必然会发生弹性滑动，它是不可避免的。

为便于装拆环状V形带，带轮宜悬臂装在轴端上。在水平或近似水平的传动中，应使带的紧边在下，松边在上（如图3－5所示）。为了延长带的使用寿命，确保带传动的正常运行，必须正确使用和维修。

1．安装时两带轮轴线必须平行，轮槽应对正，否则将加剧带的磨损，甚至使带脱落。安装时先缩小中心距，然后套上V形带，再作调整，不得硬撬。

2．严防带与矿物油、酸、碱等介质接触，以免变质。也不宜在阳光下曝晒。

3．多根带的传动，坏了少数几根，不要用新带补上，以免新旧带并用，长短不一，受载不均匀而加速新带损坏。这时可用未损坏的旧带补全或全部换新。

4．为确保安全，传动装置须设防护罩。

5．带工作一段时间后，会因变形伸长，导致张紧力逐渐减小，严重时出现打滑。因此，要重新张紧带，调整带的初拉力，图3－12为常见的张紧装置，图中(a)和(b)设有调整螺栓，可随时调整电动机的位置；图中(c)所示的结构，是靠电动机和机架重量的自动张紧装置；图中(d)为带轮中心距固定，利用张紧轮调紧。

二、齿轮传动（1）齿轮传动概述齿轮机构是各种机构中应用最为广泛的一种传动机构。它可用来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠等特点。传动比:一对齿轮在啮合过程中，其传动比定义为相互啮合齿轮的角速度之比(i12=ω1/ω2）定传动比（即i12=常数）。变传动比（即i12按一定的规律变化）外啮合齿轮传动：其两齿轮的转动方向相反。内啮合齿轮传动：其两齿轮的转动方向相同。齿轮与齿条传动：齿轮与齿条传动（2）齿轮传动种类

圆形齿轮机构的可将其分为平面齿轮机构和空间齿轮机构两类。

①平面齿轮机构：用于两平行轴之间的传动。

a)直齿圆柱齿轮传动：直齿圆柱齿轮或简称直齿轮。

下面主要对圆形齿轮机构加以介绍b)斜齿圆柱齿轮传动:斜齿圆柱齿轮又简称斜齿轮。斜齿轮轮齿的齿向对其轴线倾斜了一个角度（称为螺旋角），斜齿轮传动也可分为外啮合传动、内啮合传动和齿轮与齿条传动等三种情况。c)人字齿轮传动:人字齿轮可看作是由螺旋角方向相反的两个斜齿轮所组成的。它可制成整体式的或拼合式的。②空间齿轮机构：空间齿轮机构用来传递空间两相交轴或相错轴（既不平行又不相交）之间的运动和动力。a)锥齿轮传动：锥齿轮用于两相交轴之间的传动。锥齿轮的轮齿分布在截圆锥体的表面上，有直齿、斜齿及曲线齿之分。b)交错轴斜齿轮传动:交错轴斜齿轮传动用于传递两相错轴之间的运动。c)蜗杆传动:蜗杆传动也是用于传递相错轴之间的运动。其两轴的交错角一般为90°。d)准双曲面齿轮传动:也是用于相错轴之间的齿轮传动。（3）渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸齿廓线是渐开线的齿轮称渐开线齿轮。①齿顶圆:以齿轮的轴心为圆心，通过齿轮各轮齿顶端所作的圆称为齿顶圆。其直径和半径分别以da和ra表示。②齿根圆:以齿轮的轴心为圆心，通过齿轮各齿槽底部所作的圆称为齿根圆。其直径和半径分别以df和rf表示。③齿厚:沿任意圆周所量得的轮齿上的弧线厚度称为该圆周上的齿厚，以sk表示。④齿槽宽:相邻两轮齿之间的齿槽沿任意圆周所量的弧线宽度，称为该圆周上的齿槽宽，以ek表示。⑤齿距:沿任意圆周所量得的相邻两齿上同侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿距，以pk表示，pk=sk+ek。⑥分度圆：在齿轮上作为计算基准的一个圆，其上的齿厚与齿槽宽相等，称该圆为齿轮的分度圆。其直径、半径、齿厚、齿槽宽和齿距分别以d、r、s、e和p表示，即e=s，且p=s+e。⑦齿顶高:介于分度圆与齿顶圆之间的轮齿部分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高，以ha表示。⑧齿根高:介于分度圆与齿根圆之间的轮齿部分称为齿根，其径向高度称为齿根高，以hf表示。⑨齿全高:齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，即齿顶高与齿根高之和称为齿全高，以h表示，则h=ha+hf。（3）渐开线标准齿轮的基本参数①齿数:在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为齿数，用z表示。②模数:为了便于计算、制造和检验，人为规定p/π的值叫做模数，以m表示，即令m=p/π，其单位为mm，于是得d=zm。模数m是决定齿轮尺寸的一个基本参数。③传动比:相互啮合两齿轮的角速度之比，用i12来表示。i12=ω1/ω2=z2/z1。模数:齿轮的分度圆是设计、计算齿轮各部分尺寸的基准,而齿轮分度圆的周长=πd=zp,于是得分度圆的直径

d=zp/π

由于在上式中π为一无理数,不便于作为基准的分度圆的定位.为了便于计算,制造和检验,现将比值p/π人为地规定为一些简单的数值,并把这个比值叫做模数(module),以m表示,即令其单位为mm.模数m是决定齿轮尺寸的一个基本参数.齿数相同的齿轮模数大,则其尺寸也大.为了便于制造,检验和互换使用,齿轮的模数值已经标准化了.

说得通俗一点.模数好比衣服的号码,模数越大,齿轮各部份的尺寸都随着成比例地增大,牙齿上能承受的力量也就大.

具体地说模数是二个齿(在分度圆上)相距的弧长尺寸,单位为毫米,

模数与齿轮外径尺寸的关系是:

外径尺寸=模数×(齿数+2)

模数有统一的标准.这样各个地方造出来齿轮才能互配.

实际计算中，你可以用m＝d/z来求，d为分度圆直径，z为齿数

各部分名称及标识（4）齿轮传动的主要失效形式

齿轮的失效形式主要有以下5种：①轮齿折断:

轮齿折断一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且应力集中。在载荷的多次重复作用下，弯曲应力超过弯曲持久极限时，齿根部分将产生疲劳裂纹。裂纹逐渐扩展，最终引起断齿，这种折断称为疲劳折断。齿轮因短时过载或冲击过载而引起的突然折断，叫做过载折断。用淬火钢或灰铸铁等脆性较大的材料制成的齿轮，容易发生这种断齿。②齿面点蚀：轮齿在啮合中，齿轮工作表面啮合点处的接触应力是脉动循环变化的。当齿面接触应力超过材料的接触持久极限时，在载荷的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹，这些裂纹的逐渐扩展将使金属微粒剥落下来，形成微小的凹坑，这种现象称为点蚀。③齿面胶合:

在高速重载传动中，常因齿面啮合区温度升高而引起润滑失效，致使两齿面金属直接接触而熔粘在一起，当两齿面相对运动时，较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹，这种现象称为胶合④齿面磨损:

齿轮传动时，两渐开线齿廓之间有相对滑动，在载荷作用下会引起齿面磨损。一种情况是由于灰尘、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损；另一种是因齿面不可避免的互相摩擦而产生的磨合性磨损。⑤齿面塑性变形：在重载作用下，较软的齿面上可能产生局部的塑性变形，使齿面失去正确齿形。这种损坏常在低速和过载、起动频繁的传动中遇到。磨粒性磨损三.链传动（1）链传动组成及工作原理它是由装在平行轴上的主链轮、从动链轮和绕在链轮上的环形链条组成。链轮上制有特殊齿形的齿，靠链与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。1）传动链和链轮链传动中用的传动链，按其结构不同主要有滚子链和齿形链。①齿形链：齿形链因工作时冲击和噪声较小，故又称无声链。它是由一组带有两个齿的链板并列左右交错用铰链连接而成。②滚子链:

由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。其中内链板与套筒之间，外链板与销轴之间分别用过盈配合相固联，分别称为内链节、外链节。而套筒和销轴之间是间隙配合，这样内外链节就构成了一个铰链。滚子和套筒之间也是间隙配合，滚子可以自由转动。滚子链可制成单排链、双排链或三排链。双排链滚子链滚子链上相邻两销轴中心之间的距离称为链的节距，用p表示，它是链条的基本特性参数。节距p愈大，链条各部分的尺寸也愈大，承载能力亦愈高，同时冲击和振动也随之增加。链条的长度一般是用链节（节距）为单位。为了使链联成封闭环状，链的两端应联接起来。当组成链的链条长度为偶数个链节时，链节的两端正好外链板与内链板相联，可用开口销或弹簧夹将接头上的活动销轴固定。当组成链的总节数为奇数时，则需要采用过渡链节。

(a)开口销固定 (b)弹簧夹固定 (c)过渡链节滚子链接头型式③滚子链链轮:

链轮的轮廓曲线必须保证工作时链能自由而顺利地进入和退出啮合，在啮合时与滚子接触良好，并且其加工工艺性要好。链轮的轴面齿形两侧呈圆弧状，便于链节进入和退出啮合。在链轮工作图上，其轴面齿形需绘出，并应注明链节距p、齿数z、分度圆直径d、齿顶圆直径da、齿根圆直径df等。链轮齿形虽已标准化，但国家标准中只规定了最大齿槽形状和最小齿槽形状，其主要有：齿槽的齿面圆弧半径re、齿沟圆弧半径ri和齿沟角α的最大值和最小值。目前较常用的一种端面齿形为“三圆弧一直线”齿形，它由三段弧、、和直线组成。在链传动中，由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合次数多，所受冲击也较严重，故小链轮应采用比大链轮更好的材料。（2）链传动的失效形式①链条的疲劳破坏:

链条不断地由松边到紧边周而复始地运动着，在紧边拉力和松边拉力反复作用下，经过一定的循环次数后，链板首先开始出现疲劳断裂。②链条铰链磨损失效:

在工作条件恶劣、润滑不良的开式链传动中，由于铰链中销轴与套筒间的压力较大，彼此又相对转动，因而使铰链磨损、链的实际节距变长，导致传动更不平稳，容易引起跳齿或脱链。③链条铰链的胶合失效:

链轮转速过高而又润滑不良时，销轴和套筒间润滑膜破坏，使其两者在很高温度下直接接触，从而导致胶合。因此，胶合在一定程度上限制了链传动的极限转速。④过载拉断失效:

在低速（v＜6m/s）重载或短期过载情况下，链条所受的拉力超过了链条的静强度时，链条将被拉断。⑤滚子和套筒的多冲疲劳破坏:由于链节与链轮轮齿在啮合时，滚子与链轮间产生冲击。在高速时，由于冲击载荷较大，使套筒与滚子表