汽车机械基础课件 项目七 汽车常用传动（统一版课件）VIP

项目七

汽车常用传动汽车机械基础任务一带传动链传动齿轮传动蜗杆传动蜗杆传动目录CONTENTS任务二任务三任务四项目七汽车常用传动任务五蜗杆传动轮系传动【情境再现】司机小曹开了一辆7座金杯小客车，最近新换了电瓶，可是车开了一周以后，却发现电瓶没电了，这是怎么回事呢？分析：1、崭新的蓄电池为什么这么不耐用呢？是蓄电池的质量问题，还是有其他原因呢？他向检修人员提出了疑问。2、经检查，发现连接发电机的皮带磨损严重，不能带动发电机正常运转，致使电瓶只放电而不能充电。如果是你在服务客户，你将如何快速而又准准确地检查？需要具备哪些知识和技能才能真正找到电瓶亏电故障的原因呢？【目标导航】12了解带传动的定义、分类及失效形式;掌握带传动的组成和特点;熟悉带传动的安装使用及维护。3知识目标实践目标素养目标能分清不同的带传动种类；能正确地描述带传动的特点；能正确地进行带传动的安装。培养学生树立劳动光荣技能伟大的思想；培养学生树立科技报国的创新精神和爱国情怀；培养学生的团队精神和协作精神；培养学生做事严谨、认真负责的态度。带传动任务一任务一带传动

任务描述不少使用年限较长的老旧车辆，早上冷启动的时候经常出现“啸叫声”，该异常噪音的部位经常发生在发动机机舱内，且随着发动机到达正常温度之后往往会消失或者减弱。为什么会出现这种情况呢？经检查，往往发现连接发电机的皮带老化严重，使得发动机曲轴向发电机皮带轮传动过程中打滑引发异常噪音，严重甚至不能带动发电机正常运转，致使电瓶只放电而不能充电。任务一带传动

一、带传动的组成图7-1带传动a）啮合型带传动

b）摩擦型带传动1——主动轮2——被动轮3——传动带带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一，它通常由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的挠性带组成。利用传动带和带轮之间的摩擦或啮合来传动运动和动力。如图7-1所示。二、带传动的类型及应用

带传动根据其传动原理分为摩擦型和啮合型两大类。1．摩擦型带传动摩擦型带传动工作时依靠带与带轮接触面上的摩擦力来传递运动和动力，包括平带传动、V带传动、圆形带传动等，主要是靠带和带轮间接触面之间的摩擦力来传递动力和运动。如图7-3所示为发动机上的发电机、压缩机等采用的摩擦型传动皮带。

任务一带传动

2．啮合型带传动啮合型带传动靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动。该型带传动即为同步带传动，此外，近年来对带传动安全性、多样性的要求也日益增多，如金属带、难燃带、抗静电带等。如图7-4所示为发动机配气机构中的同步带传动就采用了啮合型带传动。任务一带传动

二、带传动的类型及应用三、带传动的特点和应用1．带传动的特点①由于传动带具有良好的弹性，有缓冲和吸振的作用，因而传动平稳，噪声小。②带传动结构简单，制造、安装和维护都比较方便，成本低，适用于中心距较大的两轴间的传动。带与带轮之间存在弹性滑动，不能保证准确的传动比，过载时，带和带轮面之间会打滑，可防止其他零件的损坏，起到过载保护的作用。任务一带传动

三、带传动的特点和应用2．带传动的应用范围带传动在各类机械中应用广泛。①其特点决定了其一般不宜用于大功率传动，传递功率通常不超过50kW，带速为5～25m/s，高速带的带速可达60m/s。②平带的传动比通常为3左右，最大可达到6，有张紧轮时可达到10，V带的传动比一般不超过7，最大用到10。工程中最常用的摩擦型带传动是V带传动。任务一带传动

三、带传动的特点和应用2．带传动的应用范围带传动在各类机械中应用广泛。①其特点决定了其一般不宜用于大功率传动，传递功率通常不超过50kW，带速为5～25m/s，高速带的带速可达60m/s。②平带的传动比通常为3左右，最大可达到6，有张紧轮时可达到10，V带的传动比一般不超过7，最大用到10。工程中最常用的摩擦型带传动是V带传动。任务一带传动

四、带传动的弹性滑动、打滑及其传动比弹性滑动在一般传动计算中可不予考虑。因此带传动的传动比为公式（1）所示：式中：n1为主动带轮转速；n2为从动带轮转速；d1为主动带轮直径；d2为从动带轮直径。任务一带传动

五、V带1．V带的结构和尺寸标准V带的类型很多，除普通V带外，还有窄V带、齿形V带、联组V带、广角带、楔形带等，其中以普通V带和窄V带最为常用。如图7-6所示，V型带的横截面为梯型，由包布、顶胶、底胶和抗拉层（强力层）组成。任务一带传动

图7-6V型带的结构a）绳芯结构

b）帘布芯结构a）

b）五、V带2．V带轮的材料与结构V带轮的材料主要是铸铁，常用牌号为HT150或HT200。转速较高的带轮可用铸钢或钢板冲压焊接结构，小功率传动时可用铸铝或塑料。带轮由轮缘、轮毂和轮辐3部分组成。如图7-7所示。任务一带传动

图7-7V带轮的结构六、带传动的主要失效形式1．疲劳损坏带是在周期性变应力状态下工作的，当使用一段时间后，将发生疲劳损坏，如脱层、松散或拉断，失去传动能力，这是带传动的一种主要失效形式。2．打滑当带传动传递的载荷超过带的极限摩擦力时，带会在带轮上打滑，造成带严重磨损，从而失去传动能力，所以打滑是带传动另外一种失效形式。任务一带传动

七、带传动的安装、使用和维护1．带传动的安装（1）按要求选取带型、基准长度和根数。（2）安装带轮时，两带轮轴线应相互平行。主动轮和从动轮槽必须调整在同一平面内，且两带轮装在轴上不得晃动，否则会使传动带侧面过早磨损。（3）套装带时不得强行撬入，应先将中心距缩小，将带套在带轮轮槽上后，再慢慢调大中心距，使带张紧，带的张紧程度调整应适当，一般可根据经验来调整。（4）带在轮槽中应有正确的位置，安装在轮槽内的带顶面应与带轮外缘相平，带与轮槽底面应有间隙。（5）为确保安全，传动装置须设防护罩。任务一带传动

七、带传动的安装、使用和维护2．带传动的张紧方法带传动的张紧方法通常有调整中心距和使用张紧轮。（1）调整中心距调整中心距即通过调整螺栓来改变中心距，从而达到定期张紧的目的。此方法常用于水平布置的带传动和近似垂直布置的带传动。（2）采用张紧轮采用张紧轮实现定期张紧或自动张紧。张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲，同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角，张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。任务一带传动

七、带传动的安装、使用和维护3．常见的张紧装置带传动的张紧装置如下任务一带传动

（a）定期张紧（b）自动张紧（c）张紧轮张紧图7-8带传动的张紧装置七、带传动的安装、使用和维护4．使用和维护为了延长带的使用寿命，确保带传动的正常运行，必须正确使用和维护。（1）传动带的使用温度范围为：-40～120℃。（2）严防带与矿物油、酸、碱等介质接触，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）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。任务一带传动

总结带传动带传动的组成带传动的类型特点和应用主动轮从动轮张紧在两轮上的挠性带摩擦型带传动啮合型带传动带传动的特点带传动的应用范围带传动的弹性滑动、打滑及其传动比V带V带的结构和尺寸标准V带轮的材料与结构主要失效形式疲劳损坏打滑安装、使用和维护带传动的安装带传动的张紧方法任务一带传动

链传动任务二

任务二链传动

任务描述服务顾问接到一辆2017款领先版大众迈腾，行驶里程10万公里。经询问得知车主本人一般不暴力驾驶。但经解码器检测，目前正时链条相位偏角在-3.75，请问是否要更换正时链条？如何进行正时链条的更换？发动机正时链条是一个关键的发动机部件，用于控制发动机气门和曲轴之间的同步运动，使发动机能够正常工作。然而，随着时间和使用的增加，发动机正时链条会受到磨损和腐蚀的影响，这可能导致链条松弛或断裂，进而导致严重的发动机问题。因此，定期更换发动机正时链条非常重要。要想解决这个问题，就要掌握链传动的特点，结构原理和安装调试方法。一、链传动的结构、原理、特点和应用1、定义：链传动是指通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种机械传动。链传动是以链条为中间挠性件的啮合传动。如图7-10所示为发动机的配气机构采用的链传动。其由主动链轮3、从动链轮1和绕在链轮上的链条2所组成。

任务二链传动

图7-10发动机的配气机构链传动1—被动链轮2—链条3—主动链轮2、工作原理链轮上制有特殊齿形的齿，以环形链条作中间挠性件，工作时靠链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。

任务二链传动

一、链传动的结构、原理、特点和应用3、链传动的特点及应用

任务二链传动

一、链传动的结构、原理、特点和应用（1）链传动的主要优点1）由于链传动是啮合传动，能保持准确的平均传动比，所以工作可靠，效率较高。2）链条装在链轮上，不需要很大的张紧力，对轴的压力小。3）能传递较大的功率，过载能力强。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、油污和潮湿等）工作。3、链传动的特点及应用

任务二链传动

一、链传动的结构、原理、特点和应用（1）链传动的主要优点（2）链传动的主要缺点1）安装精度要求高，瞬时传动比不恒定，传动的平稳性较差，不适合高速转动，工作时有噪声。2）磨损后容易发生跳齿、易脱链。3）价格较高。3、链传动的特点及应用

任务二链传动

一、链传动的结构、原理、特点和应用（3）链传动的应用与齿轮传动相比，链传动适用于中心距较大的两轴线或多根轴线相互平行，且只要求平均传动比准确的场合，如矿山机械、农业机械、起重运输机械及摩托车中。链传动传动比i≤8，中心距a≤6m，传递功率P≤100kW，圆周速度v≤15m/s，传动效率约为0.92～0.98。4、链传动的类型链传动有多种分类形式，按用途不同可分为传动链、起重链和牵引链。传动链按结构分为滚子链和齿形链两种。

任务二链传动

二、链传动的布置、安装、张紧和润滑1．链传动的布置方式如图7-11所示，链传动的布置，按两链轮中心连线位置可分为：水平布置，如图7-11（a）所示；倾斜布置，如图7-11（b）所示；垂直布置，如图7-11（c）所示。一般宜采用水平或接近水平的位置，并使松边在下边。（a）水平布置

（b）倾斜布置

（c）垂直布置图7-11链传动布置方式

任务二链传动

二、链传动的布置、安装、张紧和润滑2．链传动的安装方式如图7-12所示，安装链传动时，两链轮轴线应平行，并且两链轮旋转平面应位于同一平面内，误差δ/a应小于0.002～0.005，超差会引起脱链和不正常的磨损。

任务二链传动

二、链传动的布置、安装、张紧和润滑3．链传动的张紧链传动张紧目的，主要是为了避免在链条的垂度过大时，产生啮合不良和链条的振动现象，同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。链传动的紧边与松边正好与带传动相反，松边在下、紧边在上。但松边的垂度不宜过长，以防脱链。当两轮轴心连线倾斜角大于60°时，通常设有张紧装置。4．链传动的润滑良好的润滑是链传动正常工作的必要条件，采用的润滑油要有较高的黏度和良好的油性，要能渗透到链的各个摩擦部位，形成油膜。链传动有良好的润滑时，可以缓和冲击，减少传动摩擦和磨损，减少噪声，提高工作能力和传动效率，延长使用寿命。常采用人工定期润滑、滴油润滑、油浴式飞溅润滑和压力喷油润滑等方式。正常的磨损。

任务二链传动

三、滚子链的结构和接头形式1．滚子链的结构滚子链又称套筒滚子链，滚子链由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板五部分组成。如图7-13所示。图7-13滚子链的结构1-内链板2-外链板3-销轴4-套筒5-滚子，P为节距

任务二链传动

三、滚子链的结构和接头形式2．滚子链的标记滚子链已经标准化，国家标准《短节距传动用滚子链和链轮》（GB/T1243—2006）已规定了标准尺寸，滚子链的标记为:链号—排数×整根链的链节数。如某链条代号为“10A—60GB/T1243—2006”,表示节距为15.875mm的A系列、单排、60节的标准号为GB/T1243—2006的滚子链。表7-2滚子链的常用链号与节距链号08A10A12A16A20A24A节距P12.7015.87519.0525.4031.7538.10

任务二链传动

三、滚子链的结构和接头形式3．滚子链的种类及接头形式滚子链分类有单排链、双排链、多排链等几种。多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多，一般不超过四排。

任务二链传动

四、滚子链链轮端面齿形和链轮结构1．滚子链链轮端面齿形链轮上的齿形按GB/T1243-1997中规定的参数制造，目前多采用三圆弧--直线齿形。链轮的主要尺寸示意如下图7-14：（1）aa,ab,cd；（2）分度圆直径：d＝p/sin(180°/z)；式中，P为节距，Z为齿数;（3）齿顶圆直径：da＝p[0.54+cot(180°/z)]；（4）分度圆圆齿高:ha＝0.27p；（5）齿根圆直径:df＝d–d1；式中，d1为链的滚子外径，单位为mm。一般不超过四排。

任务二链传动

四、滚子链链轮端面齿形和链轮结构2．链轮结构链轮的外形结构与链轮的直径大小有关，如图7-15所示为不同形式的链轮结构。（a）实心式（b）孔板式（c）组合式（d）焊接式图7-15链轮结构

任务二链传动

五、齿形链齿形链又称无声链，由许多冲压而成的齿形链板用铰链连接而成。通用汽车上装备的自动变速器总成中就将齿形链作为主减速器的传动方式（如图7-16所示）。为避免啮合时掉链，链条应有导向板。齿形链板的两侧是直边，工作时链板侧边与链轮齿廓相啮合。按铰链结构不同，分为圆销铰链式、轴瓦铰链式和滚柱铰链式三种。

任务二链传动

六、链传动的平均传动比链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。推导得链传动的平均传动比为公式。式中：n1为主动链轮转速；n2为从动链轮转速；Z1为主动链轮齿数；Z2为从动链轮齿数。

任务二链传动

七、链传动的失效形式链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。推导得链传动的平均传动比为公式。1．链条铰链磨损链条铰链的销轴与套筒之间承受较大的压力且存在相对滑动，故在承压面上会产生磨损，磨损使链条节距增加，极易产生跳齿或脱链。2．链板疲劳断裂链传动的紧边和松边拉力不等，在链条工作时作用在链条上的拉力在不断发生变化，经一定的应力循环后，链板会产生疲劳断裂。3．多次冲击断裂链传动在起动、制动、反转或重复冲击载荷的作用下，链条、销套筒会发生疲劳断裂4．链条铰链的胶合在润滑不当或链轮转速过高时,链条铰链的销轴和套筒的工作表面会因润滑油膜破坏，在高温高压下直接接触导致两表面粘结，相对运动使粘结部位撕开，形成表面撕开而损坏称为胶合，因而要限制链传动的极限转速。5．链条静力拉断在低速（ｖ<0.6m/s）重载或突然过载时，载荷超过链条的静强度，链条将被拉断。总结链传动链传动结构组成特点及原理链传动的应用滚子链的结构和接头形式链传动的布置方式链传动的安装方式

任务二链传动

链传动的组成链传动的工作原理链传动的特点及应用链传动的类型链传动的张紧链传动的润滑滚子链的结构滚子链的标记滚子链的种类及接头形式滚子链链轮端面齿形链轮结构齿形链链传动的平均传动比链传动的失效形式齿轮传动任务三任务三齿轮传动任务描述一辆一汽解放牌平板挂车在重车行驶时，突发1、2、3、4挡均缺失，仅有5挡能够行驶的故障。该车配备的手动变速器为什么会出现这种情况呢?要想排除此故障，就必须熟悉手动变速器内部的结构和齿轮传动的路线。本次故障经技师拆检变速器发现，是副轴上齿轮与轴配合处的连接键损坏所致，由于齿轮打滑，动力无法传递到传动轴，而五挡是直接挡，所以不影响动力传送。如果不了解变速器齿轮传动的原理，可能就会大大延缓故障排除的过程。一、齿轮传动概述齿轮传动是在每个圆柱体的外圆柱上加工出渐开线的齿形，其由主动齿轮、从动齿轮和机架等组成。如图7-19所示。任务三齿轮传动1．齿轮传动的组成一、齿轮传动概述齿轮传动是通过主动齿轮的轮齿和从动齿轮的轮齿的直接啮合来传递运动和动力，齿轮传动能改变转速和转向，可用于传递空间任意两根轴之间的运动和动力。图7-20所示为其原理图。任务三齿轮传动2．齿轮传动工作原理一、齿轮传动概述（1）齿轮传动的优点1）适应性广；2）能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高；3）结构紧凑、使用寿命较长，可实现较大的传动比；4）传动效率高；5）可以传递空间任意两轴间的运动。任务三齿轮传动2．齿轮传动特点（2）齿轮传动的缺点1）制造和安装精度要求高，故成本较高；2）不适宜用于距离较远的两轴之间的传动。任务三齿轮传动二、齿轮传动的基本参数和类型直齿圆周齿轮的基本参数有齿数、模数、压力角等。这些基本参数是齿轮各部分几何尺寸计算的依据。（1）齿数z齿数是指一个齿轮的轮齿总数。齿轮设计时，齿数是按使用要求和强度计算确定的。（2）模数m齿轮传动中齿距p除以圆周率π所得到的商称为模数，即m＝p/π。使用模数和齿数可以很方便地计算齿轮的大小，用分度圆直径表示：d＝mz。1．齿轮传动的基本参数任务三齿轮传动二、齿轮传动的基本参数和类型（3）压力角α由渐开线的性质可知，渐开线上各点的压力角是不同的。压力角是齿轮运动方向与受力方向所夹的锐角，通常所说的压力角是指分度圆上的压力角。国家标准中规定分度圆上的压力角为标准值，α＝20°。压力角不同，轮齿的形状也不同。其公式（1）为:cosα＝rb/r（1）式中:rb----基圆半径，mm；r----分度圆半径mm。1．齿轮传动的基本参数任务三齿轮传动二、齿轮传动的基本参数和类型（1）交错轴齿轮传动两啮合齿轮的传动轴线为空间任意交错位置，它是一种空间齿轮机构。常见类型有交错轴斜齿轮传动和蜗杆传动等。（2）平行轴齿轮传动两啮合齿轮的传动轴线相互平行，这是一种平面齿轮传动。常见类型有外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动等。（3）相交轴齿轮传动两齿轮的传动轴线相交于一点，它是一种空间齿轮机构。常见类型有直齿锥齿轮传动、斜齿锥齿轮传动和曲线齿锥齿轮传动。2．齿轮传动的类型任务三齿轮传动二、齿轮传动的基本参数和类型2．齿轮传动的类型齿轮机构两轴平行的平面齿轮机构直齿圆柱齿轮传动外啮合内啮合齿轮齿条啮合斜齿圆柱齿轮传动外啮合内啮合齿轮齿条啮合人字齿轮传动

两轴不平行的空间齿轮机构两轴相交的齿轮传动（圆锥齿轮传动）直齿曲齿斜齿两轴交错的齿轮传动交错轴斜齿轮蜗杆蜗轮任务三齿轮传动三、渐开线的形成和齿轮各部分的名称渐开线定义为：将一个圆轴固定在一个平面上，轴上缠线，拉紧一个线头让该线绕圆轴运动且始终与圆轴相切，那么线上一个定点在该平面上的轨迹就是渐开线，如图7-22所示。1．渐开线的形成图7-22渐开线的形成任务三齿轮传动三、渐开线的形成和齿轮各部分的名称渐开线直齿圆柱齿轮各部位名称和代号，如图7-23所示。（1）齿顶圆da齿顶圆是指通过轮齿顶部的圆周。（2）齿根圆df齿根圆是指通过轮齿根部的圆周。（3）分度圆d对标准齿轮来说，齿厚与齿槽宽相等的圆。分度圆上的齿厚和齿槽宽分别用s和e表示，s＝e。2．渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称图7-23渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及代号任务三齿轮传动三、渐开线的形成和齿轮各部分的名称（4）齿厚s一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。（5）齿槽宽e一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。（6）齿距p两个相邻且同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。（7）齿宽b齿轮的有齿部位沿分度圆柱面直母线方向量度的宽度。（8）齿顶高ha齿顶圆与分度圆的径向距离。（9）齿根高hf齿根圆与分度圆之间的径向距离。（10）全齿高h齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。2．渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称图7-23渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及代号任务三齿轮传动四、渐开线齿轮啮合的特点和正确啮合的条件（1）渐开线齿轮能够保持恒定的传动比。（2）渐开线齿轮具有中心距可分性，即齿轮因磨损导致中心距改变，却仍然能够保持齿轮的传动比不变。（3）齿廓间正压力方向不变，渐开线两齿轮在传动过程中，啮合点的轨迹为一条直线，如图7-24所示N1N2。因此，有利于齿轮传动的平稳性。1．渐开线齿轮啮合的特点图7-24渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合任务三齿轮传动四、渐开线齿轮啮合的特点和正确啮合的条件2．渐开线齿轮正确啮合的条件图7-24渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合（1）主动齿轮与从动齿轮的模数相等，即：m1=m2=m；01（2）主动齿轮与从动齿轮的齿形角相等，即：α1＝α2＝α。02任务三齿轮传动五、齿轮的结构圆柱齿轮由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成；01根据其齿顶圆直径大小，又分为齿轮轴、实体式齿轮、腹板式齿轮和轮辐式齿轮等主要形式。02任务三齿轮传动五、齿轮的结构1．齿轮轴如图7-25（a）所示，当圆柱齿轮做成图中（b）所示的实体式齿轮会导致齿根圆至键槽底部的距离X≤2.5mt时，多数情况将齿轮与轴做成所示的连在一起的齿轮轴，图中圆柱齿轮齿顶圆直径为da˂2d时，多数情况做成图（a）所示的齿轮轴。图7-25齿轮轴任务三齿轮传动五、齿轮的结构2．实体式齿轮当齿顶圆直径比轴径大很多，同时能保证轮缘最薄处X≥2.5mm以上时，可制成实体式齿轮，如图7-26所示。

图7-26实体式齿轮任务三齿轮传动五、齿轮的结构3．腹板式齿轮当齿顶圆直径da≤200mm时，常用锻造方法制成腹板式结构，如图7-27所示。。

图7-27腹板式齿轮任务三齿轮传动五、齿轮的结构4．轮辐式齿轮当齿顶圆直径da=500~1000mm时，常采用轮辐式结构，如图7-28所示。

图7-28腹板式齿轮任务三齿轮传动六、渐开线齿轮传动的传动比4．轮辐式齿轮在某齿轮传动中，主从动齿轮的齿数分别为z1和z2，当主从动齿轮的转速分别为n1和n2时，单位时间内主从动齿轮转过的齿数应相等，即n1z1＝n2z2。由此得传动比：i12＝n1/n2＝z2/z1（2）式中:n1、n2———主动齿轮、从动齿轮的转速r/min；z1、z2———主动齿轮、从动齿轮的齿数。渐开线齿轮传动的传动比为恒定值，就保证了渐开线齿轮传动的平稳性。任务三齿轮传动七、斜齿圆柱齿轮传动1．斜齿圆柱齿轮啮合原理如下图7-29所示，一对平行轴斜齿圆柱齿轮啮合时，斜齿轮的齿廓是逐渐进入、脱离啮合的，这样就弥补了直齿圆柱齿轮啮合时所带来的缺陷：图7-29斜齿圆柱齿轮啮合示意图任务三齿轮传动七、斜齿圆柱齿轮传动2．斜齿圆柱齿轮传动特点（1）斜齿圆柱齿轮传动优点1）工作平稳，冲击和噪声小，适用于高速传动。2）重合度较大，有利于提高承载能力。3）最小齿数小于直齿轮的最小齿数。（2）斜齿圆柱齿轮传动缺点1）不能当作变速滑移齿轮。2）传动中存在轴向力，需要安装能承受轴向力的轴承，使支座结构复杂，为克服此缺点，可采用人字齿轮，但人字齿轮制造困难，成本高。图7-29斜齿圆柱齿轮啮合示意图任务三齿轮传动八、锥齿轮传动1．锥齿轮传动的组成和工作原理如图7-30所示，锥齿轮传动主要由主动锥齿轮、从动锥齿轮和机架组成。两轴间的轴交角Σ可根据传动的需要来确定，一般采用两轴线互相垂直的锥齿轮传动，即轴交角为90°。2．锥齿轮传动的类型锥齿轮传动有直齿锥齿轮传动、斜齿锥齿轮传动和曲线齿锥齿轮传动等几种类型。如图7-31所示。a．直齿锥齿轮传动b．斜齿锥齿轮传动c．曲线齿锥齿轮传动图7-31锥齿轮传动类型任务三齿轮传动八、锥齿轮传动3．直齿锥齿轮传动的特点（1）优点1）高效:直齿锥齿轮传动具有高效率、高扭矩传递能力等优点,在机械传动中得到广泛应用。2）稳定性好:直齿锥齿轮传动结构简单、稳定性好,在运行过程中噪声小、振动小、寿命长。3）可靠性高:直齿锥齿轮传动的结构紧凑、承载能力强,具有较高的可靠性和安全性。（2）缺点1）制造难度大:直齿锥齿轮传动的加工精度要求较高,制造难度大,加工成本也较高。2）安装调整困难:直齿锥齿轮传动在安装和调整过程中比较困难,需要专门的技术人员进行操作。任务三齿轮传动九、齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效是指齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面磨损等现象，促使齿轮失去了正常的工作能力的现象。齿轮传动的失效主要指轮齿的失效。较为常见的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形等几种形式。如图7-32所示。a．轮齿折断b．齿面点蚀c．齿面磨损图7-32齿轮损坏形式总结齿轮传动齿轮传动概述齿轮传动的基本参数和类型渐开线的形成和齿轮各部分的名称渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数齿轮传动的类型

任务三齿轮传动

齿轮传动的组成齿轮传动的工作原理齿轮传动的特点及应用渐开线的形成渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称渐开线齿轮啮合的特点和正确啮合的条件渐开线齿轮啮合的特点渐开线齿轮正确啮合的条件齿轮的结构渐开线齿轮传动的传动比齿轮轴实体式齿轮腹板式齿轮轮辐式齿轮斜齿圆柱齿轮啮合原理斜齿圆柱齿轮传动特点锥齿轮传动齿轮传动的失效形式蜗杆传动任务四任务四蜗杆传动

任务描述一辆吉利汽车的雨刮器在运转过程中出现异响，经技师检查确认为该车雨刮系统中蜗轮蜗杆传动机构磨损过度所致，需要进行更换或者维修。要想排除故障，需要熟悉汽车雨刮器刮水的工作原理及动力传递的过程，能够拆装和检修核心部件——蜗轮蜗杆机构。任务四蜗杆传动

一、蜗杆传动的组成、类型和特点蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为90°。蜗杆传动是由带有螺旋状的蜗杆、类似于斜齿轮的内凹弧形齿的蜗轮和机架组成，如图7-33所示。一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。1．蜗杆传动机构的组成图7-33蜗轮蜗杆传动机构任务四蜗杆传动

一、蜗杆传动的组成、类型和特点按照蜗杆形状的不同，蜗杆传动分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动，如图7-34所示。2.蜗杆传动的类型a)圆柱蜗杆传动b）环面蜗杆传动c）锥面蜗杆传动图7-34蜗轮蜗杆传动类型任务四蜗杆传动

一、蜗杆传动的组成、类型和特点与齿轮传动相比，蜗杆传动有其独特之处。表现为：（1）蜗杆传动的主要优点1）传动比大；2）传动平稳，噪声小；3）结构紧凑、体积小、质量轻；4）蜗杆传动可以实现自锁，有安全保护作用。（2）蜗杆传动的主要缺点1）齿面磨损严重，传动效率较低；2）为减小齿面磨损，蜗轮常用较贵重的金属制造，故成本较高。3．蜗杆传动的特点二、蜗杆传动主要参数和几何尺寸

1．模数m和压力角（1）模数模数是表示齿轮大小的单位。模数M=1（P=3.1416），模数M=2（P=6.2832），模数M=4（P=12.566）；模数乘以圆周率即可得到齿距（P）。齿距是相邻两齿之间的长度,P=圆周率X模数（nm）。（2）压力角α压力角α表示齿轮齿面的倾斜度，是决定齿轮齿形的参数，通常采用20°。

任务四蜗杆传动

二、蜗杆传动主要参数和几何尺寸

2．蜗杆头数z1，蜗轮齿数z2和传动比i（1）蜗杆头数蜗杆的头数指的就是蜗杆上螺旋线的数量，分为单线、双线、多线。又称蜗杆的条数。蜗杆头数可根据传动比和传动效率要求来选定。蜗杆头数少，传动比大，但效率较低。要提高效率，则应增加蜗杆头数。但蜗杆头数越多，加工越困难。在满足传动要求下，蜗杆头数越少越好。（2）蜗轮齿数是指蜗轮齿轮面上的齿数，通常情况下蜗轮的齿数一般在4至30个之间。齿数太少会导致传动不稳定，无法满足高精度传动的要求；齿数太多则会增加摩擦损失和成本，同时也会降低齿轮的强度和刚度。。

任务四蜗杆传动

二、蜗杆传动主要参数和几何尺寸

2．蜗杆头数z1，蜗轮齿数z2和传动比i（3）蜗轮蜗杆传动比蜗轮蜗杆的传动比是指蜗轮每转一圈，蜗杆所移动的线性距离。传动比（i）可以通过以下公式3计算：i=Z1/Z₂（3）式中：Z₁——蜗轮的齿数；Z₂——蜗杆的螺旋槽数。考虑到蜗杆的螺旋槽是螺旋形状的，蜗轮每转一圈所移动的线性距离L将取决于螺旋槽的螺距P。因此，传动比还可以表示为：i=L/P式中：P——螺旋槽在一个完整的圈内沿轴线方向移动的距离L——为蜗轮每转一圈时蜗杆所移动的线性距离。。

任务四蜗杆传动

二、蜗杆传动主要参数和几何尺寸

3．圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算

任务四蜗杆传动

名称符号计算公式蜗杆涡轮齿顶高haha=m；h*为齿顶高系数，=1齿根高hfhf=（+c*）m；c*为顶隙系数，c*=0.2齿全高hh=ha=hf（2+c*）m分度圆直径dd1=mq=mz1/tanγ1d2=mz2齿顶圆直径dada1=d1+2hada2=d2+2ha齿根圆直径dfdf1=d1+2hfdf2=d2+2hf蜗杆导程角γ1γ1=arctan（mz/d1）

涡轮螺旋角β

β=γ1中心距aa=（d1+d2）/2二、蜗杆传动主要参数和几何尺寸

4．蜗杆传动的正确啮合条件和齿轮传动一样，蜗杆传动的几何尺寸也以模数为主要计算参数。蜗杆和蜗轮啮合时，在中间平面上，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即ma1=mt2=m；αa1=at2=α。

任务四蜗杆传动

二、蜗杆传动主要参数和几何尺寸

5．蜗杆机构中蜗轮转动方向的判定蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆旋转一周，蜗轮转过一个齿，若蜗杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过两个齿。蜗轮的旋转方向，不仅与蜗杆的旋转方向有关，而且还与蜗杆的螺旋方向有关。当已知蜗杆的旋转方向及螺旋方向后，可判定蜗轮的旋转方向:当蜗杆是右旋(或左旋)时，伸出右手(或左手)半握拳，用四指顺着蜗杆的旋转方向，这时与大拇指指向相反，就是蜗轮的旋转方向，如下图7-35所示。任务四蜗杆传动

（a）右旋蜗杆：右手法则

（b）左旋蜗杆：左手法则图7-35蜗轮蜗杆转动方向的判断任务四蜗杆传动三、蜗杆传动的材料和结构1．蜗杆传动的材料选择蜗杆传动常用的材料选择如表7-7所示等。涡轮材料适用的滑动速度v/(m•s-1)蜗杆材料适用场合ZCuSn10P1

20CrMnTi2渗碳淬火20Cr减摩性好，抗胶合能力强，用于重要场合，但价格昂贵。ZCuSn5Pb5Zn5

45高频淬火40CrZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3Mn2

45高频淬火40Cr抗胶合能力比锡青铜差，但抗点蚀能力强，且价格便宜。HT150HT200

45调制各种性能远不如前几种材料，但价格低，适用于滑动速度较小且不重要的传动场合。任务四蜗杆传动三、蜗杆传动的材料和结构2．蜗杆蜗轮的结构蜗杆直径较小，常和轴制成一个整体，结构形式如图7-36所示（a）车制蜗杆

（b）铣制蜗杆图7-36蜗杆的结构形式任务四蜗杆传动三、蜗杆传动的材料和结构2．蜗杆蜗轮的结构按材料和尺寸的不同，蜗轮的结构分为多种形式，如图7-37所示。（a）齿圈式

（b）螺栓连接式

（c）整体浇筑式

（d）镶铸式图7-37蜗轮蜗杆的结构形式任务四蜗杆传动四、蜗杆传动的润滑2．蜗杆蜗轮的结构蜗杆传动所采用的润滑油、润滑方法及润滑装置与齿轮传动的基本相同。蜗杆传动的润滑油粘度和润滑方法如表7-8所示。滑动速度v/(m·s-1)

工作条件重载重载中载————————粘度γ40℃/mm2·s-190050035022025010080润滑方法浸油浸油或喷油压力喷油润滑及其油压/(N·mm-1)0.070.20.3任务四蜗杆传动五、蜗杆传动的失效形式蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相似，但是蜗杆传动的两轴成空间90°相错，所以在蜗杆传动中蜗杆、蜗轮的齿廓间将产生较大的相对滑动摩擦、磨损和发热严重，使蜗杆传动失效。由于蜗轮材料的强度往往低于蜗杆材料的强度，所以失效大多发生在蜗轮轮齿上。常分类如下：1．磨损失效蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮之间的接触面积较小，容易发生磨损。当磨损达到一定程度时，会导致传动效率下降、噪音增大、甚至出现卡死等故障。2．蜗杆变形失效蜗杆传动中，蜗杆承受着较大的轴向力和弯曲力，容易发生变形。任务四蜗杆传动五、蜗杆传动的失效形式3．蜗轮齿面疲劳失效蜗轮齿面在传动过程中承受着较大的接触应力和弯曲应力，容易发生疲劳失效。当蜗轮齿面出现裂纹或断裂时，会导致传动效率下降噪音增大、甚至出现卡死等故障。4．蜗杆轴承失效蜗杆传动中，蜗杆轴承承受着较大的径向力和轴向力，容易发生磨损和损坏。当蜗杆轴承失效时，会导致蜗杆与轴承之间的间隙增大，从而影响传动效率和稳定性。任务四蜗杆传动总结蜗杆传动蜗杆传动的组成、类型和特点蜗杆传动主要参数和几何尺寸组成类型特点模数m和压力角蜗杆头数z1，蜗轮齿数z2和传动比i圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算蜗杆传动的正确啮合条件蜗杆机构中蜗轮转动方向的判定蜗杆传动的材料和结构蜗杆传动的材料选择蜗杆蜗轮的结构蜗杆传动的润滑蜗杆传动的失效形式磨损失效蜗杆变形失效蜗轮齿面疲劳失效蜗杆轴承失效轮系传动任务五任务五轮系传动任务描述一辆别克GL8，驾驶员反映当变速杆位于D位时，加速无力，车辆只能慢慢移动，同时发动机转速只能达到1500r/min左右，类似于做失速试验；N位时车辆前行；无R、1、2位。故障排除用诊断仪读取故障码为P1811“最大适配值和换挡时间过长”。怠速时测量有关运行参数，发现输入轴转速在P或N位时为0。解体并拆检变速器，发现有两处异常:一是行星齿轮机构整体卡死，不能分开和转动；二是4挡制动器摩擦片烧损。任务五轮系传动分析据车主讲，此车在高速行驶过程中突然听到前部发出异响，随即像制动一样自行减速。停车后检查车辆外观没有漏油，也没有其他异常，再次起动车辆后，便出现了以上故障。由测量结果分析，变速器输入轴在P/N位时被制动，可能原因有输入轴被卡死或在P/N位时有某挡位结合，这说明变速器内有机械性损坏。

作为4S店维修接待服务人员，需要发扬工匠精神，努力判断异响的原因，为客户解决行星齿轮机构的问题。针对自动变速器的机械故障，需要学习和掌握哪些轮系的相关知识？一、轮系分类1.定轴轮系齿轮系运转时，所有齿轮的轴线位置保持固定的齿轮系，称为定轴轮系，如图7-38所示的汽车手动变速器就是典型的定轴轮系，驾驶人通过操纵变速杆直接操纵变速器换挡机构，选择不同挡位的传动齿轮进行变速。任务五轮系传动图7-38汽车手动变速器定轴轮系一、轮系分类定义：齿轮系运动中，至少有一个齿轮的轴线围绕另一个齿轮的固定轴线旋转的齿轮系称为周转轮系。组成：周转轮系由中心轮（太阳轮）、齿圈、行星轮、系杆H（也称行星架或转臂）、机架几部分组成。如图7-39所示。1）中心轮，具有固定几何轴线的齿轮（外齿中心轮称太阳轮，内齿中心轮称齿圈）。2）行星轮，除绕自身轴线自转外，还随系杆Ｈ绕中心轮公转的齿轮。3）系杆，支撑行星轮并和行星轮一起绕固定轴线回转的构件，也称行星架或转臂。

任务五轮系传动图7-39行星齿轮结构组成2．周转轮系二、齿轮系的功用任务五轮系传动齿轮系在大多数机械传动中，将主动轴的较快转速转变为从动轴的较慢转速，或者将主动轴的一种转速变换为从动轴的多种转速，或者改变从动轴的旋转方向。其功用大致可分为:1．可实现大的传动比。2．可实现较远距离的两轴之间的传动。3．可实现变速的要求。4．可改变从动轴回转方向。5．可实现运动的合成和分解。具体到汽车中的手动变速器具有三种功能:1．改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，适应复杂的道路条件；2．提供倒挡，在发动机工作旋转方向不改变的情况下，使汽车能够倒向行驶；3．利用空挡，中断动力传递，以便发动机起动、怠速变换挡位或进行动力输出。三、定轴轮系传动比计算任务五轮系传动齿轮系中，输入轴与输出轴之间的转速或角速度之比，称为齿轮系的传动比。传动比的计算包括传动比大小的计算和确定输入轴与输出轴的转向关系。当一对齿轮啮合时，传动比为：i12＝n1/n2＝ω1/ω2＝±Z2/Z1（4）式中:ω1、ω2———主动轮、从动轮角速度rad/s；n1、n2———主动轮、从动轮转速r/min；Z2、Z1———主动轮、从动轮齿数。两轴转向相同时的内啮合传动比为正值，反之为负值。

1．一对齿轮啮合传动比

图7-40

齿轮啮合三、定轴轮系传动比计算任务五轮系传动齿轮系中，输入轴与输出轴之间的转速或角速度之比，称为齿轮系的传动比。传动比的计算包括传动比大小的计算和确定输入轴与输出轴的转向关系。齿轮系中主动轴与从动轴间的转速或角速度之比，称为齿轮系的传动比。定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，其大小等于各对啮合齿轮中所有从动齿轮齿数的连乘积与所有主动齿轮齿数的连乘积之比。即

2．定轴轮系传动比大小的确定三、定轴轮系传动比计算任务五轮系传动如图7-41所示，定轴轮系的转向可以表示为（1）用“＋”、“－”表示只适用于平面定轴轮系，两轮转向相反，用“－”表示，两轮转向相同，用“＋”表示，一对外啮合齿轮，其传动比前应加“－”号，一对内啮合齿轮，其传动比前应加“＋”。（2）画箭头“→”表示外啮合时：两箭头同时指向(或远离)啮合点，头头相对或尾尾相对；内啮合时：两箭头同向。该方法对平面定轴轮系和空间定轴轮系均适用。

3．定轴轮系转向的确定图7-41定轴轮系的转向三、定轴轮系传动比计算任务五轮系传动齿轮系中，若末端带有齿条传动，则齿条传动部分把齿轮的转动转换为齿条的移动,从而把转动转化为移动。由齿条传动的相关知识可知，齿条的移动速度就等于与之啮合的小齿轮线速度。小齿轮线速度可通过其转速计算，即U=πmzn。式中u-齿条移动速度;m-齿条模数;z-与齿条合的齿轮齿数;n--与齿条啮合的小齿轮的转速而与齿条啮合的小齿轮的转速n又可以通过轮系的传动比进计算。如果要计算齿条的移动距离，则计算公式可改为:L=πmZNN-与齿条啮合的小齿轮的转动圈数。

4．末端为齿条传动的齿轮系的转换四、周转轮系的传动比任务五轮系传动轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置不固定而是绕某一固定轴线回转，则称该轮系为周转轮系在周转轮系中，两中心轮和行星架的回转轴线一定要重合，否则齿轮系无法转动。用作动力传动的周转轮系通常都具有多个行星轮，并使其均匀分布在轮的四周，如图7-42所示。。

1．周转轮系的结构图7-42周转轮系

1-太阳轮2-行星轮

3-齿圈四、周转轮系的传动比任务五轮系传动周转轮系又有差动轮系和行星轮系之分。（1）差动轮系中心轮转速都不为零的周转轮系称为差动轮系。差动轮系是一种用于汽车、机器人、机械设备等的传动系统，主要由驱动轴、差速器轮毂组成。差动轮系能够使驱动的两个轮子分别在不同的转速下快速自由地旋转，从而使车辆在行驶时更加平稳。当车辆行驶过程中需要过弯或有一个轮子与路面的摩擦力不够强时，