【大学课件】机械传动系统

机械传动系统概述机械传动系统是机械工程的核心组成部分，它负责将动力传递到执行机构，实现机械设备的运动和工作。传动系统的基本组成1动力源为传动系统提供动力的装置，例如发动机、电动机等。2传动机构将动力传递并改变运动形式的装置，例如齿轮、链条、皮带等。3工作机最终接受动力并完成工作任务的装置，例如车轮、轴、泵等。4控制装置控制传动系统工作状态的装置，例如离合器、制动器等。机械传动的基本类型齿轮传动通过齿轮啮合传递运动和动力的传动方式。链传动利用链条和链轮传递运动和动力的传动方式。皮带传动利用皮带和带轮传递运动和动力的传动方式。摩擦传动通过摩擦力传递运动和动力的传动方式。齿轮传动的基本概念和特点啮合原理齿轮传动通过齿轮之间的啮合实现运动和动力的传递。传动比齿轮传动比决定了输入轴与输出轴的转速比和扭矩比。效率齿轮传动效率较高，一般在90%以上，且传动平稳，噪音低。齿轮传动的基本参数常见的齿轮传动形式圆柱齿轮最常见的一种齿轮传动形式，广泛应用于各种机械设备中。锥齿轮用于改变传动轴线的相对位置，常用于汽车的差速器中。蜗轮蜗杆用于实现较大传动比，常用于起重机、机床等设备中。行星齿轮结构紧凑，传动比大，常用于汽车变速箱等设备中。齿轮传动系统的设计原理1强度计算确保齿轮在工作过程中不发生断裂或塑性变形2啮合性能保证齿轮啮合平稳，避免发生冲击和噪声3润滑选择合适的润滑剂，保证齿轮良好的润滑状态4制造精度齿轮的制造精度直接影响传动效率和寿命5安装精度保证齿轮安装精度，避免发生过早磨损齿轮传动系统的选型传动比选择合适的传动比可以优化传动效率和动力传递.齿轮材料不同的齿轮材料具有不同的强度和耐磨性，需要根据使用环境进行选择.齿轮精度高精度齿轮传动可以提高传动精度和降低噪声，但成本也更高.润滑方式选择合适的润滑方式可以延长齿轮寿命和提高传动效率.链条传动的基本结构和特点链条链条由许多链节组成，每个链节由两块链板和一个或多个滚子构成。链轮链轮是安装在轴上的齿轮，链条的滚子啮合在链轮的齿上。特点传动效率高承载能力强传动平稳链条传动系统的参数计算参数计算公式链条长度L=(Z1+Z2)/2+2C+(P/2)*(Z1-Z2)链轮中心距C=(L-(Z1+Z2)/2-(P/2)*(Z1-Z2))/2链速v=πdn=πDN链条功率P=(9550T)/(60η)皮带传动的基本结构和特点结构皮带传动系统主要由皮带、带轮、张紧装置和轴承等组成。特点皮带传动具有结构简单、传动平稳、噪音低、维护方便等优点，适合用于速度变化范围较大的传动场合。应用皮带传动广泛应用于各种机械设备中，例如汽车、电机、机床等。皮带传动系统的设计与选型1确定传动比根据负载要求和电机转速计算传动比2选择皮带类型考虑负载、速度、环境因素等选择合适的皮带类型3选择皮带轮根据皮带类型、传动比和负载确定皮带轮的尺寸和材料4计算皮带长度根据中心距、皮带轮直径计算所需的皮带长度5验证强度和寿命确保皮带系统能够承受负载，并满足预期使用寿命摩擦传动的基本原理和特点摩擦传动的基本原理摩擦传动利用两个相互接触的物体表面之间的摩擦力来传递运动和能量。特点结构简单，制造方便传动平稳，噪音低传动比可无级调节对工作环境要求较高，易磨损摩擦传动系统的应用汽车汽车发动机和车轮之间使用摩擦离合器和制动器，实现动力传递和控制。机械加工摩擦传动系统用于机床的夹紧机构、送料机构等，实现工件的夹紧和移动。起重机起重机利用摩擦离合器和制动器来控制重物的升降和移动。蜗轮蜗杆传动的基本结构和特点结构蜗轮蜗杆传动由蜗轮和蜗杆组成，蜗轮通常为圆柱形齿轮，而蜗杆则为螺旋形的螺杆。特点蜗轮蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、工作平稳、传动效率低、噪音较大等特点。蜗轮蜗杆传动系统的计算与设计载荷计算确定蜗轮蜗杆传动系统的输入扭矩和输出扭矩。参数选择选择合适的蜗轮蜗杆传动比、模数、齿数等参数。强度校核根据材料强度和载荷计算，进行强度校核，确保传动系统安全可靠。热平衡考虑传动过程中的热量产生和散热，保证传动系统正常工作。凸轮机构的基本工作原理凸轮轮廓凸轮的轮廓形状决定了从动件的运动规律。从动件从动件通过与凸轮的接触，按照凸轮轮廓的形状进行运动。推杆推杆将凸轮的运动传递给从动件，实现机械传动。凸轮机构的运动特性分析位移曲线描述从动件在凸轮旋转一周内的位移变化规律。速度曲线反映从动件在凸轮旋转一周内的速度变化规律。加速度曲线展示从动件在凸轮旋转一周内的加速度变化规律。凸轮机构的设计与应用设计原则根据运动规律和精度要求设计凸轮轮廓，选择合适的材料和加工工艺。应用领域广泛应用于自动化生产线、机床、内燃机、印刷机械等领域。离合器的基本原理和分类1连接和分离离合器是机械传动系统中的一种重要部件，它的主要作用是在动力传递过程中实现连接和分离。2摩擦力离合器通常利用摩擦力来实现连接和分离，通过控制摩擦力的大小来控制传动扭矩。3类型离合器主要分为摩擦式离合器和电磁离合器两种类型。离合器的工作特性和选型平稳接合和分离可控的传递扭矩过载保护制动器的基本工作原理和分类摩擦制动制动器通过摩擦力来减速或停止运动部件，最常见的类型。电磁制动利用电磁力来产生制动力，常用于需要快速响应和精确控制的场合。液压制动利用液压系统来传递制动力，常用于汽车和重型机械。气压制动利用压缩空气来传递制动力，常用于大型车辆和铁路运输。制动器的选型与计算1工况分析确定制动器的类型、尺寸和性能参数需要根据实际工况进行分析。2计算方法常用计算方法包括能量法、摩擦力矩法和动量法。3参数选择制动器选型需要根据计算结果选择合适的类型、尺寸和性能参数，确保制动效果和安全性。联轴器的基本类型和特点刚性联轴器结构简单，传动比准确，成本低，适用于轴线对中性要求高的场合。弹性联轴器具有缓冲、吸振、补偿轴线偏差的功能，适用于轴线对中性要求不高的场合。液力联轴器通过液体的流动传递扭矩，具有缓冲、吸振、过载保护等功能，适用于起动、制动平稳，冲击载荷大的场合。联轴器的强度计算和选用1扭矩联轴器需要承受的扭矩，确保其强度足以传递动力。2转速联轴器工作的转速，影响其工作时的离心力。3轴径联轴器连接的轴的直径，影响其尺寸和承载能力。4材料联轴器材料的选择，决定其强度和耐用性。机械传动系统的综合设计1功能需求确定传动系统的目标功能2参数选型选择合适的传动部件和参数3强度校核确保传动系统能承受负载4优化设计提高传动效率和可靠性机械传动系统的综合设计是一个系统工程，需要综合考虑多种因素，例如功能需求、传动精度、效率、可靠性、成本、体积、重量等等。设计过程通常包括功能需求分析、参数选型、强度校核、优化设计等步骤。机械传动系统的润滑与维护润滑的重要性润滑是保证机械传动系统正常运行的关键，它可以减少摩擦，降低磨损，延长使用寿命，提高传动效率。润滑油的选择应根据传动系统的类型、工作条件、环境温度等因素选择合适的润滑油，确保润滑油的粘度、抗氧化性、抗腐蚀性等性能指标符合要求。润滑方法常见的润滑方法包括油浴润滑、油脂润滑、油雾润滑、油气润滑等，应根据传动系统的结构和工作条件选择合适的润滑方法。机械传动系统的故障诊断与保养定期检查和分析传动系统的运行状况，并记录相关数据。根据分析结果进行必要的维护和保养，例如更换润滑油、清理污垢、检查零件磨损等。及时维修或更换损坏的零件，确保传动系统正常运行。机械传动系统的未来发展趋势智能化传感器、人工智能和云计算将被集成到传动系统中，实现自诊断、自优化和自适应控制，提高效率