《机械基础》第一章 机械传动解读Word格式文档下载.docx
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2.2腹板式
2.3孔板式
2.4轮辐式
3、V带传动的主要参数
Ø
顶宽b：
V带横截面中梯形轮廓的最大宽度
中性层：
V带绕带轮弯曲时，其长度和宽度保持不变的层面。
节宽bp：
中性层的宽度
高度h：
梯形轮廓的高度
相对高度h/bp：
带的宽度与其节宽之比
3.1V带带轮的基准直径dd
V带带轮的基准直径dd——带轮上与所配用V带的节宽bp相对应处的直径。
3.2V带传动的传动比i
dd1——主动轮基准直径，mm
dd2——从动轮基准直径，mm
n1——主动轮的转速，r/min
n2——从动轮的转速，r/min
3.3包角——带与带轮接触弧所对应的圆心角。
包角的大小反映了带与带轮轮缘表面间接触弧的长短。
3.4中心距a
中心距——两带轮中心连线的长度。
3.5带速v
带速太低，在传递功率一定时，所需圆周力增大，会引起打滑。
带速太高，离心力又会使带与带轮间的压紧程度减小，传动能力降低。
3.6V带的根数Z
根数多，传递功率大。
根数过多，受力会不均匀。
3、普通V带的标记
中性层——V带绕带轮弯曲时，其长度和宽度均保持不变的层面。
基准长度Ld——在规定的张紧力下，沿V带中性层量得的周长，又称为公称长度。
标记示例：
5、V带传动的安装维护及张紧装置
5.1V带传动的安装与维护
5.2V带传动的张紧装置
三、新型带传动的应用
1、同步带在A8汽车上的应用
同步带传动是依靠同步带齿与同步带轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑动，从而使圆周速度同步（故称为同步带传动）。
2、新型带传动技术在石油行业的应用
同步带传动的组成
同步带传动一般是由同步带轮和紧套在两轮上的同步带组成。
同步带内周有等距的横向齿。
【课后总结】
第二节链传动
1、滚子链的主要参数。
2、计算链传动的平均传动比。
3、链传动的安装与维护。
本节内容主要以预习练习为主，辅助教师对思考题讲解总结达到学生掌握知识要点的目的。
一、链传动的概述
链传动的组成主动链轮链条从动链轮。
1．链传动的传动比
2、链条的类型
3、链传动的应用特点
3.1链传动的优点
（1）能保证准确的传动比。
（2）传动功率大。
（3）传递的效率高，一般可达0.95—0.98。
（4）可用于两轴中心距较大的场合。
（5）能在低速、重载荷高温条件下，以及尘土飞扬、淋水、淋油等不良条件下工作。
（6）作用在轴或轴承上的力小。
二、滚子链（套筒滚子链）
1．滚子链的结构
●内链板
●外链板
●销轴
●套筒
●滚子
2．滚子链的主要参数
2.1节距——链条的相邻两销轴中心线之间的距离，以符号P表示。
说明：
链的节距越大，承载能力越强，但链传动的结构尺寸也会相应增大，传动的振动、冲击和噪声也越严重。
滚子链的承载能力与排数成正比，但排数越多，各排受力越不均匀，所以排数不能过多。
2.2节数——滚子链的长度用节数来表示。
链节数应尽量选取偶数。
2.3链条速度
链轮速度不宜过大，链条速度越大，链条与链轮间的冲击力也越大，会使传动不平稳，同时加速链条和链轮的磨损。
一般要求链条速度不大于15m/s。
2.4链轮的齿数
为保证传动平稳，减少冲击和动载荷，小链轮齿数z1不宜过小，一般z1应大于17。
大链轮的齿数z2也不宜过多，齿数过多除了增大传动尺寸和质量外，还会出现跳齿和脱链现象，通常z2应小于120。
由于链节数常取偶数，为使链条与链轮轮齿磨损均匀，链轮齿数一般应取与链节数互为质数的奇数。
3．滚子链的标记
链号－排数－链节数标准编号
二、齿形链
由一组带有齿的内、外链板左右交错排列，用铰链连接而成。
三、滚子链的安装与维护
1、安装注意事项：
a.两链轮的传动平面应在同一平面内，两轴线必须平行。
b.链轮在轴上必须保证周向和轴向固定，最好成水平布置。
c.套筒滚子链接头形式有开口销和弹簧夹固定
2、链传动的维护：
第三节齿轮传动
1、渐开线标准直齿圆柱形齿轮的的基本参数和几何尺寸的计算方法。
2、齿轮传动比。
3、斜齿圆柱形齿轮和直齿圆柱形齿轮的正确啮合条件。
4、齿轮传动的维护方法
本节内容主要以预习练习为主，辅助教师对课题知识的讲解达到学生掌握知识要点的目的。
一、齿轮传动的概述
利用齿轮副来传递运动和（或）动力的一种机械传动。
1、齿轮传动的常用类型与应用（P27页）
2．应用优缺点：
2.1优点
●能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确可靠
●传递的功率和圆周速度范围较宽
●结构紧凑、可实现较大的传动比
●传动效率高，使用寿命长，维护简便
2.2缺点
●
运转过程中有振动、冲击和噪声
●齿轮安装要求较高
n1、n2——主、从动轮的转速，r/min；
z1、z2——主、从动轮齿数。
不能实现无极变速
●不适宜用在中心距较大的场合
3、齿轮传动的传动比
齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，也等于两齿轮齿数之反比
二、渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数和几何尺寸计算
1、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称
2、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
2.1标准齿轮的齿形角α
2.2齿数z
一个齿轮的轮齿总数。
2.3模数m
齿距p除以圆周率π所得的商，即m＝p/π。
模数已经标准化。
齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，轮齿也越大，承载能力越大。
2.4齿顶高系数ha*
对于标准齿轮，规定ha=ha*m。
ha*称为齿顶高系数。
我国标准规定：
正常齿ha*＝1。
2.5顶隙系数c*
当一对齿轮啮合时，为使一个齿轮的齿顶面不与另一个齿轮的齿槽底面相抵触，轮齿的齿根高应大于齿顶高，即应留有一定的径向间隙，称为顶隙，用c表示。
对于标准齿轮，规定c＝c*m。
c*称为顶隙系数。
正常齿c*＝0.25。
3、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
名称
代号
计算公式
齿形角
α
标准齿轮为20°
齿数
z
通过传动比计算确定
模数
m
通过计算或结构设计确定
齿厚
s
s=p/2=πm/2
齿槽宽
e
e=p/2=πm/2
齿距
p
p=πm
基圆齿距
pb
pb=pcosα=πmcosα
齿顶高
ha
ha=ha*m=m
齿根高
hf
hf=（ha*+c*）m=1.25m
齿高
h
h=ha+hf=2.25m
分度圆直径
d
d=mz
齿顶圆直径
da
da=d+2ha=m（z+2）
齿根圆直径
df
df=d-hf=m（z-2.5）
基圆直径
db
db=dcosα
标准中心距
a
a=（d1+d2）/2=m（z1+z2）/2
齿数比
u
u=z2/z1
4、渐开线直齿圆传动的正确啮合条件
4.1模数相等
4.2分度圆上的齿形角相等
三、直齿内啮合的简介：
四、其他齿轮传动简介
1、斜齿圆柱齿轮传动
1.1.斜齿圆柱齿轮的形成
当发生面沿基圆柱作纯滚动时，直线BB形成的一个螺旋形的渐开线曲面，称为渐开线螺旋面。
βb称为基圆柱上的螺旋角。
1.2、斜齿圆柱齿轮传动的啮合性能
●轮齿的接触线先由短变长，再由长变短，承载能力大，可用于大功率传动。
●轮齿上的载荷逐渐增加，又逐渐卸掉，承载和卸载平稳，冲击、振动和噪声小。
●由于轮齿倾斜，传动中会产生一个轴向力。
●斜齿圆柱齿轮在高速、大功率传动中应用十分广泛。
1.3、斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸
端面：
垂直于齿轮轴线的平面，用t作标记
法面：
与轮齿齿线垂直的平面，用n作标记。
β：
斜齿圆柱齿轮螺旋角
判别方法：
将齿轮轴线垂直放置，轮齿自左至右上升者为右旋，反之为左旋。
1.4斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件
法面模数（法向齿距除以圆周率π所得的商）相等，即mn1=mn2=m
●法面齿形角（法平面内，端面齿廓与分度圆交点处的齿形角）相等，即αn1=αn2=α
●螺旋角相等、旋向相反，即β1=-β2
2、直齿圆锥齿轮传动
以大端的参数作为标准参数。
应满足的条件：
●大端端面模数相等。
●大端齿形角相等。
五、渐开线齿轮失效形式
失效——齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面损坏等现象，齿轮失去了正常的工作
能力。
5.1齿面点蚀
引起原因：
很小的面接触、循环变化、齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹、微粒剥落下来而形成麻点。
避免措施：
提高齿面硬度。
5.2齿面胶合
高速和低速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合。
引起原因：
低速重载、齿面压力过大。
避免措施：
减小载荷，减少启动频率。
5.3齿面磨损
齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。
触表面间有较大的相对滑对，产生滑动摩擦。
提高齿面硬度，降低表面粗糙度，改善润滑条件，加大模数，尽可能用闭式齿轮传动结构代替开式齿轮传动结构。
5.4齿面塑变
当齿轮的齿面较软，在重载情况下，可能使表层金属沿着相对滑动方向发生局部的塑性流动，出现塑性变形。
低速重载，齿面压力过大。
减小载荷，降低启动频率。
5．5轮齿折断
轮齿折断是开式传动和硬齿面闭式传动的主要失效形式之一。
短时意外的严重过载，超过弯曲疲劳极限。
选择适当的模数和齿宽，采用合适的材料及热处理方法，减小表面粗糙度值，降低齿根弯曲应力。
六、齿轮传动的维护方法：
1、及时清除齿轮啮合工作面的污物，保持齿轮清洁。
2.正确选用齿轮的润滑油（脂）按规定及时检查优质，定期换油。
3.保持齿轮工作在正常的润和状态。
4.经常检查齿轮传动的啮合状况，保持齿轮处于正常的传动状态。
5.禁止超速、超载运行。
第四节蜗杆传动
1、蜗杆传动的主要参数和啮合条件。
2、蜗杆传动中涡轮回转方向的判定方法。
一、蜗杆传动的概述
1、蜗杆传动的组成
蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，通常由蜗杆（主动件）带动蜗轮（从动件）转动，并传递运动和动力。
（1）蜗杆结构：
蜗杆通常与轴合为一体。
（2）蜗轮结构
蜗轮常采用组合结构。
2、蜗杆的分类
按蜗杆形状
（1）圆柱蜗杆传动
（2）环面蜗杆传动（3）锥蜗杆传动
按蜗杆螺旋线方向
（1）左旋蜗杆
（2）右旋蜗杆
按蜗杆头数
（1）单头蜗杆
（2）多头蜗杆
3.蜗杆传动的特点
结构紧凑、单级传动比大（一般达8--80），承载能力大，传动平稳、噪声小，容易实现自锁，但传动的效率低，通常用于功率不大或工作不连续的场合
二、蜗杆传动的主要参数和啮合条件
在蜗杆传动中，其几何参数及尺寸计算均以中间平面为准。
通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为中间平面。
1、蜗杆传动的主要参数
●1．模数m、齿形角α
●2．蜗杆分度圆导程角γ
●3．蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q
●4．蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
●5．蜗杆传动的传动比i
（1）模数m、齿形角α
●蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等，且为标准值。
mx1＝mt2＝m
●蜗杆的轴面齿形角αx1和蜗轮的端面齿形角αt2相等，且为标准值。
αx1＝αt2＝α＝20°
（2）．蜗杆分度圆导程角γ
指蜗杆分度圆柱螺旋线的切线与端平面之间的锐角。
γ=arctan（z1px/πd1）=arctan（z1m/d1）
（3）蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q
切制蜗轮的滚刀，其分度圆直径、模数和其他参数必须与该蜗轮相配的蜗杆一致，齿形角与相配的蜗杆相同。
为了使刀具标准化，限制滚刀的数目，对一定模数m的蜗杆的分度圆直径d1作了规定，即规定了蜗杆直径系数q，且q=d1/m。
（4）蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2
蜗杆头数z1：
根据蜗杆传动传动比和传动效率来选定，一般推荐选用z1=1、2、4、6。
蜗轮齿数z2：
根据z1和传动比i来确定。
一般推荐z2=29～80。
2、蜗杆传动的正确啮合条件
●1．在中间平面内，蜗杆的轴面模数mx1和蜗轮的端面模数mt2相等。
即：
mx1＝mt2
●2．在中间平面内，蜗杆的轴面齿形角αx1和蜗轮的端面齿形角αt2相等。
αx1＝αt2
●3．蜗杆分度圆导程角γ1和蜗轮分度圆柱面螺旋角β2相等，且旋向一致。
γ1＝β2
三、蜗轮回转方向的判定
1判断蜗杆或蜗轮齿的旋向右手法则：
右手法则：
手心对着自己，四指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若齿向与右手拇指指向一致，则该蜗杆或蜗轮为右旋，反之则为左旋。
2、判断蜗轮的回转方向
左、右手法则：
左旋蜗杆用左手，右旋蜗杆用右手，用四指弯曲表示蜗杆的回转方向，拇指伸直代表蜗杆轴线，则拇指所指方向的相反方向即为蜗轮上啮合点的线速度方向。
四、蜗杆传动的失效形式和维护措施
1、蜗杆传动的失效形式
蜗杆传动与齿轮传动相似，失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿根折断等。
一般开式传动的实效形式主要是润滑不良、润滑不清洁造成的轮齿面磨损；
润滑良好的闭式传动的失效形式主要是涡轮齿面胶合。
2、蜗杆传动的维护措施
（1）润滑
目的：
减摩与散热，以提高蜗杆传动的效率，防止胶合及减少磨损。
润滑方式：
油池润滑、喷油润滑。
小结
1．蜗杆传动的组成：
蜗杆（主动件）、蜗轮（从动件）。
2．蜗杆传动的类型和应用特点。
3．蜗轮回转方向的判定方法。
4．蜗杆传动的主要参数：
模数m齿形角α、蜗杆分度圆导程角γ、蜗杆分度圆直径d1、蜗杆直径系数q、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2、及蜗轮分度圆柱面螺旋角β2。
5．蜗杆传动的正确啮合条件。
6．蜗杆传动的润滑及散热方式。
第五节螺旋传动
4、螺旋传动的工作原理、特点和应用的形式；
5、螺纹连接的主要类型、防松方法；
3、普通螺旋传动的移动距离、移动方向；
本节内容主要以预习练习为主，利用PPT辅助教师对课堂讲解达到学生掌握知识要点的目的。
一、螺纹的类型、特点及应用
分类方式一：
按螺纹牙型分类
三角形螺纹矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹
分类方式二：
按螺旋线的方向分类
右旋螺纹左旋螺纹
分类方式三：
按螺旋线的线数分类
单线螺纹多线螺纹
分类方式四：
按螺旋线形成的表面分类
内螺纹外螺纹
二、螺纹联的主要类型、应用及结构
螺纹联接的联接零件大多已标准化，常用的有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈等。
三、螺纹联接的防松方法
当承受振动、冲击、交变载荷或温度变化很大时，联接就有可能松脱。
为了保证联接安全可靠，尤其是重要场合下的螺纹联接，应用时必须考虑防松问题。
●螺纹联接常用的防松方法有利用摩擦力防松、机械元件防松和破坏螺纹副运动关系三种形式。
●螺纹联接常用的防松方法
四、螺旋传动的应用形式
1、普通螺旋传动应用形式
●螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动
●螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动
●螺杆回转，螺母作直线运动
●螺母回转，螺杆作直线运动
2、双螺旋传动
●螺母（螺杆）不动，螺杆（螺母）回转并移动
3．普通螺旋传动直线移动距离的计算
L=NPh
L——螺杆（螺母）移动距离，mm；
N——回转周数，r；
Ph——螺纹导程，mm。
【例1】普通螺旋传动中，已知左旋双线螺杆的螺距为8mm，若螺杆按图示方向回转两周，螺母移动多少距离？
方向如何？
【例2】微调螺旋传动中，通过螺杆的转动，可使被调螺母产生左、右微量调节。
设螺旋副A的导程PhA为1mm，右旋。
要求螺杆按图示方向转动一周，被调螺母向左移动0.2mm，求螺旋副B的导程PhB并确定其旋向。
第六节轮系
6、定轴轮系的传动路线和各轮转向的判定方法；
7、惰轮的应用；
3、定轴轮系的传动比；
一、轮系分类及其应用特点
轮系——由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统。
1、轮系的分类
（1）．定轴轮系
当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线位置相对于机架固定不变，也称普通轮系。
（2）．周转轮系
轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对于机架的位置是不固定的，而是绕另一个齿轮的几何轴线转动。
行星轮系——有一个中心轮的转速为零的周转轮系。
行星轮——同时与中心轮和齿圈啮合，既作自转又作公转的齿轮。
行星架——支承行星轮的构件。
中心轮——位于中心位置且绕轴线回转的内齿轮或外齿轮。
差动轮系——中心轮的转速都不为零的周转轮系。
3．混合轮系
在轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系。
2、轮系的应用特点
（1）可获得很大的传动比
一对齿轮传动的传动比不能过大（一般i12=3~5，imax≤8），而采用轮系传动可以获得很大的传动比，以满足低速工作的要求。
（2）可作较远距离的传动
两轴中心距较大时，如用一对齿轮传动，则两齿轮的结构尺寸必然很大，导致传动机构庞大。
（3）可以方便地实现变速和变向要求
滑移齿轮变速机构
（4）可以实现运动的合成与分解
采用行星轮系，可以将两个独立的运动合成为一个运动，或将一个运动分解为两个独立的运动。
见：
汽车后桥差速器
二、定轴轮系传动比计算
1、定轴轮系中各轮转向的判断
当首轮（或末轮）的转向为已知时，其末轮（或首轮）的转向也就确定了，齿轮转向可以用标注箭头的方法表示。
圆柱齿轮啮合—外啮合
转向用画箭头的方法表示，主、从动轮转向相反时，两箭头指向相反。
圆柱齿轮啮合—内啮合
主、从动轮转向相同时，两箭头指向相同。
锥齿轮啮合传动
两箭头指向相背或相向啮合点。
蜗杆啮合传动
两箭头指向按第五章讲过的规定标注。
轮系中各齿轮轴线相互平行时，其任意级从动轮的转向可以通过在图上依次标注箭头来确定，也可以通过数外啮合齿轮的对数来确定。
若外啮合齿轮的对数是偶数，则首轮与末轮的转向相同；
若为奇数，则转向相反。
轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆或齿轮齿条时，只能用标注箭头的方法表示。
2、传动比
（1）传动路线
两级齿轮传动装置
【例1】分析如图所示轮系传动路线。
（2）．传动比计算
轮系的传动比等于首轮与末轮的转速之比，也等于轮系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。
【例2】如图所示轮系，已知各齿轮齿数及n1转向，求i19并判定n9转向。
【例3】已知z1=24，z2=28，z3=20，z4=60，z5=20，z6=20，z7=28，齿轮1为主动件。
分析该轮系的传动路线并求传动比i17；
若齿轮1转向已知，试判定齿轮7的转向。
3、惰轮的应用
在轮系中既是从动轮又是主动轮，对总传动比毫无影响，但却起到了改变齿轮副中从动轮回转方向的作用，像这样的齿轮称为惰轮。
惰轮常用于传动距离稍远和需要改变转向的场合。
三、定轴轮系中任意从动齿轮的转速计算
1、任意从动齿轮的转速计算
【例4】已知：
z1=26，z2=51，z3=42，z4=29，z5=49，z6=36，z7=56，z8=43，z9=30，z10=90，轴Ⅰ的转速nI=200r/min。
试求当轴Ⅲ上的三联齿轮分别与轴Ⅱ上的三个齿轮啮合时，轴Ⅳ的三种转速。
小结
1．轮系的概念及分类。
2．轮系的应用特点。
3．定轴轮系中各轮转向的判断。
4．定轴轮系的传动比计算。
5．定轴轮系中任意从动轮转速的计算。
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