第五章：机械传动课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/1/18,#,2024/8/8,1,第一节：带传动,一、带传动的工作原理及类型,二、带传动的特点和应用,三、带传动的受力分析与打滑现象,四、带传动中的弹性滑动与传动比,五、,V,型带及带轮,2023/8/11第一节：带传动一、带传动的工作原理及类型,2024/8/8,2,一、带传动的工作原理及类型,带传动的组成,主动轮、从动轮、传动带。,传动带按其截面形状分类,平带、,V,型带、圆带、同步带。,传动的类型,开口传动；交叉传动；角度传动。,2023/8/12一、带传动的工作原理及类型带传动的组成,2024/8/8,3,二、带传动的特点和应用,适用,通常用于传递中小功率；常用于多级传动中的高速级；传动比,i7,，传动效率,=0.940.97,。,优点,中心距较大的传动；过载时，出现打滑，起到过载保护作用；结构简单，制造、安装精度低，成本低。,2023/8/13二、带传动的特点和应用适用,2024/8/8,4,缺点,传动装置尺寸较大；,不能保证准确的传动比；,带的寿命较短；,传动效率较低。,2023/8/14缺点,2024/8/8,5,三、带传动的受力分析与打滑现象,带传动的受力分析,带传动的打滑现象,影响圆周力的因素,2023/8/15三、带传动的受力分析与打滑现象带传动的受力,2024/8/8,6,带传动的受力分析,F,0,F,0,O,1,O,2,F,0,F,0,a,静止时，带两边的拉力都等于初拉力,F,0,2023/8/16带传动的受力分析,2024/8/8,7,n,1,F,2,F,2,n,2,F,f,O,1,O,2,F,f,F,1,F,1,a,啟动时，,F,1,-F,0,=F,0,-F,2,主动轮，,F,2,+F,f,=F,1,从动轮，,F,1,=F,f,+F,2,圆周力，,F,e,=F,1,-F,2,2023/8/17 n1,2024/8/8,8,啟动时，,F,1,-F,0,=F,0,-F,2,所以，,F,0,=,（,F,1,+F,2,）,/2,（,1,）,圆周力，,F,e,=F,f,=F,1,-F,2,（,2,）,由（,1,）式减（,2,）式，得,F,2,=F,0,-F,e,/2,F,1,=F,0,+F,e,/2,2023/8/18 啟动时，F1-F0=F0-F2,2024/8/8,9,带传动的打滑现象,因为，,P=F,e,v,若,v,一定，,P,增大时，圆周力,F,e,也增大。但在具体条件下，摩擦力,F,f,是有一极限值，相应的带传递功率,P,也有一定值。,当带传递的功率超过此定值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑时，带和从动轮不能正常转动，甚至完全不动，使传动失效。打滑将造成带的严重磨损。,2023/8/19带传动的打滑现象 因为,2024/8/8,10,影响圆周力的因素,根据欧拉公式：,F,1,=F,2,e,f,圆周力，,F,e,=F,f,=F,1,-F,2,以及,F,2,=F,0,-F,e,/2,由上式可知，影响圆周力的因素有：,初始拉力,F,0,、包角,、摩擦系数,f,。,2023/8/110影响圆周力的因素 根据欧拉,2024/8/8,11,四、带传动中的弹性滑动与传动比,带的弹性滑动,带传动的传动比,2023/8/111四、带传动中的弹性滑动与传动比带的弹性滑,2024/8/8,12,带的弹性滑动,v,主,v,带,v,从,，这是带传动正常工作时,固有的特性，无法避免。,带的弹性滑动就是带一边绕行主动轮，一边徐徐向后收缩。,2023/8/112带的弹性滑动 v主v带v从,2024/8/8,13,带传动的传动比,由于弹性滑动的影响，从动轮的圆周速度,v,2,低于主动轮的圆周速度,v,1,，其降低量用滑动率,表示。,2023/8/113带传动的传动比 由,2024/8/8,14,因为,所以,若略去,，则,2023/8/114,2024/8/8,15,五、,V,型带及带轮,V,型带的结构,V,型带的型号和规格,V,型带轮的材料,V,型带轮的结构,2023/8/115五、V型带及带轮V型带的结构,2024/8/8,16,第二节：齿轮传动工作原理,一、齿轮传动的类型、特点及应用,二、传动比和齿廓曲线,三、渐开线齿廓,2023/8/116第二节：齿轮传动工作原理一、齿轮传动的类,2024/8/8,17,一、齿轮传动的类型、特点及应用,类型,按轴的相对位置划分；按齿向划分；按工作条件划分。,特点及应用,保证恒定的传动比，传动平稳；传动效率高；结构紧凑，寿命长；不适用于轴间距远的传动。,2023/8/117一、齿轮传动的类型、特点及应用类型,2024/8/8,18,二、传动比和齿廓曲线,传动比,o,1,a,1,r,1,n,v,k2,K,v,k1,b C,n,2,r,2,v,k1,=,1,O,1,K,z,v,k2,=,2,O,2,K,o,2,2023/8/118二、传动比和齿廓曲线传动比,2024/8/8,19,过,O,2,作,O,2,Z,nn，与O,1,K,的延长线交于,Z,点，因,Kab与KO,2,Z,的对应边互相垂直，所以,KabKO,2,Z,，故有,由上式可得,2023/8/119 过O2作O2Z,2024/8/8,20,又因,O,1,O,2,Z,O,1,CK,故有,由此得到,欲保证传动比,i,12,恒定，,O,2,C/O,1,C,应为常数。,2023/8/120又因O1O2ZO1CK故有,2024/8/8,21,互相啮合传动的一对齿廓，在任一瞬时的传动比，与连心线被其啮合齿廓在接点的公法线,nn,所分的两线段成反比。,齿廓公法线,nn,与两连心线的交点,C,称为啮合节点。,要保持恒定的传动比，则不论齿廓在任何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线,nn,必须与连心线交于定点,C,。,2023/8/121互相啮合传动的一对齿廓，在任一瞬时的传动,2024/8/8,22,三、渐开线齿廓,渐开线的形成,渐开线的性质,渐开线齿廓的啮合特性,2023/8/122三、渐开线齿廓渐开线的形成,2024/8/8,23,渐开线的形成,F,n,v,k,K,k,r,k,B,k,A o r,b,r,2023/8/123渐开线的形成,2024/8/8,24,渐开线的性质,1,、发生线长度等于基圆上被滚过的弧长，,即,BK=AB,；,2,、发生线即为渐开线在,K,点的法线；,3,、基圆越大，渐开线越平直；,4,、基圆以内无渐开线；,2023/8/124渐开线的性质1、发生线长度等于基圆上被滚,2024/8/8,25,5,、压力角,k,，为渐开线上某一点法线与,该点速度方向所夹之锐角。,规定,中国规定,标准齿轮,的压力角,=20,，（在,分度圆,上的压力角为之）。,2023/8/1255、压力角k，为渐开线上某一点法线与,2024/8/8,26,渐开线齿廓的啮合特性,1,、渐开线齿廓能保证定传动比,因为渐开线上任意一点都于基圆相切，所以，过两齿廓的接触点，作两齿廓的公法线与两齿轮的连心线交于定点。,常数,2023/8/126渐开线齿廓的啮合特性1、渐开线齿廓能保证,2024/8/8,27,2,、中心距可分性,由于齿轮加工完成后，其基圆半径已确定。即使在实际安装中，使两轮中心距稍有改变，也不会影响两轮的传动比。渐开线齿轮的这一传动特性，称为中心距可分性。,常数,2023/8/1272、中心距可分性,2024/8/8,28,3,、齿廓间正压力方向不变,过接触点齿廓的公法线总是两基圆的公切线，所以，在啮合的全过程中，所有接触点都在公切线上。称为齿轮传动啮合线。啮合线为直线，故齿廓间的正压力方向保持不变，因而传动平稳。,2023/8/1283、齿廓间正压力方向不变,2024/8/8,29,第三节：直齿圆柱齿轮传动,一、渐开线直齿圆柱齿轮及标准齿轮的,几何尺寸,二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动,三、根切现象、最少齿数和变位齿轮的概念,2023/8/129第三节：直齿圆柱齿轮传动一、渐开线直齿圆,2024/8/8,30,一、渐开线直齿圆柱齿轮及标准齿轮的几何尺寸,齿轮的各部分名称,标准齿轮,外啮合标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式,2023/8/130一、渐开线直齿圆柱齿轮及标准齿轮的几何尺,2024/8/8,31,齿轮的各部分名称,d,a,d,b,d,d,f,d,k,o,2023/8/131齿轮的各部分名称,2024/8/8,32,标准齿轮,在分度圆上齿厚,s,等于齿槽宽,e,，且齿顶高系数,h,a,与顶隙系数,c,为标准值，以及模数,m,也为标准值的齿轮，称为标准齿轮。此时有,2023/8/132标准齿轮 在分度圆,2024/8/8,33,外啮合标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式,见表,14-3,2023/8/133外啮合标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式,2024/8/8,34,二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动,正确啮合条件,标准中心距,渐开线齿轮连续传动的条件,2023/8/134二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动正,2024/8/8,35,正确啮合条件,要保证两对齿轮能同时在啮合线上接触，必须满足,即,所以,2023/8/135正确啮合条件 要保,2024/8/8,36,标准中心距,一对标准齿轮分度圆相切时的中心距，称为标准中心距。用,a,表示,a=r,1,+r,2,=r,1,+r,2,=m(z,1,+z,2,)/2,对于单一齿轮而言，只有分度圆，而无节圆。一对齿轮啮合时，才有节圆。节圆与分度圆可能重合，也可能不重合。,2023/8/136标准中心距 一对标,2024/8/8,37,渐开线齿轮连续传动的条件,两对齿廓啮合点间的距离,B,1,B,2,p,b,基节，方可保证一对齿下班时，另一对齿已准时或提前接班。,渐开线齿轮传动的重合度：,重合度高，则平稳性好，每对轮齿承受载荷越小。,2023/8/137渐开线齿轮连续传动的条件 两对齿廓啮,2024/8/8,38,三、根切现象、最少齿数和变位齿轮的概念,渐开线齿廓的切齿方法,根切现象和最少齿数,变位齿轮的概念,2023/8/138三、根切现象、最少齿数和变位齿轮的概念渐,2024/8/8,39,渐开线齿廓的切齿方法,有铸造、冲压、热扎法。而最常用的是切削法，有仿形法和范成法。,仿形法：用仿形刀具，逐个齿槽铣出。,范成法：利用一对齿轮相互啮合传动时，其两轮齿廓互为包络线的原理来加工齿轮。可同时加工多个齿槽，加工效率高。,2023/8/139渐开线齿廓的切齿方法,2024/8/8,40,根切现象和最少齿数,用范成法加工齿轮时，如果齿轮的齿数太少，则刀具的齿顶会将被切齿轮的齿根渐开线切去一部分。这种现象称为根切。,为避免发生根切现象，标准齿轮的齿数应有一个最少的限度。这个齿数称为最少齿数，用,z,min,表示。,2023/8/140根切现象和最少齿数,2024/8/8,41,当压力角,=20,及齿顶高系数h,a,=1,，,z,min,=17,。,当压力角,=20,及齿顶高系数h,a,=0.8,，,z,min,=14,。,2023/8/141 当压力角=20及齿顶高系数ha,2024/8/8,42,变位齿轮的概念,加工出齿数少于最少齿数而又不发生根切的齿轮即为变位齿轮，是非标准齿轮。,是通过刀具和齿轮坯相对位置的变位，加工出齿厚不等于齿槽宽的齿轮。,2023/8/142变位齿轮的概念 加工,2024/8/8,43,第四节：轮系,一、轮系的类型,二、传动比的计算,2023/8/143第四节：轮系一、轮系的类型,2024/8/8,44,一、轮系的类型,定轴轮系,周转轮系,混合轮系,2023/8/144一、轮系的类型定轴轮系,2024/8/8,45,二、传动比的计算,平面定轴轮系,空间定轴轮系,周转轮系,2023/8/145二、传动比的计算平面定轴轮系,