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1、Y CF（中职）机械基础（少学时）第6 章教学课件第6 章机械传动 6.1 带传动 6.2 链传动 6.3 螺旋传动 6.4 齿轮传动 6.5 蜗杆传动 6.6 轮系返回6.1 带传动 6.1.1 带传动的组成与类型 1.带传动的组成 带传动一般由固连于主动轴上的带轮（主动轮）、固连于从动轴上的带轮（从动轮）和紧套在两轮上的挠性带组成，是通过带和带轮之间的摩擦力（摩擦型带传动）或啮合力（啮合型带传动）传递运动和动力的传动装置，如图6-1 所示。2.带传动的类型 根据工作原理不同，带传动分为摩擦型带传动（图6-1（a）和啮合型带传动（图6-1（b）两大类，具体带传动的类型及应用见表6-1。下一页
2、 返回6.1 带传动 6.1.2 V 带的结构与类型 1.V 带的结构 V 带是横截面为等腰梯形的传动带，工作面与轮槽的两侧面接触，带与轮槽底面不接触。常用的V 带有帘布芯结构和绳芯结构两种，如图6-2 所示。2.V 带的类型 常用的V 带有普通V 带、窄V 带、宽V 带等，它们的楔角（V 带两侧边的夹角）均为40。普通V 带已经标准化，按横截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E 七种型号，如图6-3 所示。在相同条件下，横截面尺寸越大，传递的功率越大。上一页 下一页 返回6.1 带传动 3.V 带的标记 V 带的标记由带型、基准长度和标准编号三部分组成，如A1400GB/T13575
3、.12008 表示A 型带、基准长度1400mm、标准编号为GB/T13575.12008。6.1.3 V 带带轮的结构与材料 1.V 带带轮的结构 V 带带轮的常用结构有实心式、腹板式、孔板式和轮辐式4 种，如图6-4 所示。2.V 带带轮的材料 V 带带轮常用的材料有铸铁、铸钢、铝合金、工程塑料等，其中灰铸铁应用最广。V 带带轮材料主要根据带速进行选择，见表6-2。上一页 下一页 返回6.1 带传动 6.1.4 V 带传动的参数 1.传动比i 机构中瞬时输入速度与输出速度的比值就是机构的传动比。对于带传动的传动比就是主动轮转速n1 与从动轮转速n2 之比，也是从动轮直径与主动轮直径之比，通
4、常用i12 表示：2.带轮的基准直径 V 带带轮的基准直径dd 是指带轮上与所配用V 带的节宽bp 相对应处的直径，如图6-5 所示。带轮基准直径是带传动的主要设计计算参数之一，dd 的数值已经标准化，应按国家标准选用标准系列值。普通V 带带轮的基准直径dd 标准系列值见表6-3。上一页 下一页 返回6.1 带传动 3.中心距 中心距是两带轮中心之间的距离，如图6-6 所示。两带轮的中心距一般在0.7 2 倍的（d1+d2）范围内。4.V 带的根数 V 带的根数影响到带的传动能力。根数多，传递功率就大，所以V 带传动中所需带的根数应按具体传递功率大小而定。但为了使各根带受力均匀，通常带的根数z
5、应小于7。6.1.5 V 带的安装与维护 1.V 带的安装要求 选用普通V 带时，要保证V 带型号与基准长度的正确性。上一页 下一页 返回6.1 带传动 V 带的张紧程度要适当。V 带在轮槽中应有正确的位置，如图6-7 所示。对V 带传动要定期检查并及时调整。V 带传动必须安装防护罩，以保证安全和V 带的清洁。2.V 带的张紧 带在传动中长期受拉力作用，必然要产生塑性变形而出现松弛现象，使其传动能力下降，因此，需要定期进行张紧，以恢复和保持必需的张紧力，保证带传动具有足够的传动能力。V 带传动常用的张紧方法有：上一页 下一页 返回6.1 带传动（1）通过改变中心距调整。当带处于竖直位置时，通过
6、旋转装置中的调整螺母，使电动机连同带轮一起绕摆动轴转动，使张紧力增加或减小，如图6-8（a）所示。当带处于水平位置时，通过旋转调整螺钉，使电动机连同带轮一起作水平移动，使张紧力增大或减小，如图6-8（b）所示。（2）利用张紧轮调整。通过改变重锤G 到转轴O 的距离来调整张紧力的大小，如图6-8（c）所示。上一页 返回6.2 链传动 6.2.1 链传动的组成与类型 1.链传动的组成 链传动是由链条和具有特殊齿形的链轮组成的传递运动和（或）动力的传动。它是一种具有中间挠性件（链条）的啮合传动。如图6-9 所示，当主动链轮1 回转时，依靠链条2 与两链轮之间的啮合力，使从动链轮3 回转，进而实现运动
7、和动力的传递。2.链传动的类型 链传动的类型很多，按用途不同，链传动可分为三类，具体类型及应用见表6-4。下一页 返回6.2 链传动 6.2.2 传动链的种类与结构 传动链的种类很多，最常用的是滚子链和齿形链。1.滚子链（1）滚子链的结构。滚子链又称为套筒滚子链，其结构如图6-10 所示。销轴与外链板、套筒与内链板分别组成外链节与内链节，销轴与套筒相配合构成外、内链节的铰链副（转动副），当链条屈伸时，内、外链节之间就能相对转动。（2）滚子链的接头形式。滚子链的长度用节数来表示。为了使链条的两端便于连接，链节数应尽量选取偶数，链接头处可用开口销或弹簧夹锁定。当链节数为奇数时，链接头需采用过渡链节
8、，如图6-12 所示。上一页 下一页 返回6.2 链传动（3）滚子链的标记。滚子链的标记由链号、排数、链节数和标准编号四部分组成，如08A-2-88GB/T12432006 表示滚子链的链号为08A（节距为12.70mm）、双排、88 个链节、标准编号为GB/T12432006。2.齿形链 齿形链的结构如图6-13 所示。齿形链与滚子链相比，传动平稳，速度高，承受冲击的性能好，噪声小，但结构复杂，装拆复杂，质量大，易磨损，成本高。（a）内导板；（b）外导板 齿形链CL08-22.5W-60 GB108552003 表示齿形链的链号为CL08（节距为12.70mm）、链宽22.5mm、60 个链
9、节、外导向形式、编号为GB108552003。上一页 下一页 返回6.2 链传动 6.2.3 链传动的参数 1.传动比 设主动链轮的齿数为z1，从动链轮的齿数为z2；主动链轮n1 与从动链动n2 的传动比为 2.节距 链条相邻两销轴中心线之间的距离称为节距（p），如图6-13 所示。节距是链的主要参数，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。因些，应用时尽可能选用小节距的链。上一页 下一页 返回6.2 链传动 6.2.4 链传动机构的装配 1.链传动机构的装配技术要求 两链轮轴线应相互平行，否则会加剧链条和链轮的磨损，降低传动平稳性并增加噪声
10、。两链轮之间轴向偏移量必须在要求范围内。一般两轮中心距小于500mm 时，允许轴向偏移量为1mm；两轮中心距大于500mm 时，允许轴向偏移量为2mm。链轮的跳动量必须符合要求，见表6-5。上一页 下一页 返回6.2 链传动 2.链条的张紧 链传动张紧的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。张紧方法主要有：（1）增大两链轮中心距，如自行车链条的张紧。（2）采用张紧装置进行张紧，如图6-14 所示。3.链传动的润滑 链传动时应充分进行润滑，常用的润滑方式选择如图6-15 所示。上一页 返回6.3 螺旋传动 6.3.1 螺纹的种类及应
11、用 螺旋传动是利用螺杆（丝杆）和螺母组成的螺旋副来实现传动的。螺纹的类型很多，除了可以实现传动外，还能对零件进行紧固连接。1.按螺纹牙型分类及应用 螺纹牙型是指通过轴线断面上的螺纹轮廓形状。根据牙型不同，螺纹可分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等，如图6-16所示。2.按螺旋线方向分类及应用 根据螺旋线的方向不同，螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹，如图6-17 所示。下一页 返回6.3 螺旋传动 3.按螺纹线的线数分类及应用 根据螺旋线的线数（头数），分为单线螺旋、双线螺纹和多线螺旋，如图6-18 所示。4.按螺纹线形成的表面分类 根据螺纹形成的表面，分为内螺纹和外螺纹，如图6-19 所
12、示。6.3.2 普通螺纹的主要参数及代号 1.普通螺纹的主要参数 普通螺纹的主要参数及定义见表6-6。2.螺纹的代号标注 常用螺纹的代号标注见表6-7、表6-8。上一页 下一页 返回6.3 螺旋传动 6.3.3 螺旋传动的应用 螺旋传动具有结构简单，工作连续、平稳，承载能力强，传动精度高等优点，广泛应用于各种机械和仪器中。常用的螺旋传动有普通螺旋传动、差动螺旋传动和滚珠螺旋传动，最常用的是普通螺旋传动。1.普通螺旋传动 由螺杆和螺母组成的简单螺旋副实现的传动称为普通螺旋传动。普通螺旋传动有4 种应用形式，见表6-9。2.差动螺旋传动 由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（即不一致）的螺
13、旋传动称为差动螺旋传动，如图6-21 所示。上一页 下一页 返回6.3 螺旋传动 3.滚珠螺旋传动 在普通螺旋传动中，由于螺杆与螺母牙侧表面之间的相对运动摩擦是滑动摩擦，因此，传动阻力大，摩擦损失严重，效率低。为了改善螺旋传动的功能，经常采用滚珠螺旋传动技术，用滚动摩擦来代替滑动摩擦。滚珠螺旋传动主要由滚珠、螺杆、螺母及滚珠循环装置组成，如图6-22 所示。滚珠螺旋传动具有滚动摩擦阻力小、摩擦损失小、传动效率高、传动运动稳定、动作灵敏等优点。但其结构复杂，外形尺寸较大，制造技术要求高，成本高。目前主要应用于精密传动的数控机床，以及自动控制装置、升降机构、精密测量仪器、车辆转向机构等对传动精度要
14、求较高的场合。上一页 返回6.4 齿轮传动 6.4.1 齿轮传动的类型及应用 齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和动力的一种机械传动。齿轮传动的类型及应用见表6-10。6.4.2 渐开线齿廓 1.渐开线的形成与性质 如图6-26 所示，动直线AB 沿着一固定的圆作纯滚动时，此动直线上任一点K 的运动轨迹CK 称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，其半径以rb表示，直线AB 称为渐开线的发生线。以同一个基圆上产生的两条反向渐开线为齿廓的齿轮称为渐开线齿轮，如图6-27 所示。渐开线齿轮具有以下几个性质：下一页 返回6.4 齿轮传动（1）发生线在基圆上滚过的线段长度NK 等于基圆上被滚过的一段弧长N
15、C。（2）渐开线上任意一点的法线必切于基圆。（3）渐开线的形状取决于基圆的大小。（4）渐开线上各点的曲率半径不相等。（5）渐开线上各点的齿形角（压力角）不相等，如图6-28 所示。（6）渐开线的起始点在基圆上，基圆内无渐开线。2.渐开线齿廓的啮合特性 如图6-29 所示为一对啮合的渐开线齿轮。设某一瞬时两轮齿在K 点啮合，则K 点称为啮合点。啮合点K 的轨迹称为啮合线。上一页 下一页 返回6.4 齿轮传动 啮合线与两齿轮回转中心的连线O1O2 相交的C 点称为节点。过节点C作两节圆的公切线t-t（即C 点处的运动方向）与啮合线N1N2 所夹的锐角 称为啮合角。6.4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮
16、的基本参数 1.渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称 如图6-30 所示为渐开线直齿圆柱齿轮的一部分，其主要几何要素见表6-11。2.渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数见表6-12。上一页 下一页 返回6.4 齿轮传动 6.4.4 齿轮副的正确啮合条件和连续传动条件 1.正确啮合条件 为保证渐开线齿轮传动中各对轮齿能依次正确啮合，避免因齿廓局部重叠或侧隙过大而引起的卡死或冲击现象，必须使两齿轮的基圆齿距相等，即Pb1=Pb2（图6-31）。2.连续传动条件 一对齿轮副的连续传动条件如图6-32 所示，为保证齿轮传动的连续性，必须在前一对轮齿尚未结束啮合时，后继的一对轮齿
17、已进入啮合状态。上一页 下一页 返回6.4 齿轮传动 6.4.5 渐开线齿轮的失效形式 齿轮在传动过程中，经常会出现齿面点蚀、磨损、胶合等损坏现象，使齿轮失去正常的工作能力，称为齿轮的失效。常见的渐开线齿轮的失效形式见表6-13。上一页 返回6.5 蜗杆传动 6.5.1 蜗杆传动的类型 1.蜗杆传动的组成 蜗杆传动机构由蜗杆和蜗轮组成，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，如图6-36 所示。蜗杆通常与轴合为一体，如图6-37 所示。蜗轮常采用组合结构，如图6-38 所示。2.蜗杆的类型 蜗杆传动的分类方法很多 下一页 返回6.5 蜗杆传动 6.5.2 蜗杆传动的主要参
18、数和啮合条件 1.蜗杆传动的主要参数（1）模数m、齿形角。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 蜗杆的模数已经标准化，蜗杆标准模数系列见表6-14。（2）蜗杆分度圆导程角。蜗杆分度圆导程角 指蜗杆分度圆柱螺旋线的切线与端平面之间的锐角，如图6-39 所示，即tan=pxz1/d1=z1m/d1上一页 下一页 返回6.5 蜗杆传动（3）蜗杆分度圆直径d1 和蜗杆直径系数q。为了保证蜗杆传动的正确性，切制蜗轮的滚刀的分度圆直径、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。蜗杆分度圆直径d1 不仅与模数m 有关，而且还与头数z1 和导
19、程角 有关。在生产中为了使刀具标准化，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 常根据蜗杆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 可根据z1 和传动比i 来确定，一般推荐选用z2=29 80。上一页 下一页 返回6.5 蜗杆传动 2.蜗杆传动的正确啮合条件 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 m。在中间平面内，蜗杆的轴面齿形角x1 和蜗轮的端面齿形角t2 相等，即x1 t2。蜗杆分度圆导程角1 和蜗轮分度
20、圆柱面螺旋角2 相等，且旋向一致，即1 2。6.5.3 蜗轮回转方向的判定 蜗杆传动时，蜗轮的旋转方向不仅与蜗杆的旋转方向有关，而且与蜗杆轮齿的螺旋方向有关。1.判断蜗杆或蜗轮的旋向 判断蜗杆或蜗轮的旋向用右手法则，如图6-40 所示。上一页 下一页 返回6.5 蜗杆传动 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 判断蜗轮的回转方向用左、右手法则，如图6-41 所示。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。上
21、一页 返回6.6 轮系 6.6.1 轮系的分类及应用特点 1.轮系的分类 轮系的形式有很多，按照轮系传动时各齿轮的轴线位置是否固定分为定轴轮系、周转轮系和混合轮系三大类，见表6-15。2.轮系的应用特点（1）可获得很大的传动比。在一般齿轮传动中，受结构的限制，传动比不能很大。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。当两轴相距较远时，如果用一对啮合齿轮来传动，两齿轮的尺寸必然很大。下一页 返回6.6 轮系 在保持传动比不变的条件下，采用由一系列小齿轮组成的轮系来连接两轴，可使结构紧凑，缩小传动装置的空间，还可以节省零件材料，如图6-45 所示。（3）可
22、以方便地实现变速和变向要求。在金属切削机床、汽车等机械设备中，经过轮系传动，可以使输出轴获得变速、变向等，以满足不同工作的要求，如图6-46、图6-47 所示。4 可以实现运动的合成与分解 采用周转轮系可以将两个独立回转的运动合成为一个回转运动，也可以将一个回转运动分解为两个独立的回转运动，如图6-48 所示。上一页 下一页 返回6.6 轮系 6.6.2 定轴轮系的传动比 1.定轴轮系中各轮转向的判断 定轴轮系中各齿轮的旋转方向一般用在图上画箭头的方法来确定，见表6-16。2.定轴轮系传动比的计算 一组轮系，无论多么复杂，都应从输入轴（首轮转速n1）至输出轴（末轮转速nk）的传动路线进行分析。
23、3.轮系末端是齿条传动的计算 如图6-54 所示，末端件是齿轮齿条，它可以把主动件的回转运动变为直线运动。上一页 返回图 6-1返回表 6-1返回图 6-2返回图 6-3返回图 6-4返回表 6-2返回图 6-5返回表 6-3返回图 6-6返回图 6-7返回图 6-8返回图 6-9返回表 6-4返回图 6-10返回图 6-12返回图 6-13返回表 6-5返回图 6-14返回图 6-15返回图 6-16返回图 6-17返回图 6-18返回图 6-19返回表 6-6返回表 6-7返回表 6-8返回图 6-21返回图 6-22返回表 6-9返回表 6-10返回图 6-26返回图 6-27返回图 6-28返回图 6-29返回图 6-30返回表 6-11返回表 6-12返回图 6-31返回图 6-32返回表 6-13返回图 6-36返回图 6-37返回图 6-38返回表 6-14返回图 6-39返回图 6-40返回图 6-41返回表 6-15返回图 6-45返回图 6-46返回图 6-47返回图 6-48返回表 6-16返回图 6-54返回