《汽车机械基础-汽车常用机械传动课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车机械基础-汽车常用机械传动课件（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、模块六 汽车常用机械传动,带传动,链传动,齿轮传动,模块小结,一,二,三,四,知识目标,学习目标,1了解带传动、链传动的特点、类型和应用分析。 2. 掌握渐开线齿轮的几何尺寸计算，圆柱齿轮传动规律，齿轮加工原理和根切现象。 3. 了解轮系的分类和应用，掌握定轴轮系、行星轮系的传动比计算。,1.能够正确查找常用传动装置的相关国家标准。 2.能够根据原动机和工作机的条件，正确选择相应的传动装置。 3.能够掌握使用、维护汽车常用传动装置的方法。,能力目标,带传动是应用比较广泛的一种机械传动，一般是由主动带轮1、从动带轮2和张紧在两轮上的挠性传动带3所组成。由于带被张紧，使带与带轮接触面间产生正压力。
2、当主动带轮1转动时，靠带与带轮接触面间的摩擦力带动从动带轮2一起转动，并传递一定的运动和动力，如图6-1所示。,带传动,图6-1带传动示意图 1-主动带轮；2-从动带轮；3-传动带,带传动,根据工作原理不同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带传动两类。 1）摩擦带传动,（1） 平带传动。 如图6-2a）所示 （2） V带传动。 如图6-2b）所示 （3）多楔带传动。如图6-2c）所示 （4）圆形带传动。如图6-2d）所示,图6-2 带传动的类型,啮合带传动 啮合带传动依靠带轮上的齿与带上的齿或孔啮合传递运动。啮合带传动有两种类型，如图6-3所示。,图6-3 啮合带传动,摩擦带传动具有以下特点： （
3、1）结构简单，适宜用于两轴中心距较大的场合。 （2）胶带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声。 （3）过载时可产生打滑、能防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。但不能保持准确的传动比。 （4）传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大。 （5）外廓尺寸大,传动效率低(一般0.940.96)。 根据上述特点，带传动多用于中、小功率传动（通常不大于100kW）；原动机输出轴的第一级传动（工作速度一般为525m/s）；传动比要求不十分准确的机械。,1.V带的构造和标准 标准V带都制成无接头的环形，其横截面由强力层1、伸张层2、压缩层3和包布层4构成，如图6-4所示。V带在规定张紧力下弯绕在带轮上时外层
4、受拉伸变长，内层受压缩变短，两层之间存在一长度不变的中性层，沿中性层形成的面称为节面，如图6-5所示。节面的宽度称为节宽bp。节面的周长为带的基准长度Ld。,图- 带剖面结构 -强力层 -伸张层 -压缩层 -包布层,图- 带的节面和节线,V带和带轮有两种尺寸制，即有效宽度制和基准宽度制。基准宽度制是以V带的节宽为特征参数的传动体系。普通V带和SP型窄V带为基准宽度制传动用带。按GB/T 11544-2012规定，普通V带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种，截面高度与节宽的比值为0.7；窄V带分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种，截面高度与节宽的比值为0.9。,V带的型号和标准长度都压印在胶带
5、的外表面上，由截型、基准长度和标准编号等组成，以供识别和选用例如：B3150 GB/T 11544-2012，表示为B型普通V带，带的基准长度Ld=3150mm。带的基准长度系列如表6-2所示。,V带轮的材料可采用灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料，以灰铸铁应用最为广泛。当带速v不大于25m/s时，采用HT150，v2530m/s时采用HT200，速度更高的带轮可采用球墨铸铁或铸钢，也可采用钢板冲压后焊接带轮。小功率传动可采用铸铝或工程塑料。带轮由轮缘、轮辐、轮毂三部分组成。,V带轮按轮辐结构不同分为四种型式，如图6-6所示。,图6-6 V带轮的典型结构,带传动,带以一定的预紧力套在带轮上。静止时带
6、轮两边的拉力相等，均为预紧力F0，如图6-7a)所示。负载转动时，由于带与带轮接触面摩擦力的作用，带绕上主动轮的一边被拉紧，称为紧边，紧边的拉力由F0增加到F1；另一边被放松，称为松边，拉力由F0降至F2。如图6-7b)所示。紧边与松边拉力的差值（F1F2）为带传动中起传递力矩作用的拉力，称为有效拉力F,图-带传动的受力分析,带传动,带在工作过程中主要承受拉应力，离心应力和弯曲应力三种应力。三种应力迭加后，最大应力发生在紧边绕入小带轮处。,图-带传动的应力分布,带传动,2）打滑当外载较小时，弹性滑动只发生在带即将由主、从动轮离开的一段弧上。传递外载增大时，有效拉力随之加大，弹性滑动区域也随之扩
7、大，当有效拉力达到或超过某一极限值时，带与小带轮在整个接触弧上的摩擦力达到极限，若外载继续增加，带将沿整个接触弧滑动，这种现象称为打滑。,1）弹性滑动 传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随拉力大小的变化而改变。由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。,弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的,同步带是以细钢丝绳或玻璃纤维为强力层，外覆以聚氨脂或氯丁橡胶的环形带。由于带的强力层承载后变形小，且内周制成齿状使其与齿形的带轮相啮合，故带与带轮
8、间无相对滑动，构成同步传动。如图6-9所示。,同步带传动具有传动比恒定、不打滑、效率高、初张力小、对轴及轴承的压力小、速度及功率范围广、不需润滑、耐油、耐磨损以及允许采用较小的带轮直径、较短的轴间距、较大的速比，使传动系统结构紧凑的特点。,图-同步带结构与同步带传动,同步带的类型和规格 同步带分为梯形齿和圆弧齿两大类，标准同步带按节距大小分为七种类型（MXL最轻型、XXL超轻型、XL特轻型、L轻型、H重型、XH特重型、XXH超重型）。标准同步带的标记包括：型号、节线长度代号、宽度代号和国标号。对称齿双面同步带在型号前加“DA”，交错齿双面同步带在型号前加“DB”。,带传动的张紧程度对其传动能力
9、、寿命和轴压力都有很大的影响。,带传动工作一段时间后会由于塑性变形而松弛，使初拉力减小、传动能力下降，此时在规定载荷G作用下总挠度y变大，需要重新张紧。,常用张紧方法有以下几种： 1）调整中心距法 (1)定期张紧 (2)自动张紧,图6-12水平传动定期张紧装置 1-电动机 2-滑道 3-螺钉,图6-13垂直传动定期张紧装置 1-电动机2-摆动底座 3-螺钉,图6-14自动张紧装置 1-电动机 2-摇摆架,2）张紧轮法。带传动的中心距不能调整时，可采用张紧轮法。,图6-15 张紧轮的布置,正确的安装和维护是保证带传动正常工作、延长胶带使用寿命的有效措施，一般应注意以下几点。,1）平行轴传动时各带
10、轮的轴线必须保持规定的平行度。 2）套装带时不得强行撬入。 3）多根V带传动时，为避免各根V带载荷分布不均，带的配组公差应在规定的范围内。 4）对带传动应定期检查及时调整，发现损坏的V带应及时更换，新旧带、普通V带和窄V带、不同规格的V带均不能混合使用。 5）带传动装置必须安装安全防护罩。这样既可防止绞伤人，又可以防止灰尘、油及其它杂物飞溅到带上影响传动。,图6-16 带轮的安装位置,链传动由两轴平行的大、小链轮和链条组成。是靠链轮齿和链条之间的啮合来传动，见图 6-17。,链的种类繁多，按用途不同，链可分为：传动链、起重链和输送链三类。传动链有齿形链和滚子链两种。齿形链是利用特定齿形的链片和
11、链轮相啮合来实现传动的，如图6-18所示。齿形链传动平稳，噪声很小，因其更优越的传动性能，故又称无声链传动。,图6-17 链传动组成,图6-18 齿形链,1）主要优点：与摩擦型带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的传动比（平均传动比），传动效率较高；又因链条不需要张得很紧，所以作用在轴上的压轴力较小；在同样条件下，链传动的结构较紧凑；同时链传动能在温度较高、有水或油等恶劣环境下工作。与齿轮传动相比，链传动易于安装，成本低廉；在远距离传动时，结构更显轻便。 2）主要缺点：运转时不能保持恒定传动比，传动的平稳性差；工作时冲击和噪声较大；磨损后易发生跳齿；只能用于平行轴间的传动。
12、链传动主要用在要求工作可靠，且两轴相距较远,以及其发动机正时齿形链传动。,图6-19 发动机正时齿形链传动,1.滚子链 滚子链是由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5所组成（图6-20），也称为套筒滚子链。两销轴之间的中心距称为节距，用P 表示。节距P 是链传动的一个重要参数。,图6-20滚子链组成 1-内链板-外链板-销轴-套筒-滚子,图6-21 滚子链的接头形式,链轮的基本参数及主要尺寸链轮的基本参数为：链轮的齿数z、配用链条的节距p、滚子外径da及排距pt。 链轮的主要尺寸及计算公式如右表所示。,3）链轮的结构和材料,链轮材料应有足够的强度和耐磨性，一般链轮用碳钢、灰铸铁制作，重要
13、的链轮用合金钢制造，齿面要经过热处理。小链轮的啮合次数多于大链轮，受冲击也比较大，故小链轮的材料、齿面硬度应优于大链轮。,如图6- 22 链轮的结构,链传动的平均速度和平均传动比不变，但它们的瞬时值却是周期性变化的。链速和传动比的变化使链传动中产生加速度，从而产生附加动载荷、引起冲击振动，故链传动一般不适合高速传动。在汽车发动机正时传动中使用齿形链传动。,图6-23 链传动的布置和张紧,图6-24 链传动的润滑,齿轮传动,图6-25 齿轮传动的主要类型,1）传动准确、平稳齿轮传动的最基本要求之一是瞬时传动比恒定不变以避免产生动载荷、冲击、震动和噪声。这与齿轮的齿廓形状、制造和安装精度有关。 2
14、）承载能力强齿轮传动在具体的工作条件下，必须有足够的工作能力，以保证齿轮在整个工作过程中不致产生各种失效。这与齿轮的尺寸、材料、热处理工艺因素有关。,图6-26 渐开线及渐开线齿廓图,1、各部分名称和主要尺寸，如图6-27所示。,图6-27 齿轮各部分名称,2,决定齿轮尺寸和齿形的基本参数： 齿数、模数、压力角、齿顶高系数、定隙系数,1.渐开线齿轮传动的正确啮合条件 要使一对标准渐开线直齿圆柱齿轮能够正确地、连续地啮合传动,必须满足以下条件。 设：m1、m2 和 分别为两齿轮的模数与压力角，则正确啮合条件是：,即正确啮合条件为: 两齿轮的模数和压力角必须分别相等，且为标准化值。,2.渐开线齿轮
15、连续传动的条件,一对正确啮合的渐开线标准齿轮，其模数相等，故两轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等，即s1=e1=s2=e2=m/2 。 显然当两分度圆相切并作纯滚动时（即节圆与分度圆重合），其侧隙为零。一对标准齿轮节圆与分度圆重合的安装称为标准安装，标准安装时的中心距称为标准中心距，以a 表示。对于外啮合传动标准齿轮的安装：,显然，此时的啮合角 就等于分度圆上的压力角应当指出，分度圆和压力角是单个齿轮本身所具有的，而节圆和啮合角是两个齿轮相互啮合时才出现。标准齿轮传动只有在分度圆与节圆重合时，压力角和啮合角才相等。,齿轮传动,轮齿产生严重的根切，显然根切导致轮齿根部变薄，会大大削弱了轮齿的弯曲强度，
16、并且降低了齿轮传动的平稳性和重合度。因此，应力求避免过大的根切现象产生。 最少齿数要使被切齿轮不产生根切，当用标准齿条插刀或滚刀加工压力角为=20、正常齿制ha*=1 的标准渐开线直齿圆柱齿轮时，不产生根切的最少齿数为Zmin=17。在设计制造中，小齿轮的齿数应大于等于17个齿，即Z117。,图6-30 根切现象,图6-32 变位齿轮,1.轮齿的失效形式,图6-33 轮齿折断现象,图6-34 齿面点蚀现象,图6-35 齿面磨损现象,图6-36 齿面胶合现象,图6-37 齿面塑性变形现象,对齿轮材料的基本要求为了保证齿轮工作的可靠性，提高其使用寿命，齿轮的材料应具有： (1)应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等； (2)齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷： (3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能，使之便于加工且便于提高其力学性能。 最常用的齿轮材料是钢，此外还有铸铁及一些非金属材料等。,图6-38斜齿轮圆柱齿轮传动,锥齿轮用于传递两相交铀的运动和动力。其传动可看成是两个锥顶共点的圆锥体相互作纯滚动，如下图所示。两
