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1、第七章 机械传动 机械传动与常用机构一样，都是起传动的作用。常用机构改变运动的形式，如将转动改变成移动或摆动。而机械传动只起改变转动的速度大小或转动的方向。 常见的机械传动有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、齿轮系。1藤蔓课堂7-1 带传动带传动一、带传动的类型、特点1.带传动的组成 主、从动带轮和传动带。 靠带与带轮之间接触面的摩擦力来传递运动和动力，属于利用中间挠性件的摩擦运动。2.带传动的类型（1）平带传动 如图71所示。见实物2藤蔓课堂7-1 带传动带传动（2）V带传动 如图72所示。见实物。（3）同步带传动 如图73所示。见实物。3藤蔓课堂7-1 带传动带传动3.带传动的特点和应用
2、（1）特点 优点 传动平稳，能吸收振动、无噪声，过载能打滑起保护作用。 缺点 不能保证准确的传动比。（2）应用 一般安装在与电机直接相连接的传动轴上。相同条件下V带传递功率是平皮带的3倍左右，因此V带应用最广。如汽车发动机、数控车床的进给电机传动 。4藤蔓课堂7-1 带传动带传动5藤蔓课堂7-1 带传动带传动二V带与带轮的结构1.V带结构 如图75所示。 根据传递功率大小，分为Y、Z、A、B、C、D、E七号，Y、Z型号的皮带断面较小，常用于家用电器上。依次为A、B、C、D、E, 随着皮带断面形状逐渐变大，传递的功率也相应变大。 V带做成环形的密封整体，不能断开调整长度，国家已制定标准的基准长度
3、系列，使用中应按标准进行选择。6藤蔓课堂7-1 带传动带传动 2带轮材料、结构（1）带轮材料 工业上常用带轮材料为HT150铸铁。具有强度足够、易于加工、价格便宜的特点；在低速或轻载中常用工程塑料或铝合金，如洗衣机的大带轮选用工程塑料，小带轮用铝合金、铁板冲压制成。（2）带轮结构 如图76、7所示。7藤蔓课堂7-1 带传动带传动 轮槽的结构与带相配合使用，在中性层处的尺寸相同。 当d小于150mm时，选用实心式。如图78所示。 当d等于150450mm时，选用腹板式。如图79所示。 当d大于450mm时，选用椭圆轮辐式。如图710所示。8藤蔓课堂7-1 带传动带传动 带传动时，带在小轮中的弯曲
4、变形较大，内侧受压缩变形。为了保证带与带轮槽充分的接触，产生足够的摩擦力，将 V带的楔角做成40，而带轮的楔角依型号和小带轮直径的变化而变化，分别为32、34、36和38四种。9藤蔓课堂7-1 带传动带传动 三、带传动的失效形式 1打滑 当载荷超过带传动所能传递的动力时带在带轮上打滑。 2疲劳撕裂 摩擦带的疲劳磨损产生撕裂是另一种失效形式。 四、带传动的紧边与松边 为了增大传动的接触摩擦角，获得最大的传递动力，要求带传动的下面为紧边，上面为松边。 五、带传动的传动比 带传动的传动比为： i=n1/n2=d2/d1 例71 主动轮的转速与从动轮的转速之比，也等于从动轮的基准直径与主动轮的基准直径
5、之比。传动比一般小于3。10藤蔓课堂7-1 带传动带传动六、V带传动的张紧、安装和维护 1.带的张紧 （1）调整中心距 如图711所示。（2）安装张紧轮 如图712所示。11藤蔓课堂7-1 带传动带传动2.安装和维护（1）新旧带不能一起使用 注意选择相同型号和规格的内周长带安装在同一带轮上。（2）在装卸V带 先调近两带轮的中心矩，可方便地将带拆卸或安装，后调整两轮中心矩。 如果不调整两轮中心矩，强将带从带轮上撬下来，一定先把带从大轮上撬下来；安装时应先把带套在小轮上，再将带盘上从动轮，应注意不能用手直接操作，防止将手夹在带与带轮之间。12藤蔓课堂7-1 带传动带传动（3）带在带轮上的张紧 要符
6、合10-15mm的压下要求，如图713所示。过松不能传递足够的摩擦力和扭矩，过紧将会增大压轴力，加大对轴承的径向载荷。如果是滑动轴承，将加剧磨损。如洗衣机皮带太松，水流缓慢，衣服洗不净；如果皮带过紧，波轮轴很快过度磨损产生中间漏水。13藤蔓课堂7-1 带传动带传动（4） 轮槽对正，轴线平行 如图714所示。 轮槽与带的型号一致，如图715所示。14藤蔓课堂7-2 链传动链传动 一、链传动的组成与特点 1.链传动的组成 主动链轮、从动链轮和链条组成。如图716所示。 15藤蔓课堂7-2 链传动链传动2.链传动的种类 常用的有套筒滚子链和齿形链，前者应用较广泛。按用途分成起重链、牵引链和传动链。1
7、6藤蔓课堂7-2 链传动链传动 4链传动的特点 平均传动比准确；能在高温、潮湿等条件下工作；但有噪音。 二链传动的传动比 链传动的传动比等于为主动轮的转速与从动轮的转速之比i=n1/n2 ，也等于从动轮的齿数与主动轮的齿数之比。i= n1/n2=z2/z1 。17藤蔓课堂7-2 链传动链传动 例72三、链传动的安装与维护 1.链传动的安装 （1） 两轴平行，链轮同平面，如图720所示。18藤蔓课堂7-2 链传动链传动（2） 链条张紧 紧边在上，松边在下。太松易掉链，会产生振动；太紧会影响传动。可用张紧轮张紧，如图721所示。（3） 两链轮轴心线连线与水平线夹角小于45度。（4） 安装防护罩。1
8、9藤蔓课堂7-2 链传动链传动2链传动的维护 定期注油，如图722所示。20藤蔓课堂7-2 链传动链传动 四、套筒滚子链的标记 链条为标准件，其标记为链号及节数。如某链条为代号为 10A60GB/T12432006。 表示 10号链，节距可查标准为15.87毫米，共有60节。21藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动一、齿轮传动的结构与特点 1.齿轮传动的结构 如图723所示，齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮和机架组成。靠齿面直接啮合来传递运动。 22藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动2.齿轮传动的类型 如图724所示，常用为外啮合直齿圆柱齿轮 传动、内啮合直齿圆柱齿轮传动、齿轮齿条传动等。按两轴位置之间
9、相互关系可分为三种类型：（1）两轴相互平行的圆柱齿轮传动；（2）两轴相交的圆锥齿数传动；（3）两轴交错的蜗杆蜗轮传动。23藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动24藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动25藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动26藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动27藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动28藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 3.齿轮传动的特点 齿轮的轮廓齿形按渐开线曲线制作，具有许多特点： （1）传动比恒定 无论任何瞬时传动，传动比都达到完全准确。 （2）具有寿命长，传递功率大。 （3）制造比较复杂，成本较高。 由于齿轮传动具有其他传动不可比拟的优点，在工业上得到了广泛的应用。二、渐
10、开线齿轮 1.渐开线齿轮齿廓曲线 如图725所示。29藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 2.渐开线齿轮的各部份名称 如图726所示。名称苻号 ，见表72。30藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 3.直齿圆柱齿轮的主要参数 齿数 z 模数 m 见表73 压力角 a = 2031藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 齿顶高系数 h=1 顶隙系数 c=1 32藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 主要参数表示决定齿轮几何尺寸的值，首先要区分参数和几何尺寸两者的概念。模数是主要参数中的最重要表示量，从分度圆的长度计算推出，即: 周长 由于 值是无理数，为了便于计算和测量，用模数代入上式，即得 m为一系列标准值，
11、即使分度圆的值成为一个比较整齐的数值。见表73。 4齿轮的结构及材料 （1）齿轮的结构 按齿轮外径分：33藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 齿轮轴 如图729所示。齿根圆到键槽底部距离小于 (22.5)m。 实体齿轮 如图730所示。d小于200mm 。 腹板式齿轮 如图731所示。d200500mm 。 轮幅式齿轮 如图732所示。d大于500mm 。34藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动35藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 (2) 齿轮的材料 常用中碳钢和中碳合金钢锻造而成。 锻钢 d小于500mm 。当表面硬度小于350HBW时，称软齿面齿轮；当表面硬度大于350HBW时，称硬齿面齿轮。
12、铸钢 当直径大于500毫米而不方便锻造时，采用铸钢或灰铸铁。 铸铁 用于低速、轻载。 非金属 用于高速、轻载。如办公机械。 5.传动比与基本几何尺寸计算公式 传动比 i= n1/n2=z2/z1 基本几何尺寸计算公式 见表74。36藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 课堂练习； 例73已知一对标准直齿圆柱齿轮的齿数为23和49，齿轮模数为8，试计算以下 几何尺寸？ 解： 计算中发现两个齿轮的齿数是质数，只能被本身和1才能除尽的数，为何不取整齐的数，如20、40呢？如果一对齿轮其中至少一个是质数，第1个齿轮的第1个齿在啮合的过程中将轮流和第2个齿轮的每一个齿啮合,第2、第3及以后的每个齿也是一样.
13、轮流啮合将会延长齿轮使用寿命，让每个齿都有机会去承担不同的载荷，不会使载荷总是集中在少数固定的单一齿对中。 37藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动例72 已知某个旧齿轮需要更换，已测得齿轮的外圆直径为102mm,齿数Z118，两轮中心矩a=121mm，请计算除齿轮的主要参数和几何尺寸。解：依尺寸计算公式， 得 6圆柱齿轮的正确啮合传动的条件 m1 = m 2= m38藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动7加工切削 （1）切削方法39藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动40藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动41藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动（2）根切现象与最少齿数 根切现象 如图736所示。 最少齿数 z
14、 当齿数小于17时，需要变位。如图737所示。42藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 三齿轮的失效形式 失效的形式有5种，但以折断和齿面点蚀为常见。 1.轮齿折断 如图738所示。 2.齿面疲劳点蚀 如图739所示。 3.齿面胶合 如图740所示。43藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 4.齿面磨损 如图741所示。 5.齿面塑性变形 如图742所示。44藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 四、齿轮传动的精度 齿轮的加工是一刀切削成形，精度的差别不可能超过2级。 用传递运动的准确性，传递运动的平稳性，载荷分布的均匀性等三项精度和齿侧间隙四项指标表示。 如 887 G M GB/T 10095-200
15、845藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动五、齿轮的装配与检测 1 齿轮的装配 2齿轮的检测 运动精度 百分表测径向和端面跳动。 接触精度 涂色法。 齿侧间隙 压铅法和打表法。46藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 六、齿轮传动的润滑 润滑是减少摩擦磨损的有效方法。闭式传动夏天选用L-CKB320润滑油，冬天选用L-CKB220润滑油。俗称30号和20号机油。 开式传动选用脂润滑，如常用的钙钠基润滑脂，呈微黄色，俗称黄油。47藤蔓课堂7-3 齿轮传动齿轮传动 浸油12齿 浸油轮 喷油48藤蔓课堂7-4 蜗杆传动蜗杆传动一、蜗杆传动的结构与特点 1.蜗杆传动的结构 由蜗杆、蜗轮和机架组成。如图747所
16、示。49藤蔓课堂7-4 蜗杆传动蜗杆传动2.蜗杆传动的类型 圆柱形和圆弧形，如图748所示。50藤蔓课堂7-4 蜗杆传动蜗杆传动 3.蜗杆传动的特点（1）传动比大。蜗杆转动一圈，蜗轮才转过一个齿（2）两轴相错成90。（3）只能蜗杆带动蜗轮，蜗轮不能带动蜗杆，传动具有自锁性。（4）和蜗轮的接触为圆弧面，接触面积大，属于滑动摩擦，因此摩擦发热严重。（5） 常用的蜗杆是阿基米德蜗杆51藤蔓课堂7-4 蜗杆传动蜗杆传动52藤蔓课堂7-4 蜗杆传动蜗杆传动二、蜗杆传动的基本参数 1.模数m和压力角a 2.蜗杆分度圆直径d 见表75。 3.导程角 如图753所示。 tan= 4.蜗杆的直径系数q q=m
17、q 5.齿顶高系数 h h=1、顶隙系数 c c= 0.2mm53藤蔓课堂7-4 蜗杆传动蜗杆传动三、蜗杆蜗轮的材料 蜗杆 常用45钢调质或中碳合金钢经过热处理。 蜗轮 选用铸造锡青铜，耐磨性好而又抗胶合性强的。 不重要的蜗轮可以选用铸铁材料。四、蜗杆蜗轮的结构 蜗杆 作成蜗杆轴，如图754所示。 蜗轮 作成整体式或组合式。如图755所示。54藤蔓课堂7-4 蜗杆传动蜗杆传动 五、蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算 1.蜗杆传动的传动比55藤蔓课堂7-4 蜗杆传动蜗杆传动 i =n1/n2=z2/z1 2. 蜗杆传动的几何尺寸计算 引入中间平面的概念，通过蜗杆的轴线又垂直于蜗轮轴线的平面将蜗杆传动
18、截开，得到蜗杆的轴面和蜗轮的端面相当于齿条和齿轮的啮合传动，得出蜗杆的轴面参数与蜗轮的端面参数相等的结论。它是几何尺寸计算的依据。见表76。 3.蜗轮转向的判断 应用左、右定则方法。如图756所示。 4.正确啮合的条件 除了模数和压力角相等外，蜗杆的导程角和蜗轮的压力角必需相等。56藤蔓课堂7-4 蜗杆传动蜗杆传动 六、蜗杆的失效形式及维护 1.失效形式 齿面胶合、疲劳点蚀、磨损和轮齿折断。 2.蜗杆传动的润滑 摩擦发热大，选用粘度大、亲和力大润滑油。同时选用必要的散热泠却方法，如加风扇、通泠却水等强制泠却，保证润滑的效果。见表77所示。57藤蔓课堂7-4 蜗杆传动蜗杆传动 3.蜗杆传动的散热
19、58藤蔓课堂7-5 齿轮系与减速器齿轮系与减速器一、齿轮系的组成与类型1.齿轮系的组成 由多对齿轮传动组合而成的齿轮传动系统，称为齿轮系。如图759所示 59藤蔓课堂7-5 齿轮系与减速器齿轮系与减速器 2.齿轮系的类型 （1）定轴轮系 如图760、61所示，所有的齿轮轴线在传动中都是固定不动的。60藤蔓课堂7-5 齿轮系与减速器齿轮系与减速器（2）行星轮系 如图762所示，所有的齿轮轴线在传动中至少有一个齿轮轴线是不断变化的。61藤蔓课堂7-5 齿轮系与减速器齿轮系与减速器二、齿轮系传动的特点 1.能获得大的传动比 2.可实现变速和变向传动 如汽车速度的变化和转向变化, 如图763、64所示
20、。62藤蔓课堂7-5 齿轮系与减速器齿轮系与减速器三、 定轴轮系传动比的计算 以图75为例，推导出定轴轮系传动比的计算公式。 注意：要使学生能读懂简图的含义，并用汽车的四级变速箱为例分别计算出四种不同的转速。分析四种不同传动路线，得出四种不同的传动比。63藤蔓课堂7-5 齿轮系与减速器齿轮系与减速器 i15=i12/i23/i34/i45=n1/n5=303060/ (20 1540) =4.5 n5=n1/i15=2000/4.5=444.4r/min 空间轮系不能用上面的公式。64藤蔓课堂7-5 齿轮系与减速器齿轮系与减速器 例76 计算汽车四挡不同的变速。65藤蔓课堂7-5 齿轮系与减速器齿轮系与减速器 四挡速度分别为：444.4 r/min；617 r/min； 1219 r/min ；2000 r/min。 四、齿轮减速器的结构和标记 齿轮减速器的结构很多，国家已有统一的标准，并已系列化。如图772为典型的齿轮减速器结构。重点会读懂齿轮减速器标记含义，如教材中的标牌：66藤蔓课堂7-5 齿轮系与减速器齿轮系与减速器 Z/Y-400-12.5-1 JB/8853-200167藤蔓课堂7-5 齿轮系与减速器齿轮系与减速器68藤蔓课堂
