机械基础 高考总结 机械传动

机械传动
知识结构：
带传动
1、 原理：带传动是由主动轮、从动轮、套在两轮上的传动带及机架组成，靠带与带轮间所产生的摩擦力来传递运动和动力。

2、 类型：按传动带的截面形状分为：平带、V 带、圆带、多楔带、同步带。

3、 特点：优点：
1） 带有弹性，因此传动平稳，噪声小 ，可缓冲吸振
2） 结构简单,制造、安装和维护方便，成本低
3） 适用于两轴中心距较大的场合
4） 过载打滑，能防止零件损坏，起安全保护作用
缺点：
1）传动比不准确，传递效率较低
2）带的寿命较短，外廓尺寸大
4、V 带的结构：
1）截面形状为梯形，由四部分组成：顶胶、抗拉体（承载层）、底胶、包布
抗拉体的结构形式有帘布结构和绳芯结构。

2）普通V 带的工作面为两侧面，一般夹角为40°。

3）普通V 带已标准化，按截面尺寸从小到大可分为Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E 七种型号，标准V 带都制成无接头的环形带。

4）V 带标记：型号+基准长度
如：Y560表示Y 型V 带，基准长度560mm 。

5、带的失效形式：打滑和疲劳断裂（损坏）
6、带轮的材料：主要采用铸铁。

当v ≤25m/s 时，用HT150；
当v =25～30m/s 时，用HT200；
当v ≥25～45m/s 时用球墨铸铁、铸钢或锻钢；
小功率时可用铸铝或塑料。

7、带轮的结构：带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。

8、带轮腹板结构型式由带轮直径决定： 带轮直径D ＜150mm 时可采用实心式；
带轮直径D=150-450mm 时带轮采用腹板式或孔板式；
带轮直径D ＞450mm 时可采用轮辐式。

9、V 带的张紧方式：1）调整中心距
2）安装张紧轮 松边内侧，靠近大带轮
松边外侧，靠近小带轮
10、带的安装维护：1）按设计尺寸选择带的型号根数，新旧带不能混用。

2）带的张紧程度以大拇指能将带按下10-15mm 为宜。

3）安装时严禁用其他工具强行撬入或撬出，以免对带造成不必要的损坏。

4）安装带时，两带轮轴线应相互平行，V 带外表面与轮缘取齐。

5）要采用安全防护罩，以保障操作人员的安全；同时防止油、酸、碱对带的腐蚀。

6）定期对带进行检查，如有一根松驰和断裂则应全部更换新带。

7）若带传动久置后再用，应将传动带放松。

11、打滑和弹性滑动的区别：
打滑是由过载造成的，导致带传动失效，可以避免。

弹性滑动是由带的弹性形变造成，引起带与带轮之间产生相对滑动，导致带传动的传动比不准确，弹性滑动是带的固有特性，不可避免。

12、带传动涉及的计算： 1）包角α：带与带轮接触部分对应的中心角。

α1≈180°- α 1 － 小带轮包角,(°)
a － 两轮中心距，mm
一般小带轮包角α1≥120°
2)有效初拉力F e ： F e =1000 p － 功率（KW ） v － 带速（m/s ）
F e = F 1 -F 2 F 1 －紧边拉力 F 2 － 松边拉力
3）带传动的传动比：
n 1，n 2 — 主动轮，从动轮转速r /min d 1，d 2 — 主动轮，从动轮直径 mm
链传动
1、 组成——链传动由主动链轮、从动链轮和传动链组成。

2、 原理——链传动靠链条与链轮轮齿的啮合来传递平行轴间的运动和动力。

3、 特点：优点： 1）链传动是靠啮合工作，能保证准确的平均传动比。

2）与带传动相比，链传动张紧力小，轴上受力较小，传递功率较大，效率也较高。

3）与齿轮传动相比，可在两轴中心距较大的场合下工作。

4）链传动可以在高温、多尘、油污等恶劣环境中工作。

缺点：1）瞬时传动比不准确，传动平稳性较差，有噪音、振动，链速不宜过高。

2）成本高，易磨损，宜伸长。

4、类型： 1）按用途不同，链传动分为传动链、起重链和牵引链。

套筒滚子链 ：有单排多排，可传递较大功率
2）传动链种类繁多，最常用的是
齿形链：传动平稳，噪声小，常用于高速
套筒滚子链比齿形链重量轻，寿命长，成本低，应用较广。

5、链传动的传动比：
n 1，n 2 — 主动链轮，从动链轮转速r /min z 1，z 2 — 主动链轮，从动链轮齿数 6、滚子链的结构：
由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。

内链板1和套筒4
采用过盈配合
外链板2和销轴3
套筒4和销轴3
采用间隙配合
滚子5和套筒4
通常链节数为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数为奇数。

7、链传动的主要失效形式：
链的疲劳破坏，链条铰链的磨损和胶合。

π
18012⨯-a d d v p d n i 12
21==z
z n i 1221==
齿轮传动
1、原理：由主动轮、从动轮和机架组成，依靠两齿轮轮齿间的相互啮合传递运动和动力。

2、特点：优点：1）保证瞬时传动比恒定不变；缺点：1）制造费用大，需专用机床和设备：
2）工作可靠，寿命长；2）精度低时，振动、冲击、噪音大；
3）结构紧凑，外廓尺寸小；3）不适于中心距大的场合。

4）速度、功率适用范围大；
5）传动效率高(0.98~0.99)。

3、分类：1）按啮合方式分：内啮合、外啮合、齿轮齿条
2）按两齿轮轴线位置和轮齿形状分：
两轴平行（圆柱）：直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿圆柱齿轮传动
两轴相交（圆锥）：直齿圆锥齿轮传动、曲齿圆锥齿轮传动
两轴交错：蜗杆传动、交错轴斜齿轮传动（螺旋齿轮传动）
3）按防护方式工作情况分：
开式传动：低速传动，润滑条件差，易磨损；
半开式传动：装有简单的防护罩，但仍不能严密防止杂物侵入
闭式传动：齿轮等全封闭于箱体内，润滑良好，使用广泛。

4）按齿轮的齿廓曲线不同分：渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮
4、直齿圆柱齿轮参数和几何计算：
5、我国规定：正常齿制h a*=1,c*=0.25
短齿制h a*=0.8,c*=0.3
6、模数的单位是：mm
当齿数z 一定时，m 愈大,分度圆直径d 愈大，齿形就愈大，从而轮齿的承载力也愈大。

7、标准齿轮分度圆上的齿厚与齿槽宽是相等的。

8、标准直齿圆柱齿轮的啮合传动：
1）正确啮合的条件：两轮的模数和压力角应分别相等，即： 21m m ==m ，21αα==20°
2）连续传动的条件：任何瞬间都必须有一对以上轮齿啮合才能保证连续传动，即重合度ε ≥1
3）齿轮传动的传动比： z 1，z 2 — 主动轮，从动轮齿数
n 1，n 2 — 主动轮，从动轮转速r /min
9、避免切齿（根切）现象的条件：
当用范成法（如滚齿、插齿等方法）加工齿轮时，若被切齿轮的齿数选择不当，则齿轮毛坯的根部的根部会被刀具过多地切削，形成根切。

根切的危害：1）削弱了齿轮的抗弯曲折断能力；
2）根部渐开线形状被破坏，啮合齿对减少，影响平稳性。

标准直齿圆柱齿轮不发生根切的齿数为：Z ≥17
10、齿轮的常用材料：锻钢、铸钢、铸铁
11、常用齿轮的结构形式：实心齿轮 齿顶圆直径d a ≤200mm
腹板式齿轮 齿顶圆直径da=200--500mm
轮辐式齿轮 齿顶圆直径da>500mm
12、齿轮的失效形式：齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形、齿根折断
13、闭式齿轮传动：
1）软齿面（≤350HBS ）齿轮主要失效形式是齿面点蚀 。

2）硬齿面（>350HBS ）或铸铁齿轮，由于抗点蚀能力较高，主要失效形式是轮齿折断 。

开式齿轮传动：主要失效形式是齿面磨损。

14、齿轮强度计算：
齿面接触疲劳强度：
式中：b ─ 轮齿啮合宽度，mm ；
T 1 ─ 小齿轮转矩，N/m ；
u ─ 齿数比，u =z 2/z 1 ；
a ─ 齿轮中心距，mm ；
Aa ─ 系数，根据齿轮材料选择，查表得；
K ─ 载荷系数，查表得；
【σH 】─ 接触疲劳许用应力。

“+”－ 外啮合；“-” ─ 内啮合。

轮齿弯曲疲劳强度：
式中：Y Fa ─齿形系数，查表；
T 1 ─ 小齿轮转矩，N/m ；
b ── 轮齿啮合宽度，mm ；
d 1─ 小齿轮分度圆直径，mm ；
K ─ 载荷系数，查表得；
m ─ 齿轮模数，mm ；
【σ F 】─ 弯曲疲劳许用应力。

z
z n i 1221==][)1(1000H 3
21H σσ≤±=u u ba KF Aa ][2000F 1F 1F σσ≤=m bd Y KT a
蜗杆传动
1、 原理：是由蜗杆和蜗轮组成的，用于传递交错轴之间的回转运动和动力，通常两轴交错角为90°。

一般蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。

2、 特点：优点：1）传动比大而且准确（i=5~80），结构紧凑；
2）传动平稳、噪声较小，具有自锁性；
缺点：1）传动效率较低，发热大；
2）蜗轮材料为有色金属，成本高。

3、类型：
1） 按蜗杆旋向分： 左旋 和 右旋
2）按蜗杆形状可分为：圆柱蜗杆 圆弧面蜗杆 锥蜗杆
3）普通圆柱蜗杆可分为： 阿基米德蜗杆(ZA)、渐开线蜗杆(ZI)和法向直廓蜗杆(ZN)。

4、主要参数和几何尺寸计算：
1）中间平面：垂直于蜗轮轴线且通过蜗杆轴线的平面，称为中间平面。

2）蜗杆的直径系数q ：
当模数m 一定时，q 值增大则蜗杆直径d 1增大，蜗杆的刚度提高。

因此，对于小模数蜗杆，规定了较大的q 值，以保证蜗杆有足够的刚度。

3）导程角λ ：
4）蜗轮螺旋角β ：方向与λ相同。

5）公式：
5、啮合的条件：蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等， 即：m a1= m t2 = m
a a1= a t2=20°
旋向相同
6、蜗杆材料：低碳合金钢、中碳钢
蜗轮材料：铸造锡青铜、铝青铜、铸铁
7、蜗杆传动的失效形式：主要是轮齿失效，与齿轮类似，点蚀、磨损、胶合。

8
通常z 1=1～4，z 1蜗杆头数。

9 左高左旋，右高右旋
四指：蜗杆旋向
拇指：与蜗轮转向相反
m d q 1=q z d m z 111tan ==λλβ=
轮系与减速器
1、轮系定义：由一系列齿轮组成的传动系统称为齿轮系。

2、分类：根据齿轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是否固定，又可将齿轮系分为两大类：
定轴轮系和周转轮系。

定轴轮系：各轮轴线的位置相对于机架是固定不动的轮系。

周转轮系：若其中至少有一个齿轮的几何轴线位置相对于机架不固定的轮系。

3、轮系传动的特点：
1）可达到很大的传动比；
2）可作较远距离传动；
3）可实现合成或分解运动；
4）可实现变速换向要求。

4、轮系传动比计算：
轮系传动比：首末两轮转速之比，也等于其从动轮齿数连乘与主动轮齿数连乘之比。

公式：
m = 外啮合齿轮的对数
5、惰轮：不影响齿轮系传动比的大小，只起到改变转向的作用。

6、定轴轮系任意从动轮转速：
n K=n1／i1k
7、末端线速度计算公式：
V=n K·L
式中：V －末端线速度，（mm/min）
n K －末轮转速，（r/min）
L －每转移距，（mm）
其中：1）螺旋传动L=P·n , P—螺距，n—头数；
2）齿轮齿条传动L=π·m·Z
K , Z
K
—末轮齿数，m—模数；
3）蜗杆传动L=π·D ， D—蜗轮直径。

8、减速器：
是由封闭的在刚性箱体内的齿轮或蜗杆传动所组成的独立部件，常安装在工作机和原动机之间，用来降低转速和增大转矩。