《机械基础》第一章 机械传动

第一章机械传动【教学要求】1、熟悉机械传动的原理、类型特点、和应用的场合。

2、了解级机械传动的基本参数。

3、会计算传动比。

4、了解机械传动的安装与维护措施。

5、掌握渐开线标准直齿圆柱形齿轮的的基本参数和几何尺寸的计算方法。

6、掌握蜗杆传动的啮合条件和蜗杆传动中涡轮回转方向的判定。

7、熟悉蜗杆传动的维护措施。

8、认识螺纹连接的放松方法。

9、掌握定轴轮系的传动路线和各轮轮向的判断和惰轮的应用。

【教学目的】通过机械传动的学习掌握渐开线标准直齿圆柱形齿轮的的基本参数和几何尺寸的计算方法、蜗杆传动的啮合条件和蜗杆传动中涡轮回转方向的判定、掌握蜗杆传动的啮合条件和蜗杆传动中涡轮回转方向的判定、定轴轮系的传动路线和各轮轮向的判断和惰轮的应用。

了解机械传动的安装与维护措施、会计算机械传动的传动比。

熟悉机械传动的原理、类型特点、和应用的场合。

达到理论联系实际的效果。

【教学重难点】1、渐开线标准直齿圆柱形齿轮的的基本参数和几何尺寸的计算方法、蜗杆传动的啮合条件和蜗杆传动中涡轮回转方向的判定2、定轴轮系的传动路线、机械传动的传动比计算。

【学习概要】1、带传动2、链传动3、齿轮传动4、蜗杆传动5、涡轮传动6、轮系第一节带传动【教学重难点】1、带传动得的传动的原理、类型特点、和应用的场合；2、V带的传动参数；3、包角和传动比；【教学方法】本节内容主要以预习练习为主，辅助教师对习题讲解达到学生掌握知识要点的目的。

【教学内容】一、带传动的概述1．带传动的组成：主动轮、从动轮、挠性带。

2．带传动的工作原理：以张紧在至少两个轮上的带作为中间挠性件，靠带与带轮接触面间产生的摩擦力（啮合力）来传递运动和（或）动力。

3．带传动的传动比i机构的传动比——机构中瞬时输入角速度与输出角速度的比值。

带传动的传动比就是主动轮转速n1与从动轮转速n2之比：4、带传动的类型、特点及应用二、V带传动1、V带1 122n inV 带传动——由一条或数条V 带和V 带带轮组成的摩擦传动。

2.V 带带轮的结构 2.1实心式 2.2腹板式 2.3孔板式 2.4轮辐式3、V 带传动的主要参数➢顶宽b ：V 带横截面中梯形轮廓的最大宽度➢中性层：V 带绕带轮弯曲时，其长度和宽度保持不变的层面。

➢节宽bp ：中性层的宽度 ➢高度h ：梯形轮廓的高度➢相对高度h/bp ：带的宽度与其节宽之比3.1V 带带轮的基准直径d dV 带带轮的基准直径d d ——带轮上与所配用V 带的节宽b p 相对应处的直径。

3.2 V 带传动的传动比i➢d d1——主动轮基准直径，mm ➢d d2——从动轮基准直径，mm ➢n 1——主动轮的转速，r/min ➢n 2——从动轮的转速，r/min3.3包角——带与带轮接触弧所对应的圆心角。

包角的大小反映了带与带轮轮缘表面间接触弧的长短。

3.4中心距a中心距——两带轮中心连线的长度。

3.5带速v➢带速太低，在传递功率一定时，所需圆周力增大，会引起打滑。

d1d22112d d n n i ==d2d11()18057.3d d aα-≈︒-⨯︒➢带速太高，离心力又会使带与带轮间的压紧程度减小，传动能力降低。

3.6 V带的根数Z➢根数多，传递功率大。

➢根数过多，受力会不均匀。

3、普通V带的标记中性层——V带绕带轮弯曲时，其长度和宽度均保持不变的层面。

基准长度L d——在规定的张紧力下，沿V带中性层量得的周长，又称为公称长度。

标记示例：5、V带传动的安装维护及张紧装置5.1V带传动的安装与维护5.2V带传动的张紧装置三、新型带传动的应用1、同步带在A8汽车上的应用同步带传动是依靠同步带齿与同步带轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑动，从而使圆周速度同步（故称为同步带传动）。

2、新型带传动技术在石油行业的应用同步带传动的组成同步带传动一般是由同步带轮和紧套在两轮上的同步带组成。

同步带内周有等距的横向齿。

【课后总结】第二节链传动【教学重难点】 1、滚子链的主要参数。

2、计算链传动的平均传动比。

3、链传动的安装与维护。

【教学方法】本节内容主要以预习练习为主，辅助教师对思考题讲解总结达到学生掌握知识要点的目的。

【教学内容】 一、链传动的概述链传动的组成 主动链轮 链条 从动链轮。

1．链传动的传动比2、链条的类型3、链传动的应用特点3.1链传动的优点(1)能保证准确的传动比。

(2)传动功率大。

(3)传递的效率高，一般可达0.95—0.98。

●传动比 i ≤8，低速传动时 i 可达10● 两轴中心距a 为5~6 m ● 传动功率P ≤100 kW● 链条速度 v ≤15 m/s ，高速时可达20～40m/sn 1、n 2 —— 主、从动轮的转速，r/min ； z 1、z 2 —— 主、从动轮齿数 。

121221n z i n z ==传动链输送链起重链滚子链齿形链(4)可用于两轴中心距较大的场合。

(5)能在低速、重载荷高温条件下，以及尘土飞扬、淋水、淋油等不良条件下工作。

(6)作用在轴或轴承上的力小。

二、滚子链（套筒滚子链）1．滚子链的结构●内链板●外链板●销轴●套筒●滚子2．滚子链的主要参数2.1节距——链条的相邻两销轴中心线之间的距离，以符号P表示。

说明：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。

滚子链的承载能力与排数成正比，但排数越多，各排受力越不均匀，所以排数不能过多。

2.2节数——滚子链的长度用节数来表示。

链节数应尽量选取偶数。

2.3链条速度链轮速度不宜过大，链条速度越大，链条与链轮间的冲击力也越大，会使传动不平稳，同时加速链条和链轮的磨损。

一般要求链条速度不大于15m/s。

2.4链轮的齿数为保证传动平稳，减少冲击和动载荷，小链轮齿数z1不宜过小，一般z1应大于17。

大链轮的齿数z2也不宜过多，齿数过多除了增大传动尺寸和质量外，还会出现跳齿和脱链现象，通常z2应小于120。

由于链节数常取偶数，为使链条与链轮轮齿磨损均匀，链轮齿数一般应取与链节数互为质数的奇数。

3．滚子链的标记链号－排数－链节数标准编号二、齿形链由一组带有齿的内、外链板左右交错排列，用铰链连接而成。

三、滚子链的安装与维护1、安装注意事项：a.两链轮的传动平面应在同一平面内，两轴线必须平行。

b.链轮在轴上必须保证周向和轴向固定，最好成水平布置。

c.套筒滚子链接头形式有开口销和弹簧夹固定2、链传动的维护：第三节齿轮传动【教学重难点】1、渐开线标准直齿圆柱形齿轮的的基本参数和几何尺寸的计算方法。

2、齿轮传动比。

3、斜齿圆柱形齿轮和直齿圆柱形齿轮的正确啮合条件。

4、齿轮传动的维护方法【教学方法】本节内容主要以预习练习为主，辅助教师对课题知识的讲解达到学生掌握知识要点的目的。

【教学内容】一、齿轮传动的概述利用齿轮副来传递运动和（或）动力的一种机械传动。

1、齿轮传动的常用类型与应用（P27页）2．应用优缺点：2.1优点●能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确可靠●传递的功率和圆周速度范围较宽●结构紧凑、可实现较大的传动比●传动效率高，使用寿命长，维护简便2.2缺点●运转过程中有振动、冲击和噪声●齿轮安装要求较高●不能实现无极变速●不适宜用在中心距较大的场合3、齿轮传动的传动比齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，也等于两齿轮齿数之反比二、渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数和几何尺寸计算12 1221n z in z==n1、n2——主、从动轮的转速，r/min；z1、z2——主、从动轮齿数。

z1、z2 ——主、从动轮齿数。

1、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称2、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数2.1标准齿轮的齿形角α2.2齿数z一个齿轮的轮齿总数。

2.3模数m齿距p除以圆周率π所得的商，即m＝p /π。

模数已经标准化。

齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，轮齿也越大，承载能力越大。

2.4齿顶高系数h a*对于标准齿轮，规定h a= h a*m。

h a*称为齿顶高系数。

我国标准规定：正常齿h a*＝1。

2.5顶隙系数c*当一对齿轮啮合时，为使一个齿轮的齿顶面不与另一个齿轮的齿槽底面相抵触，轮齿的齿根高应大于齿顶高，即应留有一定的径向间隙，称为顶隙，用c表示。

对于标准齿轮，规定c＝c*m。

c*称为顶隙系数。

我国标准规定：正常齿c*＝0.25。

3、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算名称代号计算公式齿形角α标准齿轮为20°齿数z通过传动比计算确定模数m通过计算或结构设计确定齿厚s s=p/2=πm/2齿槽宽e e=p/2=πm/2齿距p p=πm基圆齿距p b p b=p cosα=πm cosα齿顶高h a h a=h a*m=m名称代号计算公式齿根高h f h f=(h a*+c*)m=1.25m齿高h h=h a+h f=2.25m分度圆直径d d=mz齿顶圆直径d a d a=d+2h a=m(z+2)齿根圆直径d f d f=d-h f=m(z-2.5)基圆直径d b d b=d cosα标准中心距a a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2齿数比u u=z2/z14、渐开线直齿圆传动的正确啮合条件4.1模数相等4.2分度圆上的齿形角相等三、直齿内啮合的简介：四、其他齿轮传动简介1、斜齿圆柱齿轮传动1.1.斜齿圆柱齿轮的形成当发生面沿基圆柱作纯滚动时，直线BB形成的一个螺旋形的渐开线曲面，称为渐开线螺旋面。

βb称为基圆柱上的螺旋角。

1.2、斜齿圆柱齿轮传动的啮合性能●轮齿的接触线先由短变长，再由长变短，承载能力大，可用于大功率传动。

●轮齿上的载荷逐渐增加，又逐渐卸掉，承载和卸载平稳，冲击、振动和噪声小。

●由于轮齿倾斜，传动中会产生一个轴向力。

●斜齿圆柱齿轮在高速、大功率传动中应用十分广泛。

1.3、斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸端面：垂直于齿轮轴线的平面，用t 作标记法面：与轮齿齿线垂直的平面，用n 作标记。

β：斜齿圆柱齿轮螺旋角判别方法：将齿轮轴线垂直放置，轮齿自左至右上升者为右旋，反之为左旋。

1.4斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件●法面模数（法向齿距除以圆周率π所得的商）相等，即m n1=mn2 = m●法面齿形角（法平面内，端面齿廓与分度圆交点处的齿形角）相等，即αn1=αn2 =α●螺旋角相等、旋向相反，即β1= -β22、直齿圆锥齿轮传动以大端的参数作为标准参数。

应满足的条件：●大端端面模数相等。

●大端齿形角相等。

五、渐开线齿轮失效形式失效——齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面损坏等现象，齿轮失去了正常的工作能力。

5.1齿面点蚀引起原因：很小的面接触、循环变化、齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹、微粒剥落下来而形成麻点。