第八讲常用机械传动装置

第八讲常用机械传动装置

机械传动装置的主要作用是将一根轴的旋转运动和动力传给另一根轴，并可以改变轴的转速大小和转动方向。常见的机械传动装置有带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动。

第一节带传动

一、带传动的工作原理和速比

1、带传动的工作原理

带传动是用挠性传动带做中间体而靠摩擦力工

作的一种传动。

2、带传动的速比

速比：主动轮与从动轮的转速或角速度之比，

用i表示，即

i=n1/n2=ω1/ω2

对带传动而言，不考虑带的弹性变形，并假定带在带轮上不发生滑动，则主、从轮的圆周速度是相等的，即

v1=v2

若以D1、D2分别表示主、从轮的直径，则有

v1=πD1n1 v2=πD2n2

速比公式 i=n1/n2=ω1/ω2 = D2 / D1

带传动中两轮转速与带轮直径成反比。

二、带传动的特点和类型

1、带传动的特点

特点：带传动属于挠性传动，传动平稳，噪声小，可缓冲吸振。过载时，带会在带轮上打滑，而起到保护其他传动件免受损坏的作用。带传动允许较大的中心距，结构简单，制造、安装和维护较方便，且成本低廉。但由于带与带轮之间存在滑动，传动比严格保持不变。带传动的传动效率较低，带的寿命一般较短，不宜在易燃易爆场合下工作。

2、带传动的类型

按传动原理分

（1）摩擦带传动靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带、平带传动等；

（2）啮合带传动靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。

按传动带的截面形状分

（1）平带平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。

（2）V带截面形状为梯形，两侧面为工作表面。

（3）多楔带它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可传递很大的功率。（4）圆形带横截面为圆形。只用于小功率传动。

（5）齿形带（同步带）应用：发动机机器人关节

三、V带及带轮

1、V带的结构和型号

V带是一种无接头的环型带，其截

面如图所示。节线长度为基准长度，已

标准化，国标（GB11544-89）。

2、带轮的结构和材料

由轮缘、轮辐和轮毂组成，结构多为实心式、腹板式、孔板式、轮辐式。材料多为灰铸铁。

四、带传动的张紧装置

1、调距张紧

螺纹调距张紧，自重自动张紧装置。

2、紧轮张紧

设于松边内侧，使带只受单向弯曲，尽可能靠近大带轮，以免小带轮的包角减小太多。

第二节链传动

一、链传动及其速比

链传动是由两个具有特殊齿形的链轮和一条挠性的闭合链条所组成。

速比：i=n1/n2=z2/z1

二、链传动的类型和特点

类型：

1、按用途分为三类：传动链、输送链、起重链

2、按结构分为：滚子链、套筒链、弯板链、齿形链，常用滚子链

特点：1、滚子链的优点：没有弹性滑动和打滑；平均传动比准确；传动效率高；可用于两轴中心距较大的传动；承载能力较大；能在高温或有水、油等恶劣的环境中工作。

2、缺点：瞬时传动比不准确；传动平稳性差；工作时冲击和噪音较大；磨损后易发生跳齿；只能用于平行轴之间的传动。

第三节 齿轮传动

一、概述

1、齿轮传动的速比

速比：i=n 1/n 2=z 2/z 1

2、齿轮传动的优缺点及应用

优点：速比恒定、传递功率范围大、传动效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑。 缺点：制造、安装精度要求高、轴间距大时，传动装置大。

3、齿轮传动的类型

二、渐开线齿廓曲线

如图

三、直齿圆柱齿轮传动

1、直齿圆柱齿轮各部分名称

齿顶圆，齿根圆，齿厚和齿槽宽，齿距，分度圆，模数，压力角，全齿高、齿顶高、

任何瞬时必须有一对或一对以上的轮齿处于啮合状态。

（3）避免根切和干涉的条件

齿轮齿数必须大于或等于17。

四、斜齿圆柱齿轮传动和锥齿轮传动的特点及应用

1、斜齿圆柱齿轮传动的特点及应用

特点：传动平稳、承载能力高

应用：高速、重载

2、锥齿轮传动的特点及应用

特点：传动轴交角任意，一般为90°，加工和安装困难。

应用：用于轻载、低速。

五、齿轮的材料

足够的强度、较高的耐磨性和良好的切削加工性能。

第四节蜗杆传动

一、蜗杆传动原理及速比计算

如图所示

速比：i=n1/n2=z2/z1

二、蜗杆传动的特点

（1）速比大

（2）传动平稳

（3）有自锁作用

（4）效率低

三、蜗杆、蜗轮的材料

耐磨，蜗杆蜗轮碳素钢或合金钢，蜗轮蜗轮锡青铜作轮缘。

第五节联轴器和离合器

一、联轴器

按照结构特点，联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器两

类。

l.刚件联轴器

刚性联轴器是通过若干刚性零件将两轴联接在一起的，

它有多种结构形式。

最常用的一种刚性联轮器，称做凸缘联轴器。凸缘联轴器主

要由两个分别装入两轴端部的凸缘盘和联接它们的螺栓所组成。为使被联接两轴的中心线对准，可在联轴器的一个凸缘盘做出凸肩，并在另

一个凸缘盘上制成相配合的凹槽。

套简联轴器也是一种常用的刚性联轴器。

2.弹性联轴器

弹性联轴器包含有各种弹性零件的组成部分，因而奋工作中具有较好的缓冲与吸振能力。

弹性圈柱销联轴器是机器中常用的一种弹性联轴器，

如图所示。它的主要零件是柱销、弹性橡胶圈和两个法兰

盘。每个柱销上装有几个橡胶圈，插到法兰盘的销孔中，

从而传递转矩。弹性圈柱销联轴器适用于正反转变化多、

起动频繁的高速轴联接。获得较好缓冲和吸振效果。

尼龙柱销联轴器是用具有一定弹性的尼龙柱销代替

了橡胶圈和钢制柱销，其性能及用途与弹性圈柱销联轴器

相同。其结构简单，制作容易，维护方便，所以常用它来

代替弹性圈柱销联轴器。

二、离合器

离合器的形式很多，常用的有嵌入式离合器和摩擦式离合器。离合器的操纵方式可以是机械的、电磁的、液压的等等，此外还可以制戍自动离合的结构，根据一定的条件自动分离或接合。

l、嵌入式离合器

常用的嵌入式离合器有牙嵌离合器和齿轮离合器。

（1）牙嵌离合器，如图所示，由两个端面带有牙齿的套筒所组成。其中，套简

l（固定套）固定在主动轴上、而套简2（滑动套）

则用导向键（或花键）与从动轴联接，利用操纵

机构使其沿轴向移动实现离合器的接合和分离。

牙嵌离合器的齿形有矩形、梯形和锯齿形三

种（如图），矩形、梯形能双向传动，锯齿形则只能单向传动。梯形易于接合，强度较高、应用较广。

牙嵌离合器结构简单，两轴联接后无相对运动。接合有冲

击，只能在低速或停车状态下接合．否则容易将齿打坏。

（2）齿轮离合器，由一个内齿套和一个外齿套所组成。齿

轮离合器除具牙嵌离合器的特点外，其传递转矩的能力更大。

2、摩擦式离合器

根据结构形状的不同，摩擦式离合器分为圆盘式、圆锥式和多片式等类型。圆盘式和圆锥式摩擦离合器结构简单，但传递转矩的能力较小，应用受到一定的限制。在机器中，特别是在金属切削机床中，广泛使用多片式摩擦离合器。

图为一种拨叉操纵多片式摩擦离合器的结构。外套1和内套7分别用键联接两

个轴端。而内摩擦片3和外摩擦片2则以多槽分别

与内套和外套相联。当操纵拨叉使滑环6向左移动

时，角形杆杠5摆动，使内外摩擦片相互压紧，两

轴就接合在一起，借各摩擦片之间的摩擦力传递转

矩。滑环6向右移动复位．两组摩擦片松开，两轴

即可分离。

与嵌入式离合器相比较，摩擦式离合器的优点是：在运转过程中能平稳地离合；过载保护。摩擦式离合器的缺点是：摩擦表面之间存在相对滑动，以致发热较高，磨损较大，且传动比不准确。

3.自动离合器

（1）安全离合器

安全离合器传递的转矩达到某一定值时就能自动分离。具有防止过载的安全保护作用。

图示为牙嵌式安全离合器的结构，齿形倾角较

大，并由弹簧压紧使牙嵌合。当传递的转矩超过某

一定值（过载）时，牙间的轴向分力将克服弹簧压

力使离合器分开，产生跳跃式的滑动。当转矩恢复

正常时，离合器又自动地重新接合。

调节螺母可获得不同的弹簧压紧力，从而使离合器可在不同的转矩下滑跳。

（2）超越离合器

图示为一单向超越离合器，它主要由星轮1、

外环2、滚柱3、顶杆4及弹簧5等组成。星轮1

通过键与轴6联接，外环2通常做成一个齿轮，

空套在星轮上。在星轮的三个缺口内，各装有一

个滚柱3，每个滚往又被弹簧5、顶杆4推向外环

和星轮的缺口所形成的楔缝中。

当外环（齿轮）2以慢速逆时针回转时，滚柱3在摩擦力的作用下被楔紧在外环与星轮之间，因此外环便带动星轮使轴6也以慢速逆时针回转。

在外环以慢速作逆时针回转的同时，若轴6由另外一个快速电动机带动亦作逆时针方向回转，则星轮1将由轴6带动沿逆时针方向高速回转。由于星轮的转速高

于外环的转速，滚柱从楔缝中松开，外环与星轮便自动失去联系，各按各自的速度回转，互不干扰。在这种情况下，星轮的转速超越外环的转速而自由运转，所以这种离合器称为超越高合器。

当快速电动机不带动轴6回转时，滚柱又在摩擦力的作用下，被楔紧在外环与星轮之间，外环与星轮又自动联系在一起，使轴6随同外环作慢速回转。

由于超越离合器有上述作用，所以它大量地应用于机床、汽车和飞机等传动装置中。