《機(jī)械傳動》PPT課件.ppt

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1、2020/9/20,1,第五章:機(jī)械傳動,帶傳動與齒輪傳動,2020/9/20,2,第一節(jié):帶傳動,一、帶傳動的工作原理及類型 二、帶傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用 三、帶傳動的受力分析與打滑現(xiàn)象 四、帶傳動中的彈性滑動與傳動比 五、V型帶及帶輪,2020/9/20,3,一、帶傳動的工作原理及類型,帶傳動的組成 主動輪、從動輪、傳動帶。 傳動帶按其截面形狀分類 平帶、V型帶、圓帶、同步帶。 傳動的類型 開口傳動;交叉?zhèn)鲃樱唤嵌葌鲃印?2020/9/20,4,二、帶傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用,適用 通常用于傳遞中小功率;常用于多級傳動中的高速級;傳動比i7,傳動效率 =0.940.97。 優(yōu)點(diǎn) 中心距較大的傳動;

2、過載時(shí),出現(xiàn)打滑,起到過載保護(hù)作用;結(jié)構(gòu)簡單,制造、安裝精度低,成本低。,2020/9/20,5,,缺點(diǎn) 傳動裝置尺寸較大; 不能保證準(zhǔn)確的傳動比; 帶的壽命較短; 傳動效率較低。,2020/9/20,6,三、帶傳動的受力分析與打滑現(xiàn)象,帶傳動的受力分析 帶傳動的打滑現(xiàn)象 影響圓周力的因素,2020/9/20,7,帶傳動的受力分析,F0 F0 O1 O2 F0 F0 a 靜止時(shí),帶兩邊的拉力都等于初拉力F0,,,,,,,,,,,,,,2020/9/20,8,,n1 F2 F2 n2

3、 Ff O1 O2 Ff F1 F1 a 啟動時(shí),F(xiàn)1-F0=F0-F2 主動輪,F(xiàn)2+Ff=F1 從動輪, F1=Ff+F2 圓周力,F(xiàn)e=F1-F2,,,,,,,,,,,,,,,,,,2020/9/20,9,,啟動時(shí),F(xiàn)1-F0=F0-F2 所以, F0=(F1+F2)/2 (1) 圓周力,F(xiàn)e=Ff=F1-F2 (2) 由(1)式減(2)式,得 F2=F0 - Fe/2 F1=F0+Fe/2,2020/9/20,10,帶傳動的打滑現(xiàn)象,因?yàn)?,P=Fev 若 v

4、 一定,P增大時(shí),圓周力Fe也增大。但在具體條件下,摩擦力Ff是有一極限值,相應(yīng)的帶傳遞功率P也有一定值。 當(dāng)帶傳遞的功率超過此定值時(shí),帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對滑動,這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑時(shí),帶和從動輪不能正常轉(zhuǎn)動,甚至完全不動,使傳動失效。打滑將造成帶的嚴(yán)重磨損。,2020/9/20,11,影響圓周力的因素,根據(jù)歐拉公式:F1=F2ef 圓周力, Fe=Ff=F1-F2 以及 F2=F0 - Fe/2 由上式可知,影響圓周力的因素有: 初始拉力F0、包角、摩擦系數(shù)f。,2020/9/20,12,四、帶傳動中的彈性滑動與傳動比,帶的彈性滑動 帶傳動的傳動比,2

5、020/9/20,13,帶的彈性滑動,v主v帶v從 ,這是帶傳動正常工作時(shí) 固有的特性,無法避免。 帶的彈性滑動就是帶一邊繞行主動輪,一邊徐徐向后收縮。,2020/9/20,14,帶傳動的傳動比,由于彈性滑動的影響,從動輪的圓周速度 v2 低于主動輪的圓周速度 v1 ,其降低量用滑動率表示。,2020/9/20,15,,因?yàn)? 所以 若略去,則,2020/9/20,16,五、V型帶及帶輪,V型帶的結(jié)構(gòu) V型帶的型號和規(guī)格 V型帶輪的材料 V型帶輪的結(jié)構(gòu),2020/9/20,17,第二節(jié):齒輪傳動工作原理,一、齒輪傳動的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用 二、傳動比和齒廓曲線 三、漸開線齒廓,20

6、20/9/20,18,一、齒輪傳動的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用,類型 按軸的相對位置劃分;按齒向劃分;按工作條件劃分。 特點(diǎn)及應(yīng)用 保證恒定的傳動比,傳動平穩(wěn);傳動效率高;結(jié)構(gòu)緊湊,壽命長;不適用于軸間距遠(yuǎn)的傳動。,2020/9/20,19,二、傳動比和齒廓曲線,傳動比 o1 a 1 r1 n vk2 K vk1 b C n 2 r2 vk1= 1O1K z vk2 =2 O2K o2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2020/9/20,20,,過O2

7、作O2Znn,與O1K的延長線交于Z點(diǎn),因Kab與KO2Z的對應(yīng)邊互相垂直,所以KabKO2Z,故有 由上式可得,2020/9/20,21,,又因O1O2ZO1CK故有 由此得到 欲保證傳動比i12恒定,O2C/O1C應(yīng)為常數(shù)。,2020/9/20,22,,互相嚙合傳動的一對齒廓,在任一瞬時(shí)的傳動比,與連心線被其嚙合齒廓在接點(diǎn)的公法線nn所分的兩線段成反比。 齒廓公法線nn與兩連心線的交點(diǎn)C稱為嚙合節(jié)點(diǎn)。 要保持恒定的傳動比,則不論齒廓在任何位置接觸,過接觸點(diǎn)所作的齒廓公法線nn必須與連心線交于定點(diǎn)C。,2020/9/20,23,三、漸開線齒廓,漸開線的形成 漸開線的性質(zhì) 漸開線齒廓的嚙合特

8、性,2020/9/20,24,漸開線的形成,Fn vk K k rk B k A o rb r,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2020/9/20,25,漸開線的性質(zhì),1、發(fā)生線長度等于基圓上被滾過的弧長, 即 BK=AB; 2、發(fā)生線即為漸開線在K點(diǎn)的法線; 3、基圓越大,漸開線越平直; 4、基圓以內(nèi)無漸開線;,,,2020/9/20,26,,5、壓力角k,為漸開線上某一點(diǎn)法線與 該點(diǎn)速度方向所夾之銳角。 規(guī)定 中國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角=2

9、0,(在分度圓上的壓力角為之)。,2020/9/20,27,漸開線齒廓的嚙合特性,1、漸開線齒廓能保證定傳動比 因?yàn)闈u開線上任意一點(diǎn)都于基圓相切,所以,過兩齒廓的接觸點(diǎn),作兩齒廓的公法線與兩齒輪的連心線交于定點(diǎn)。 常數(shù),2020/9/20,28,,2、 中心距可分性 由于齒輪加工完成后,其基圓半徑已確定。即使在實(shí)際安裝中,使兩輪中心距稍有改變,也不會影響兩輪的傳動比。漸開線齒輪的這一傳動特性,稱為中心距可分性。 常數(shù),2020/9/20,29,,3、齒廓間正壓力方向不變 過接觸點(diǎn)齒廓的公法線總是兩基圓的公切線,所以,在嚙合的全

10、過程中,所有接觸點(diǎn)都在公切線上。稱為齒輪傳動嚙合線。嚙合線為直線,故齒廓間的正壓力方向保持不變,因而傳動平穩(wěn)。,2020/9/20,30,第三節(jié):直齒圓柱齒輪傳動,一、漸開線直齒圓柱齒輪及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的 幾何尺寸 二、漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 三、根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)和變位齒輪的概念,2020/9/20,31,一、漸開線直齒圓柱齒輪及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的幾何尺寸,齒輪的各部分名稱 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算公式,2020/9/20,32,齒輪的各部分名稱,da db d df dk o,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,202

11、0/9/20,33,標(biāo)準(zhǔn)齒輪,在分度圓上齒厚 s 等于齒槽寬 e ,且齒頂高系數(shù) ha 與頂隙系數(shù) c 為標(biāo)準(zhǔn)值,以及模數(shù) m 也為標(biāo)準(zhǔn)值的齒輪,稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。此時(shí)有,2020/9/20,34,外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算公式,見表14 - 3,2020/9/20,35,二、漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動,正確嚙合條件 標(biāo)準(zhǔn)中心距 漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件,2020/9/20,36,正確嚙合條件,要保證兩對齒輪能同時(shí)在嚙合線上接觸,必須滿足 即 所以,2020/9/20,37,標(biāo)準(zhǔn)中心距,一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓相切時(shí)的中心距,稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距。用a表示 a = r1+r2 = r

12、1+r2 = m(z1+z2)/2 對于單一齒輪而言,只有分度圓,而無節(jié)圓。一對齒輪嚙合時(shí),才有節(jié)圓。節(jié)圓與分度圓可能重合,也可能不重合。,2020/9/20,38,漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件,兩對齒廓嚙合點(diǎn)間的距離B1B2pb基節(jié),方可保證一對齒下班時(shí),另一對齒已準(zhǔn)時(shí)或提前接班。 漸開線齒輪傳動的重合度: 重合度高,則平穩(wěn)性好,每對輪齒承受載荷越小。,2020/9/20,39,三、根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)和變位齒輪的概念,漸開線齒廓的切齒方法 根切現(xiàn)象和最少齒數(shù) 變位齒輪的概念,2020/9/20,40,漸開線齒廓的切齒方法,有鑄造、沖壓、熱扎法。而最常用的是切削法,有仿形法和范成法。

13、仿形法:用仿形刀具,逐個(gè)齒槽銑出。 范成法:利用一對齒輪相互嚙合傳動時(shí),其兩輪齒廓互為包絡(luò)線的原理來加工齒輪??赏瑫r(shí)加工多個(gè)齒槽,加工效率高。,2020/9/20,41,根切現(xiàn)象和最少齒數(shù),用范成法加工齒輪時(shí),如果齒輪的齒數(shù)太少,則刀具的齒頂會將被切齒輪的齒根漸開線切去一部分。這種現(xiàn)象稱為根切。 為避免發(fā)生根切現(xiàn)象,標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒數(shù)應(yīng)有一個(gè)最少的限度。這個(gè)齒數(shù)稱為最少齒數(shù),用zmin表示。,2020/9/20,42,,當(dāng)壓力角=20及齒頂高系數(shù)ha=1, zmin =17。 當(dāng)壓力角=20及齒頂高系數(shù)ha=0.8, zmin =14。,2020/9/20,43,變位齒輪的概念,加工出齒數(shù)少于最少齒數(shù)而又不發(fā)生根切的齒輪即為變位齒輪,是非標(biāo)準(zhǔn)齒輪。 是通過刀具和齒輪坯相對位置的變位,加工出齒厚不等于齒槽寬的齒輪。,2020/9/20,44,第四節(jié):輪系,一、輪系的類型 二、傳動比的計(jì)算,2020/9/20,45,一、輪系的類型,定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系 混合輪系,2020/9/20,46,二、傳動比的計(jì)算,平面定軸輪系 空間定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系,

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