机械基础(机械转动)

第五章机械传动基础知识国家职业资格培训教材技能型人才培训用书机械基础（初级）国家职业资格培训教材编审委员会编李培根主编依据劳动和社会保障部制定的《国家职业标准》要求编写国家职业资格培训教材技能型人才培训用书机械传动基础知识第五章第五章机械传动基础知识第五章机械传动基础知识培训学习目标了解常用的传动方式及机械传动在机器中的运用；熟悉带传动、链传动、齿轮传动、螺旋传动、液压传动的组成、特点及应用场合。第五章机械传动基础知识二、齿轮传动的特点三、齿轮传动的分类及应用场合四、齿轮传动的基本要求第五节螺旋传动一、螺旋传动的组成与特点二、螺旋传动的类型第六节液压传动一、液压传动工作原理二、液压传动的组成三、液压传动的优缺点及应用复习思考题目录第一节机械传动的概念一、常用的传动方式二、机械传动在机器中的运用第二节带传动一、带传动的组成、类型和工作原理二、带传动的特点三、带传动的应用第三节链传动一、链传动的组成和特点二、链传动的类型第四节齿轮传动一、齿轮传动的组成第五章机械传动基础知识第五章机械传动基础知识第一节机械传动的概念一、常用的传动方式1．机械传动机械传动是采用带轮、齿轮、链轮、轴、蜗杆与蜗轮、螺母与螺杆等机械零件组成的传动装置，即采用带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动和螺旋传动等装置来进行功率和运动的传递。2．液压传动液压传动是采用液压元件，利用液体(油或水)作为工作介质，以其压力进行功率和运动的传递。目前在交通工具、建筑机械以及其他机器上，特别是在金属切削机床(如磨床、拉床、组合机床、高效率的自动和半自动机床)上获得更为广泛的应用，已成为机床业发展的一个重要方面。第五章机械传动基础知识第一节机械传动的概念一、常用的传动方式3．气压传动气压传动是采用气动元件，利用压缩空气作为工作介质，以其压力进行运动和功率的传递。气压传动近年来在国内外都得到很快发展，这是因为它不仅可以实现单机自动化，而且可以控制流水线和自动线的生产过程，是实现自动控制的一种重要方法。4．电气传动电气传动是采用电力设备和电气元件，利用调整其电参数(电压、电流和电阻)，来实现运动或改变运动速度。如异步电动机、直流电动机及用于典型机床(如车床、磨床、钻床)上的电气控制装置。第五章机械传动基础知识第一节机械传动的概念二、机械传动在机器中的运用1．改变运动速度电动机的转速是比较高的，经带传动到齿轮箱输入轴上的齿轮时，转速已降低，再通过改变滑移齿轮啮合位置便能获得几种不同的转速。可见带传动和齿轮传动可将某一输入转速变为几种不同的输出转速，从而使滑枕能够获得多种不同的移动速度。2．改变运动方式牛头刨床的动力部分是电动机，输入的运动形式是回转运动，经带传动和齿轮传动后仍为回转运动，但经平面连杆机构(由偏心销11、滑块12和导杆13、销钉7及滑枕5组成)后，牛头刨床中滑枕的运动方式却为直线往复移动。3．传递动力电动机的输出功率通过带传动和齿轮传动及平面连杆机构把动力传给滑枕，然后使装在刀架上的刨刀9有足够的切削力完成刨削工作。第五章机械传动基础知识第二节带传动一、带传动的组成、类型和工作原理1．带传动的组成图5－3带传动的组成1—主动带轮2—从动带轮3—环形带2．带传动的类型(1)靠摩擦传动的带图5－4带传动的类型a)平带b)V带c)圆带d)多楔带e)同步带(2)靠啮合传动的带图5－5同步带的结构1—承载层2—基体第五章机械传动基础知识第二节带传动二、带传动的特点1．带传动的优点1)带具有良好的弹性，故传动平稳且无噪声。2)特有的过载保护作用。3)适用于两传动轴中心距较大的场合(中心距a最大可达10m)。4)结构简单、加工容易、成本低廉、维护方便。2．带传动的缺点1)不能保证瞬时传动比(两轮瞬时角速度ω1与ω2之比)恒定。2)结构紧凑性较差，尤其当传递功率较大时，传动的外廓尺寸也较大。3)带的使用寿命往往较短，一般只有2000～3000h。4)带传动的效率较低，这是由于带传动中存在弹性滑动，消耗了部分功率。5)带传动不适用于油污、高温、易燃和易爆的场合。第五章机械传动基础知识第二节带传动三、带传动的应用由于带传动存在传动效率较低、瞬时传动比不恒定和结构不紧凑的缺点，故一般用于传动比不要求准确的50kW以下中小功率的传动，带的工作速度一般为5～25m/s，传动比i≤7。带传动一般多用于动力部分(电动机)到工作部分的高速传动，如牛头刨床中的带传动。第五章机械传动基础知识第三节链传动一、链传动的组成和特点图5－6链传动的组成1—主动链轮2—从动链轮3—链条1．链传动的组成(1)链传动的优点1)由于链传动是具有中间挠性件的啮合传动平均传动比恒定不变。2)链条装在链轮上不需要很大的张紧力，对轴的压力小。3)链传动中两轴的中心距较大，最大可达5～6m。4)能在较恶劣的环境(如油污、高温、多尘、潮湿、泥沙、易燃及有腐蚀性的条件)下工作。(2)链传动的缺点1)其瞬时传动比是变化的，所以在传动平稳性要求高的场合不能采用链传动。2)链条与链轮工作时磨损较快，使用寿命较短。3)链传动由于平稳性差，故有噪声。4)安装时对两轮轴线的平行度要求较高。5)无过载保护作用。2．链传动的优、缺点第五章机械传动基础知识第三节链传动二、链传动的类型图5－7滚子链结构1—内链板2—滚子3—套筒4—外链板5—销轴2．齿形链1．滚子链图5－9齿形链a)齿形链链板和链轮b)内导片式c)外导片式第五章机械传动基础知识第三节链传动三、链传动的应用链传动主要用于两轴相距较远、传动功率较大且平均传动比又要求保持不变、工作条件恶劣(如多粉尘、油污、泥沙、潮湿、高温及有腐蚀性气体)的场合。目前多用于化工机械、矿山机械、农业机械、自行车、摩托车和装配流水线传动机构中。链传动的一般适用范围为：功率P一般小于100kW，传动比为滚子链i≤6～8、齿形链i≤10,效率η≈0.92～0.98，中心距a一般小于6m。第五章机械传动基础知识第四节齿轮传动一、齿轮传动的组成齿轮传动是由主动齿轮1、从动齿轮2和机架所组成，如图5－10所示。齿轮传动在机械传动中应用最广。图5－10齿轮传动1—主动齿轮2—从动齿轮第五章机械传动基础知识第四节齿轮传动二、齿轮传动的特点1．齿轮传动的优点1)由于采用合理的齿形曲线，所以齿轮传动能保证两轮瞬时传动比恒定，传递运动准确可靠。2)适用的传动功率和圆周速度范围较大。3)传动效率较高，一般圆柱齿轮的传动效率可达98%，使用寿命也较长。4)结构紧凑、体积小。2．齿轮传动的缺点1)当两传动轴之间的距离较大时，若采用齿轮传动结构就会复杂，所以齿轮传动不适用于距离较远的传动。2)没有过载保护作用。3)在传递直线运动时，不如液压传动和螺旋传动平稳。4)制造和安装精度要求较高、成本也高。第五章机械传动基础知识第四节齿轮传动三、齿轮传动的分类及应用场合1)闭式齿轮传动，如减速器齿轮、机床变速箱中的齿轮。2)开式齿轮传动，如冲床传动齿轮、建筑搅拌机上的齿轮及机床的交换齿轮等。3)半开式齿轮传动半开式齿轮传动介于上述两者之间，一般将传动齿轮浸入油池内，上面仅装有简单的防护罩。图5－11齿轮传动分类a)圆柱直齿轮传动b)圆柱斜齿轮传动c)人字齿轮传动d)内啮合传动e)齿轮齿条传动f)锥齿轮传动(1)圆柱齿轮传动(2)锥齿轮传动1．按齿轮形状分类2．按齿轮传动的工作条件分类第五章机械传动基础知识第四节齿轮传动四、齿轮传动的基本要求1．传动平稳齿轮在传动过程中，应始终严格保持恒定的瞬时传动比。由于齿轮采用了合理的齿形曲线(通常采用渐开线、摆线和圆弧，其中最常用的是渐开线)，于是就保证了瞬时传动比保持不变。这样可保持传动平稳，提高齿轮的工作精度，以适用于高精度及高速传动。2．承载能力强齿轮具有足够的抵抗破坏能力以传递较大的动力，并且还要有较长的使用寿命和较小的结构尺寸。要满足上面两个基本要求，就须对轮齿形状、齿轮的材料、齿轮加工、热处理方法、装配质量等诸多方面提出相应的要求。第五章机械传动基础知识第五节螺旋传动一、螺旋传动的组成与特点图5－12车床丝杠传动1．螺旋传动的组成螺旋传动主要由螺杆、螺母和机架组成。2．螺旋传动的特点螺旋传动具有结构简单，工作连续、平稳、无噪声，承载能力大，传动精度高，易于自锁等优点，故在机械中有着广泛的应用。其缺点是磨损大，效率低，但近年来由于滚动螺旋的应用，使磨损和效率问题得到了极大的改善。第五章机械传动基础知识第五节螺旋传动二、螺旋传动的类型1．按螺旋副摩擦性质分(1)滑动螺旋1)螺杆与螺母之间的摩擦大，易磨损，且传动效率低。2)可设计成具有自锁特性的传动。3)结构简单、制造方便。(2)滚动螺旋1)螺旋副之间为滚动摩擦，摩擦因数小，不易磨损，传动效率高。2)不具有自锁性，可以变直线运动为旋转运动。3)结构复杂，制造困难。图5－13滑动螺旋图5－14滚动螺旋a)外循环式b)内循环式第五章机械传动基础知识第六节螺旋传动二、螺旋传动的类型2．按使用要求不同分(1)传动螺旋(3)调整螺旋调图5－15机床工作台传动机构1—螺杆2—螺母3—机架4—溜板图5－16传力螺旋a)螺旋千斤顶b)螺旋压力机图5－17双螺旋机构1—可动螺母2—固定螺母3—螺杆图5－18弹簧规(2)传力螺旋第五章机械传动基础知识第六节液压传动一、液压传动工作原理图5－19液压千斤顶1—手柄2—小液压缸3—小活塞4—小液压缸下腔5、7—单向阀6—油箱8—放油塞9—管道10—大液压缸下腔11—大活塞12—大液压缸第五章机械传动基础知识第六节液压传动二、液压传动的组成1．动力元件各种类型的液压泵(齿轮泵和叶片泵等)为液压传动系统的动力元件，它是将机械能转换成液压能的转换装置。2．执行元件各种类型的液压缸(作直线运动)、液压马达(作旋转运动)为液压传动系统中的执行元件，它是将液压能转换成机械能的装置。3．控制调节元件溢流阀、流量阀、换向阀等为液压传动系统的控制调节元件，它是控制液压系统的压力、流量、方向的装置。4．辅助元件油箱、滤油器、压力表、管道等，是组成液压系统必不可少的辅助元件。第五章机械传动基础知识第六节液压传动三、液压传动的优缺点及应用1．液压传动与机械传动相比的优点2．液压传动的缺点3．液压传动应用实例在工程机械、冶金机械、矿山机械、起重运输机械、建筑机械、轻工机械、农业机械、汽车工业、智能机械、航空等工业部门得到普遍应用。1调速方便且调速范围大。2)运动比较平稳，反应快，冲击小。3)控制调节元件操作简便、省力。4)能自动防止过载，故使用寿命长。5)体积小，重量轻，结构紧凑。1)对液压元件的制造精度要求较高。2)难以保证严格的传动比。3)系统效率较低，不宜作远距离传动。4)故不宜在很高和很低的温度下工作。5)不易查找故障原因。第五章机械传动基础知识1．常用的传动方式有哪几种?2．机械传动在机器中的应用有哪些?3．带传动有什么特点?4．链传动与带传动相比有什么特点?5．滚子链的内、外链板为何都制成“8”字形?6．齿轮传动按齿轮形状分有哪几种?若按齿轮传动的工作条件分又有哪几种?7．齿轮传动有什么特点?8．齿轮传动的基本要求是什么?9．螺旋传动的特点是什么?10．螺旋机构按螺旋副摩擦性质分有哪几种?若按使用要求分又有哪几种?11．液压传动有哪些优缺点?12．液压传动由哪几部分组成?各有什么作用?复习思考题第五章机械传动基础知识