机械传动的应用

项目五常用机械传动知识目标：1.知道常用机械传动的类型和应用特点。2.认识常用机械传动的工作过程。技能目标：1.能计算常用机械传动的传动比。2.能说出常用机械传动在生活中的应用。任务一带传动知识目标：1.认识带传动的类型和应用特点。2.知道带传动的工作过程及传动比。技能目标：1.会计算带传动的传动比。2.能说出带传动在生活中的应用。一、工作任务原动机与执行部分距离较远，可采用什么传动方式呢？本任务将介绍带传动。二、知识准备1.带传动的类型和应用特点（1）带传动的类型带传动的类型，如图4-1所示。图4-1带传动的类型（2）带传动的应用特点①传动平稳，传动中心距大，噪声小，结构简单，能缓和冲击，过载时挠性带发生打滑而避免损坏装置。②不能保证准确的传动比。2.带传动的工作过程带传动是利用紧套在带轮上的挠性环形带与带轮间的摩擦力来传递动力和运动的机械传动。常用带传动的工作过程，如表4-1所示。3.带传动的传动比如图4-2所示带传动，小带轮为主动轮，大带轮为从动轮。小带轮直径为D1，转速为n1，大带轮直径为D2，转速为n2。在相同时间内，两个带轮转过的长度应相等，即有：则带传动的传动比从公式可知，带传动的传动比与两个带轮的直径成反比。图4-2带传动4.带传动的安装与维护以台钻为例，带传动的安装与维护，如图4-3所示图4-3〓带传动的安装与维护三、任务完成过程指出如图4-4所示带的类型。图4-4带的类型解：（1）平带（2）V带（3）圆带（4）同步带做一做：1.带传动有哪些类型？2.带传动有什么特点？3.带传动的松紧如何调节？四、学习评价任务二螺旋传动知识目标：1.认识螺旋传动的工作过程。2.知道螺旋传动的应用形式。技能目标：1.知道螺旋传动的应用特点。2.能说出螺旋传动在生活中的应用。一、工作任务你知道螺纹除了用于连接外，还有其他的用途吗？本任务将介绍螺旋传动。二、知识准备1.螺旋传动的类型螺旋传动的类型，如表4-3所示。2.螺旋传动的特点（1）螺旋传动结构简单，传动平稳，传递动力大，传递运动准确。（2）具有一定的自锁性，故在螺旋压力机、千斤顶中采用，以保证工作安全可靠。（3）传递效率低（一般只有约50%），磨损比较严重。3.螺旋传动的应用形式螺旋传动的应用形式，如表4-4所示。三、任务完成过程指出如图4-5所示螺旋传动的类型。图4-5指出螺旋传动的类型(一)第二级标题解：螺旋压力机：传力螺旋千分尺：传导螺旋汽车发电机调整螺栓：调整螺旋做一做：1.螺旋传动有哪几种类型？2.螺旋传动有什么特点？3.螺旋传动有哪三种应用形式？四、学习评价任务三齿轮传动知识目标：1.知道齿轮传动的种类、特点。2.认识齿轮传动的工作过程。技能目标：1.会进行齿轮传动传动比的计算。2.能说出齿轮传动在生活中的应用。一、工作任务时针走一格12分，分针走一圈一小时，什么机构才能实现如此精确的传动？本任务将讲述齿轮传动。二、知识准备1.齿轮传动的种类和特点（1）齿轮传动的种类齿轮是机械设备中常见的传动零件，它可用于传递动力、改变运动速度或旋转方向。齿轮传动根据两轴的相对位置，可分为圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动和蜗杆蜗轮传动，如图4-6所示图4-6齿轮传动类型根据齿轮传动的工作条件，可分为：（a）开式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好润滑。（b）半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩但不封闭。（c）闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，齿轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。（2）齿轮传动的特点齿轮传动具有以下特点：（a）齿轮传动结构紧凑，工作可靠，使用寿命长。（b）齿轮传动的传动比恒定，传递运动准确，效率高。（c）传递运动和动力的范围广。传递功率可以从很小至几十万千瓦，速度最高可达300m/s，齿轮直径可以从几毫米至二十多米。（d）齿轮传动制造安装精度高，成本也较高，且不使用于远距离传动。2.齿轮传动的工作过程和传动比齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递运动和动力的机械传动，如图4-7所示。工作时，主动轮的轮齿通过啮合点对从动轮的轮齿产生法向推力，从而推动从动齿轮转动，同时把主动轴的运动和动力传递给从动轴。图4-7齿轮传动在图中，设主动轮的转速为n1，齿数为z1；从动轮的转速为n2，齿数为z2。根据齿轮传动的原理可知，当主动齿轮转过一个齿时，从动齿轮也相应转过一个齿。根据以上分析，则在相同时间内两齿轮转过的齿数应该是相等的，即有：由公式可知，齿轮传动的转速之比与其齿数成反比。3.常用齿轮传动的应用场合齿轮传动是应用广泛的一种机械传动，在各种工业机械、电气设备及手表等产品中广泛应用，如图4-8所示。图4-8常用齿轮传动的应用三、任务完成过程相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，n1=900r/min，n2=300r/min，a=200mm，m=5mm，求齿数z1和z2。解：由公式又由公式即可求出z1=20把z1=20代入①式，可得z1=60做一做：1.齿轮传动有哪些种类？2.试说出齿轮传动在生活中的应用实例？3.相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮，z1=40，z2=60，m=3mm。假设z1为主动轮，求a和i12。四、学习评价任务四蜗杆传动知识目标：1.知道蜗杆传动的特点及工作过程。2.知道蜗杆传动应用场合。技能目标：1.会蜗杆传动传动比的计算。2.能识别蜗杆传动在生活中的应用。一、工作任务除了锥齿轮传动可把动力方向改变90°外，还有其他传动方式吗？本任务将讲述蜗杆传动。二、知识准备1.蜗杆传动工作过程及传动比蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为90°，如图4-9所示。蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件。蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过一齿，若蜗杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过两个齿。2.蜗杆传动的特点（1）传动比大，结构紧凑。图4-9蜗杆传动蜗杆头数用Z1表示（一般Z1=1～4），蜗轮齿数用Z2表示。从传动比公式i=Z2/Z1可以看出，当Z1=1，即蜗杆为单头，蜗杆须转Z2转蜗轮才转一转，因而可得到很大传动比，一般在动力传动中，取传动比i=10～80；在分度机构中，i可达1000。这样大的传动比如用齿轮传动，则需要采取多级传动才行，所以蜗杆传动结构紧凑，体积小、重量轻。（2）传动平稳，无噪音。因为蜗杆齿是连续不间断的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的，蜗杆齿没有进入和退出啮合的过程，因此工作平稳，冲击、震动、噪音小。（3）具有自锁性。蜗杆的螺旋升角很小时，蜗杆只能带动蜗轮传动，而蜗轮不能带动蜗杆转动。（4）蜗杆传动效率低，一般认为蜗杆传动效率比齿轮传动低。尤其是具有自锁性的蜗杆传动，其效率在0.5以下，一般效率只有0.7～0.9。（5）发热量大，齿面容易磨损，成本高。3.蜗杆传动应用场合蜗杆传动常用于两轴交错、传动比较大、传递功率不太大或间歇工作的场合，如图4-10所示。当要求传递较大功率时，为提高传动效率，常取Z1＝2～4。此外，由于当γ1较小时传动具有自锁性，故常用在卷扬机等起重机械中，起安全保护作用。它还广泛应用在机床、汽车、仪器、冶金机械及其它机器或设备中，其原因是因为使用轮轴运动可以减少力的消耗，从而大力推广。三、任务完成过程1.蜗杆、蜗轮的材料蜗杆在低、中速时可采用45钢调质，高速时图4-10大型喷灌机专用减速机采用40Cr、40MnB、40MnVB，调质后表面淬火，或采用20、20CrMnTi、20MnVB渗碳淬火。一般蜗轮材料多采用摩擦因数较低、抗胶合性好的锡青铜（ZCuSn10Pb1、ZCuSnPb6Zn3）、铝青铜（ZCuAl10Fe3）或黄铜，低速时可采用铸铁（HT150、HT200）等。2.蜗杆、蜗轮的结构蜗杆螺纹部分的直径不大时，一般和轴做成一体，当蜗杆齿根圆直径与轴直径之比大于等于1.7时，才将蜗杆齿圈和轴分别制作，然后套装在一起。蜗轮的结构形式有四种：齿圈式、螺栓联接式、整体式和镶铸式。做一做：1.蜗杆传动具有什么特点？2.在哪些场合可以采用蜗杆传动？四、学习评价任务五机械的润滑与密封知识目标：1.认识机械润滑及密封的目的。2.知道常用的润滑方法及密封方式。技能目标：1.能正确选用常用的润滑剂。2.会使用常用的密封方式。一、工作任务机械有摩擦就有磨损，如何减少摩擦避免磨损？这是机械设计及使用者必须考虑的问题。本任务将讲述机械的润滑与密封。二、知识准备1.机械的润滑（1）机械润滑的目的机械润滑的目的主要是减少摩擦避免磨损。凡能起降低摩擦阻力作用的介质都可作为润滑剂，常用的润滑剂是润滑油和润滑脂。常用的润滑油名称、代号和主要用途如表4-8所示。常用的润滑脂名称、代号和主要用途如表4-9所示。（2）机械润滑的方式①手工定时润滑靠手工定时加油、加脂，属于间歇润滑。所用的润滑装置结构简单，供油不可靠，用于轻载、低速和不重要的部位。如图4-11所示黄油嘴为手工定时加润滑脂的装置。图4-11黄油嘴②连续润滑连续供油，供油比较可靠，有的还可以调节。常用的连续供油方式有以下几种：（a）油绳油绳润滑是用毛线或棉纱作成芯捻，其一端浸在油内，利用毛细管的虹吸原理向供油部位供油，如图4-12所示。润滑装置结构简单，但供油不大，调节不便。用于载荷、速度不大的场合。（b）针阀式注油油杯润滑当手柄位于如图4-13所示的水平位置时，针阀受弹簧推压向下堵住油孔。手柄转90°变为直立位置时，针阀上提，油孔敞开供油。调整调节螺母图4-12油绳润滑图4-13针阀式油杯可以调节滴油量。这种润滑装置可以手动，也可以自动，用于要求供油量一定、连续供油的场合（c）油浴、飞溅润滑如图4-14所示，齿轮减速器的大齿轮下部浸在油中，齿轮转动时将油带入啮合部位，进行润滑，这种润滑方式称为油浴润滑。齿轮转动时使润滑油飞溅到其他零件上进行润滑，称为飞溅润滑。由于油浴、飞溅润滑都能保证在开车后自动将润滑油送入摩擦副，而停车时又自行停送，所以图4-14油浴、飞溅润滑润滑可靠、耗油少、维护简单，广泛应用于机床、减速器及内燃机等闭式传动中。（3）润滑剂的选用各类润滑剂的应用范围，如表4-10所示。2.机械的密封（1为防止轴承的润滑剂外流和水汽、灰尘、污物进入轴承，必须对轴承进行密封。（2①密封性能好，无泄漏现象。②密封可以长时间的可靠工作。③摩擦小。④易加工。（3）密封的种类按密封的零件表面之间有无相对运动，密封可以分为静密封和动密封两大类。静密封有密封垫、密封胶和直接接触三种。动密封可以分为接触式和非接触式密封两种。常用动密封种类，如表4-11所示。三、任务完成过程如图4-15所示物体，一般用什么润滑剂。解：电动机轴承：润滑脂发动机：润滑油图4-15选用什么润滑剂做一做：1.机械润滑的目的是什么？2.机械润滑的方式有哪些？3.机械密封的目的是什么？4.常用旋转动密封有哪些？四、学习评价