1、2020 4 2 1带传动 2链传动 3齿轮传动 第四章制药设备机械传动 4蜗杆蜗轮传动 5轮系简介 2020 4 2 第一节带传动 三普通V带和带轮 四带传动的失效 张紧 安装与维护 二带传动主要几何参数 一带传动的原理 类型及特点 五制药设备的应用实例 2020 4 2 一带传动原理 类型 特点 带传动原理 带传动的类型 带传动的特点 2020 4 2 1带传动原理 带传动组成 主动带轮 从动带轮和传动带 传动力 摩擦力 2020 4 2 带传动的工作情况分析 带传动的受力分析工作前 两边初拉力Fo Fo工作时 两边拉力变化 紧力Fo F1 松边Fo F2F1 Fo Fo F2F1 F2
2、摩擦力总和Ff 有效圆周力Fe所以 紧边拉力F1 Fo Fe 2松边拉力F2 Fo Fe 2 2020 4 2 2带传动的类型 带传动一般分为圆带传动 平带传动 V带传动 同步带传动等 a 平带传动b V带传动c 圆带传动d 同步带传动 2020 4 2 平带 类型 扁平矩形 与带轮相接触的内表面 V带 工作面 传递功率大 普通V带 窄V带 两侧面 等腰梯形 工作面 结构简单 带轮易制造 传递功率小 2020 4 2 FN FQ V带传力大 F FN FQ v 平带 V带 FQ vFQ 结论 2020 4 2 以扁平部分为基体 下面有几条等距的纵向槽 多楔带 圆带 兼有平带弯曲应力小和V带摩擦
3、力大等优点 多用于传递动力较大 结构紧凑的场合 牵引能力小 常用于仪器 家用器械 人力机械中 工作面 侧面 2020 4 2 优点 胶带具有弹性 能缓冲 吸振 因此传动平稳 噪音小 传动过载时能自动打滑 起安全保护作用 结构简单 制造 安装 维修方便 成本低廉 可用于中心距较大的传动 3带传动的特点 2020 4 2 缺点 不能保证恒定的传动比 轮廓尺寸大 结构不紧凑 不能传递很大的功率 且传动效率低 带的寿命较短 对轴和轴承的压力大 提高了对轴和轴承的要求 不适宜用于高温 易燃等场合 根据上述特点 带传动适用于在一般工作环境条件下 传递中 小功率 对传动比无严格要求 且中心距较大的两轴之间的
4、传动 2020 4 2 二带传动主要几何参数 传动比i 带轮包角 带长L 2020 4 2 1传动比i 式中n1 n2 分别为主 从动带轮的转速 d1 d2 分别为主 从动带轮的直径 2020 4 2 不小于1200 2带轮包角 2020 4 2 3带长L 2020 4 2 V带结构与材料 V带轮结构与材料 三普通V带和带轮 2020 4 2 V带的横截面构造如图4 5所示 由图中可见V带由包布层 顶胶层 抗拉体和底胶层等四部分组成 包布层多由胶帆布制成 它是V带的保护层 顶胶层和底胶层由橡胶 制成 当胶带在带轮上弯曲时可分别伸张和收缩 抗拉体用来承受基本的拉力 1V带结构与材料 2020 4
5、 2 普通V带和窄V带的标记由带型 基准长度和标记号组成 见如下示例 A 1400GB11544 89 国标代号 基准长度 v带型号 2020 4 2 普通V带的尺寸标准 GB T11544 1997 分为Y Z A B C D E七种型号 截面尺寸和承载能力依次增大 V带的标记内容和顺序 型号 基准长度和标准号 例如标 A1600GB T11544 1997 表示A型普通V带 基准长度为1600mm 2020 4 2 V带轮结构取决于它的直径 有四种形式 实心带轮 腹板带轮 孔板带轮 椭圆轮辐带轮 a 实心带轮 b 腹板带 c 椭圆轮辐带轮 2V带轮结构与材料 2020 4 2 普通V带轮的
6、结构 1 V带轮槽尺寸标准 当v 25m s时 用HT150 当v 25 30m s时用HT200 当 25 45m s时用球墨铸铁 铸钢或锻钢 小功率时可用铸铝或塑料 2 带轮的材料 2020 4 2 V带轮 实心带轮 材料 铸铁 铸钢 铸铝 塑料 dd 1 5 3 d0 辐板带轮 d0 轴的直径 dd 300mm 2020 4 2 孔板带轮 椭圆轮辐带轮 dd 400mm dd 400mm 2020 4 2 四带传动的失效 张紧 安装与维护 带传动的失效 带传动的张紧装置 带传动的安装与维护 2020 4 2 1带传动的失效 失效形式 带在带轮上打滑和带疲劳损坏 失效原因及预防 A 打滑是
7、因为带与带轮间的摩擦力不足 增大初拉力和小带轮包角 适当提高带速可预防打滑 B 带的疲劳是因为带受交变应力的作用 对每种型号的V带 都规定了许用的最小带轮直径 以预防带的疲劳破坏 2020 4 2 2带传动的张紧装置 定期调控中心距张紧自动调节中心距张紧用张紧轮张紧 2020 4 2 四带传动的张紧 安装与维护 根据带的摩擦传动原理 带必须在预张紧后才能正常工作 张紧的目的 运转一定时间后 带会松弛 为了保证带传动的能力 必须重新张紧 才能正常工作 常见的张紧装置有定期张紧装置 自动张紧装置 张紧轮张紧装置 定期张紧装置 2020 4 2 自动张紧装置 四带传动的张紧 安装与维护 张紧轮一般应
8、放在松边的内侧 使带只受单向弯曲 同时张紧轮应尽量靠近大轮 以免过分影响在小带轮上的包角 张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同 张紧轮装置 2020 4 2 3带传动的安装与维护 安装传动带时 应缩小中心距后把带套上去 为了便于传动带的装拆 带轮应布置在轴的外伸端 安装时 主动带轮与从动带轮的轮槽应对正 如图 a 所示 不要出现图 b 和 c 的情况 使带的侧面受损 2020 4 2 带的张紧程度应适当 使初拉力不过大或过小 过大会降低带的寿命 过小则将导致摩擦力不足而出现打滑现象 带传动通常同时使用同一型号的V带3 5根 应注意新旧不同的V带不得混用 以避免载荷分配不均 加速带的损坏 带传动装置应设
9、置防护罩 以保证操作人员的安全 严防胶带与矿物油 酸 碱等介质接触 以免变质 胶带也不宜在阳光下暴晒 2020 4 2 旋转式压片机的传动系统 以ZP 33型旋转压片机为例说明其传动过程 如图工作转盘传动由二级皮带和一级蜗轮蜗杆组成 旋转压片机的传动示意图1 电动机2 变速盘3 弹簧4 变速盘5 小皮带轮6 大皮带轮7 摩擦离合器8 弹簧9 传动轴10 工作转盘11 手轮 2020 4 2 HofilgerandKarg产GKF1200型硬胶囊剂自动填充剂自动填充机操作顺序示意图 1 胶囊接收部分2 上部分滑板背部3 胶囊横向饲入井对准4 定量装置5 药粉饲入6 药粉栓块输送7 废胶囊排出8
10、套合装置9 成品胶囊推出10 填充小片的装置11 填充包衣片的装置 胶囊充填机 胶囊充填机 2020 4 2 意大利ZanasiNigris产插管式间歇填装机 BZ72和BZl50每小时产量为7 2万 15万粒 全自动胶囊填充机填充操作流程示意图 胶囊 2020 4 2 全自动胶囊充填机传动原理图 拨轮21 分度盘20 粉剂回转盘17 拨轮19 分度盘18 回转盘16 十二个工位 盘凸轮4 胶囊送进盘凸轮3 工位a 胶囊分离槽凸轮6 工位e 粉剂充填盘凸轮5 工位g 废囊剔出盘凸轮2 工位j 胶囊锁合槽凸轮1 工位k 成品排出 2020 4 2 第二节链传动 四链传动的特点和应用 三链传动的布
11、置 张紧和润滑 二滚子链的结构 一链的类型 2020 4 2 一 链的类型 按用途不同 传动链 v 20m s 套筒滚子链起重链 v 0 25m s 曳引链 v 2 4m s 第二节链传动 2020 4 2 链传动的主要类型 按工作特性分 起重链 牵引链 传动链 传动链接结构形式分 套筒链 滚子链 齿形链 成型链 牵引链 起重链 2020 4 2 传动链用于一般机械中传递运动和动力 通常工作速度v 15m s 传动链有齿形链和滚子链两种 2020 4 2 齿形链由多排链片铰接而成 图 b 比滚子链 图 a 工作平稳 噪声小 承受冲击载荷能力强 但结构较复杂 成本较高 滚子链的应用最为广泛 本章
12、只讨论滚子链 滚子链 a 齿形链 b 2020 4 2 套筒滚子链的结构 一 滚子链的结构 滚子链组成内链板1套筒2销轴3外链板4滚子5 2020 4 2 二 滚子链的结构 1 滚子链链条的结构 a 外链节b 内链节c 连接链节d 过渡链节1销轴2外链板3内链板4滚子5套筒6固定连接销轴7止锁片 弹簧锁片 8可拆链板9弯链板10止锁件 开口销 11可拆连接销轴 2020 4 2 内 外链节连接后的结构情况和运动关系a 单排链b 双排链 接头链节的几种常用的止锁方式a 钢丝锁销b 弹簧锁片c 开口销 2020 4 2 2 滚子链链轮的结构 链轮常见的结构型式a 整体实心式b 整体孔板式c 焊接式
13、d 螺栓连接式 2020 4 2 三链传动的布置 张紧和润滑 1链传动的布置链传动合理布置的原则是 1 两链轮应位于同一垂直平面内 并保持两轮轴线相互平行 2 两轮中心线与水平线的夹角 应小于450 并尽量采用水平布置 00 见图4 14 3 一般情况下 链传动应紧边在上 松边在下 有利于防止咬链或两边链条相碰 2链传动的张紧 张紧方法与带传动相似 2020 4 2 四链传动的特点和应用 特点 因是啮合传动与带传动相比具有擦损耗小 效率高 结构紧凑 承载能力大 且能保持平均传动比的准确 因有链条作中间挠性构件 与齿轮传动相比具有能吸振缓冲并能适用于较大中心距传动 传递运动的速度不宜过高 只能在
14、中 低速下工作 瞬时传动比不均匀有冲击噪声 2020 4 2 2应用链传动适用于两轴平行而且中距较大 要求平均传动比不变 而不宜采用齿轮传动和带传动的场合 链传动尤其适用于温度变化较大或潮湿 粉尘的恶劣环境中使用 2020 4 2 3链传动的润滑 用油壶或油刷人工定期加油 用油杯滴油润滑 油浴或飞溅润滑 压力循环润滑 润滑油可选用30号 环境温度为5 25 时 40号 25 350C时 50号 35 450C 60号 45 55 70号 55 650 机械油 第二节链传动 2020 4 2 已知 链传动 链节距12mm 链速1m s 温度300C问 采用何种润滑方式 何种润滑油 第二节链传动
15、2020 4 2 第三节齿轮传动 2020 4 2 本节主要内容 四齿轮传动失效形式及原因 二齿轮的几何参数和传动比 一齿轮机构的分类 六齿轮传动特点及应用 五齿轮传动的润滑 三齿轮常用材料 2020 4 2 一齿轮机构的分类 按照两齿轮轴线的相对位置分类有以下几种 1 用于平行两轴间的传动 圆柱齿轮传动 A 按齿向分 直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮B 按啮合方式分 外啮合齿轮内啮合齿轮齿轮齿条 2020 4 2 2 用于相交两轴间的传动 圆锥齿轮传动 直齿斜齿圆弧齿 2020 4 2 3 用于空间交错两轴间的传动 螺旋齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 2020 4 2 二齿轮的几何参数和传动比 1齿轮基本几
16、何参数 2分度圆 模数 渐开线 压力角 3圆柱齿轮的传动比 2020 4 2 1齿轮基本几何参数 齿顶圆da通过齿轮各齿顶端所在的圆 也即齿轮的外径 2020 4 2 齿根圆df各齿根底部的所在圆 分度圆d假想圆 在此圆上齿厚s与齿间距e相等齿顶高ha分度圆到齿顶圆间的径向距离 2020 4 2 齿根高hf分度圆到齿根圆间的径向距离 全齿高h齿顶圆到齿根圆间的径向距离 2020 4 2 齿根高hf分度圆到齿根圆间的径向距离 全齿高h齿顶圆到齿根圆间的径向距离 2020 4 2 周节p分度圆上相邻两齿对应点之间的弧长 它等于分度圆上的弧齿厚s和弧间距e的和 即P s e齿宽b轮齿沿轴向的宽度 2
17、020 4 2 2分度圆 模数 渐开线 压力角 1 分度圆和模数设d为分度圆直径 z为齿数 p为该圆周上的周节 则 式中m 齿轮模数 模数越大 轮齿所能承受的外力也越大 2020 4 2 标准模数系列 GBl357 78 mm 1 选用模数时 应优先采用第一系列 其次是第二系列 括号内的数值尽可能不用 2 本标准适用于渐开线圆柱齿轮 渐开线圆锥齿轮及蜗杆蜗轮传动可参考采用 3 习惯上把模数系列划分为三段 从0 1 1叫做小模数 从1 8叫做中等模数 从8 50叫做大模数 有时中等模数的范围扩大到10 2020 4 2 2 渐开线和压力角 图 a 所示为渐开线的形成原理 当一直线BK沿一圆周作纯
18、滚动时 直线上任一点K的轨迹KoK就是该圆的渐开线 这个圆称为渐开线的基圆 它的半径用rb表示 直线BK称为渐开线的发生线 渐开线所对应的中心角 k称为渐开线段KoK的展角 渐开线齿轮轮齿两侧的齿廓就是由这两段对称的渐开线组成的 如图 b 所示 v 2020 4 2 压力角 2020 4 2 k 渐开线在点K的压力角 所谓压力角是指当一对渐开线齿廓在是点互相啮合时 齿廓在K点所受正压力F的方向与K点速度v的方向之间的夹角 rb 渐开线基圆半径rk 渐开线上K点的向径 上式表明压力角的大小随k点的位置而变 也即渐开线齿廓上各点的压力角是不相等的 通常所指的压力角均是指分度圆上的压力角 而且与齿轮
19、模数一样 也规定了国家标准 我国的国家标准 GBl356 78 规定分度圆压力角为200 2020 4 2 3圆柱齿轮的传动比 ha 齿顶高系数c 径向间隙系数 正常齿短齿 1 单个齿轮的计算 2020 4 2 对于常用的正常齿 2020 4 2 2 一对啮合齿轮的计算 m K相等 中心距L 式中d1 d2 分别为相啮合两齿轮的分度圆直径 z1 z2 分别为相啮合两齿轮的齿数 传动比i 式中nl n2 分别为主动轮转速及从动轮转速 2020 4 2 三齿轮常用材料 齿轮的常用材料是钢材 在某些情况下铸铁 有色金属 粉末冶金和非金属材料也可制作齿轮 软齿面齿轮经调质处理改善其综合力学性能 以适应
20、齿轮的工作要求 对软齿面齿轮往往选小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高 硬齿面齿轮的常用材料为调质钢经表面淬火处理 2020 4 2 四齿轮传动失效形式及原因 失效形式 轮齿折断疲劳点蚀磨损胶合塑性变形 2020 4 2 1轮齿折断轮齿折断是指齿轮的一个或多个齿的整体或局部的断裂 它有疲劳折断和过载折断两种 2齿面点蚀疲劳点蚀是一种因齿面金属局部脱落而呈麻点状的疲劳破坏 2020 4 2 3齿面磨损轮齿在啮合过程中 齿面之间存在相对滑动 因而使齿面发生磨损 4齿面胶合胶合是相啮合齿面的金属在一定的压力下直接接触而发生粘着 并随着齿面的相对运动 使金属从齿面上撕落而引起的一种破坏 2020 4
21、2 5塑性变形硬度较低的软齿面齿轮 在低速重载时 由于齿面压力过大 在摩擦力作用下 使齿面金属产生塑性流动而失去原来的齿形这就是齿面塑性变形 齿面塑性变形以后 渐开线齿形遭到破坏 引起振动和噪声 2020 4 2 五齿轮传动的润滑 当齿轮的圆周速度较低时 通常将大齿轮浸入油池中润滑 齿轮浸入油中的深度最多不要超过齿轮分度圆半径的三分之一 但至少应该保证一个齿高 同时不得小于10mm 当齿轮圆周速度较高时 应采用压力喷油润滑 2020 4 2 六齿轮传动特点及应用 传递的功率和圆周速度范围较大 瞬时传动比恒定 因而传动平稳 能实现两轴任意角度 平行 相交或交错 的传动 效率高 寿命长 结构紧凑
22、外廓尺寸小 齿轮的加工复杂 制造 安装 维护的要求较高 因而成本较高 工作时有不同程度的噪声 精度较低的传动会引起一定的振动 2020 4 2 本节主要内容 四蜗杆传动特点及应用 二蜗杆传动的失效形式及原因 一蜗杆 蜗轮的原理 材料和结构 三蜗杆传动装置的润滑与维护 2020 4 2 一蜗杆 蜗轮的原理 材料和结构 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成 主要用于空间垂直交错的两轴间的传动 2020 4 2 蜗杆传动轮齿与齿轮传动不同的是蜗杆传动中齿面之间有较大的相对滑动速度 因而发热大 磨损快 因此对蜗杆 蜗轮的材料选择不仅要求有足够的强度 更重要的是材料的搭配应具有良好的减摩性能和抗胶合能力 通常采用钢
23、制蜗杆和青铜蜗轮就能很好的满足这一要求 2020 4 2 蜗杆结构 2020 4 2 蜗轮结构a 整体式b 轮箍式c 螺栓联接式d 拼铸式 2020 4 2 二蜗杆传动的失效形式及原因 失效形式 磨损胶合疲劳点蚀轮齿折断蜗杆传动最易出现的失效形式是磨损和胶合由于蜗轮材料强度较蜗杆低 故失效大多发生在蜗轮轮齿上 2020 4 2 避免蜗杆传动失效的措施有 供给足够的和抗胶合性能好的润滑油 采用有效的散热方式 提高制造和安装精度 选配适当的蜗杆和蜗轮副的材料等 2020 4 2 三 蜗杆传动装置的润滑与维护 1蜗杆传动装置的润滑 2蜗杆传动装置的散热对于闭式传动 如果产生的热量不能及时散逸出去 将
24、因油温不断升高而使润滑油粘度下降 减弱润滑效果 增大摩擦磨损 甚至发生胶合 2020 4 2 1 在箱体外表面上铸出或焊上散热片以增加散热面积 2 在蜗杆轴端装设风扇 图 a 加速空气流通以增大散热系数 3 在箱体内装设蛇形水管 图 b 利用循环水进行冷却 4 采用压力喷油循环润滑 利用冷却器将润滑油冷却 常用的散热措施有 2020 4 2 第五节轮系简介 一 轮系分类 二 定轴轮系的传动比 2020 4 2 一 轮系分类 1定轴轮系当轮系运转时 其中各齿轮的几何轴线相对于机架的位置都是固定不的称为定轴轮系 如图 a 所示 2 周转轮系当轮系运转时 组成轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线可绕另一个齿轮的几何轴线转动的称为周转轮系 如图4 32 b 所示 行星轮2除了绕自身轴线回转外 还绕轴线00作回转运动 2020 4 2 二 定轴轮系的传动比 轮系的传动比 是指该轮系中主动轴和从动轴 也就是主动轮和从动轮 的角速度或转速之比 如图所示为一 该轮系由1 2 2 3 4 4 5等齿轮构成 齿轮1为主动轮 转向如图箭头所示 2020 4 2 2020 4 2 2020 4 2 2020 4 2 2020 4 2
