1、电子信息工程系,机械工程基础,第3章 机械传动,机械传动是一种最基本的传动方式，它一般通过下面所述的方式，将主动件的运动和动力向从动件进行传递。,机械传动方式,直接接触传动,通过连接件传动,滚动接触（如：摩擦轮）,滑动接触（如：齿轮、凸轮、蜗杆、螺杆）,刚性件（如：连杆、棘爪）,挠性件（如：皮带、链条）,流体（如：液体、气体）,电子信息工程系,31摩擦轮传动摩擦轮传动能平稳、连续地调节传动比，从而在机械无级变速器中被广泛采用 。 1摩擦轮传动的工作原理及其速比,机械工程基础,电子信息工程系,条件：驱动从动轮所需的工作切向力（又称圆周力）F，应小于两摩擦轮接触处所能产生的最大摩擦力FmaxfsF
2、n。速比：摩擦轮传动时主动轮和从动轮的转速与两轮的转轴到接触面的距离成反比。如果轮是圆轮：,i,在一般机械中，摩擦轮传动比可达到7（甚至到10），在手动机械中，可高达25；圆周速度可由很低到 25 ms。,机械工程基础,电子信息工程系,2摩擦轮传动的类型和典型结构,机械工程基础,电子信息工程系,3摩擦轮传动的特点及应用 优点： 1、结构简单，运动平稳，无噪音， 离、合操纵方便（相对齿轮传动而言）； 2、易于平稳地、连续地变更传动比 缺点 1、轴上所受的载荷较大； 2、不能缓冲减振； 3、不能保证精确的传动比； 4、因而寿命较低，效益也不高。,机械工程基础,电子信息工程系,机械工程基础,电子信息
3、工程系,32齿轮传动,321齿轮传动概述齿轮传动是一种啮合传动。,机械工程基础,电子信息工程系,1齿轮传动的速比,i12=,=,2.齿轮传动的优缺点及应用 优点：l）传动速比恒定不变；2）传递功率范围较大；3）效率高（一般效率为095098，最高可达099）；4）工作可靠，寿命较长；（5）结构紧凑，外廓尺寸小。 缺点： 1）制造和安装精度要求较高。而精度较低的齿轮在高速运转时会产生较大的振动和噪声；2）轴间距离较大时，传动装置较庞大。,=,机械工程基础,电子信息工程系,3齿轮传动的类型 a按照两轴相对位置的不同，齿轮传动可分为三大类：两轴平行的齿轮传动,机械工程基础,电子信息工程系,两轴相交的
4、齿轮传动,两轴相错的齿轮传动。,机械工程基础,电子信息工程系,b按传动比是否恒定分：定传动比 圆形齿轮机构(圆柱、圆锥）变传动比 非圆齿轮机构（椭圆齿轮）,c按照防护方式的不同，齿轮传动又可分为开式齿轮传动、闭式齿轮传动、半开式齿轮传动。,机械工程基础,电子信息工程系,322渐开线齿廓曲线及其啮合特性对齿轮传动最基本的要求就是它的瞬时速比（即两轮角速度的比值 ）必须恒定不变。1渐开线的形成,机械工程基础,电子信息工程系,发生线,基圆,渐开线,展角,压力角,基圆半径 rb,rK,机械工程基础,电子信息工程系,2渐开线的性质 a.基圆上圆弧AB与发生线上对应线段BK的长度相等。 b.渐开线上各点的
5、法线恒切于基圆。 c.渐开线上离基圆较远的点，其压力角较大。 d.基圆愈大，渐开线愈平坦 基圆以内无渐开线。 e.渐开线形状取决于 rb 。,机械工程基础,电子信息工程系,3渐开线齿廓的啮合特性 （1）渐开线齿廓可保证恒定传动 比传动,i1212O2PO1Prb2rb1常数,机械工程基础,公法线不变, 节点 P 为定点。 传动比恒定,齿廓啮合基本定律：一对齿廓的瞬时速比，等于该瞬时接触点的公法线, 截连心线为两段线段的反比。,O1,O2,O1,O2,（2）渐开线齿廓的中心距可分性,i12 = i12,若中心距略有误差,传动比不变,机械工程基础,电子信息工程系,（3）渐开线齿廓间的正压力方向不变
6、,啮合线,啮合点 (在固定平面上) 的轨迹线.,两齿廓所有接触点的公法线均重合, 传动时啮合点沿两基圆的内公切线移动。,作用力方向恒定,机械工程基础,电子信息工程系,电子信息工程系,323渐开线标准直齿圆柱齿轮传动1齿轮的基本参数决定渐开线齿轮尺寸的基本参数是齿数Z，模数m，压力角，齿顶高系数ha和顶隙系数C*。 （1）齿数Z,机械工程基础,电子信息工程系,（2）模数m，压力角在任意直径dk的圆周上，相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为该圆的齿距，用PK表示。若齿数为Z，则由几何关系可知 dkZPK即 dkZ,在不同直径的圆周上，比值是不同的；又由渐开线的性质可知，不同直径处齿廊上的压力角k也不相等。
7、,机械工程基础,电子信息工程系,为了便于设计、制造和互换，工程设计中把齿轮某一特定圆上的PK比值和压力角k都定为标准值，这个圆称为分度圆，直径用d表示。,分度圆上的齿距P对的比值称为模数，用m表示mP,模数是一段标准长度，单位为mm，它是齿轮几何尺寸计算的基础。齿轮上各基本尺寸都是模数的倍数。齿数相同的齿轮，模数愈大轮齿就愈大，齿轮承受载荷的能力也愈强。,机械工程基础,电子信息工程系,分度圆上的压力角简称为压力角。由渐开线的性质可知，分度圆确定之后，的大小将改变基圆尺寸，影响齿轮的渐开线齿廓形状。我国的国家标准规定标准压力角为 20。,（3）齿顶高系数ha*，顶隙系数C*这两个参数影响到齿轮的
8、径向尺寸，国家标准规定了正常齿该参数的标准值ha*1， C*0.25,机械工程基础,电子信息工程系,2标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算,分度圆上的齿距P为： Pm 因分度圆周长dZPZm，所以分度圆直径为 d mz 模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数均为标准值的齿轮称为标准齿轮。标准齿轮的主要特征之一是分度圆上的齿厚s与齿槽宽e相等，es m当一对齿轮啮合传动时，为保证一个齿轮的齿顶 与另一个齿轮的齿槽底部不相抵触（即不发生干 涉），且有利于贮存润滑油，要求一个齿轮的齿 顶圆到另一个齿轮的齿根圆之间要控制有一定的 径向间隙C，并称之为顶隙。,机械工程基础,电子信息工程系,3正确安装条件一对齿轮在
9、安装时，为避免齿轮反转时出现空程和发生冲击，理论上要求齿廓间没有侧向间隙。因为标准齿轮分度圆上的齿厚等于齿槽宽，故在无侧隙的正确安装时，应使两轮的分度圆相切，此时分度圆与节圆重合，啮合角 20。这种安装称为标准安装，其中心距称为标准中心距，用a表示。显然a（d1d2）2m（z1z2）2 式中： d1 和d2分别两轮的分度圆直径；z1和 z2分别为两轮的齿数。,机械工程基础,电子信息工程系,4.标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 为了保证正确啮合和连续传动，必须满 足以下几个条件： （1）正确啮合的条件标准齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的模数、压力角必须分别相等。即： m1m2m l2 （2）连续传动的条件要求一对齿轮在任何瞬时必须有一对或一对以上的轮齿处于啮合状态。相啮合齿轮的齿数越多，传动的连续平稳性就越高。,机械工程基础,重合度,分析：1） =1 表示在啮合过程中，始终只有一对齿工作；2） 1 2 表示在啮合过程中，有时是一对齿啮合，有时是两对齿同时啮合。重合度传动平稳性承载能力。,电子信息工程系,机械工程基础,电子信息工程系,（3）避免根切和干涉的条件 对标准直齿圆柱齿轮，避免根切和干涉的条件 是：齿轮的齿数必须大于或等于17。,机械工程基础,电子信息工程系,机械工程基础,
