1、常用机械传动技术基础知识常用机械传动技术基础知识培训课件培训课件新疆五江兴华实业有限公司朱柏杨2016.3机械传动装置的主要功用是将一根轴的旋转运动和动力传给另一根机械传动装置的主要功用是将一根轴的旋转运动和动力传给另一根轴，并且可以改变转速的大小和转动的方向。轴，并且可以改变转速的大小和转动的方向。常用的机械传动装置有带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动等。常用的机械传动装置有带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动等。 带传动的类型与特点带传动的应力分析V带设计的参数确定、计算带的张紧与维护概述v 在化工生产中除了大量使用静止在化工生产中除了大量使用静止设备设备（如塔器、换热器）外，还（如塔器、换
2、热器）外，还广泛使用各种各样的广泛使用各种各样的机器机器，如带搅拌的反应器、往复式压缩机、，如带搅拌的反应器、往复式压缩机、离心式压缩机，螺旋输送器等等。离心式压缩机，螺旋输送器等等。v 一台完整的机器一般包括原动机、工作机和传动装置三部分。一台完整的机器一般包括原动机、工作机和传动装置三部分。概述机器的组成机器的组成 原动部分：原动部分：机器的动力来源，如电机器的动力来源，如电 机等。机等。传动部分：传动部分：将原动部分的功率和运将原动部分的功率和运 动传递到工作部分的中动传递到工作部分的中 间环节，如带传动、链间环节，如带传动、链 传动、齿轮传动等。传动、齿轮传动等。工作部分：工作部分：直
3、接完成生产所需的工直接完成生产所需的工 艺动作部分，如搅拌反艺动作部分，如搅拌反 应器中的搅拌桨等。应器中的搅拌桨等。机器概述传动装置传动装置 图图31为一搅拌反应为一搅拌反应釜的传动装置图，电动釜的传动装置图，电动机通过减速机将能量传机通过减速机将能量传递给搅拌轴，减速机除递给搅拌轴，减速机除传递能量传递能量外，还外，还改变转改变转速速（如由（如由1500r/min降低为降低为250r/min ）。）。在二三十年前，这种搅在二三十年前，这种搅拌反应釜的传动装置大拌反应釜的传动装置大多数是电动机通过带传多数是电动机通过带传动，再通过蜗杆减速机，动，再通过蜗杆减速机，最后将能量传递给搅拌最后将能
4、量传递给搅拌轴。轴。概述机械传动机械传动 按工作原理可将按工作原理可将传动传动分为分为机械传动、液力传动、电力传机械传动、液力传动、电力传动动 和磁力传动等和磁力传动等。其中机械传动最为常见。按照传动原。其中机械传动最为常见。按照传动原理，机械传动可分为两大类：理，机械传动可分为两大类： 1、摩擦传动摩擦传动依靠构件接触面的摩擦力来传递动力依靠构件接触面的摩擦力来传递动力和运动的，如和运动的，如带传动、摩擦轮传动；带传动、摩擦轮传动； 2、啮合传动啮合传动依靠构件间的相互啮合来传递动力和依靠构件间的相互啮合来传递动力和运动的，如运动的，如齿轮传动、蜗杆传动、链传动等。齿轮传动、蜗杆传动、链传动
5、等。 两个基本概念两个基本概念 在机械传动中，摩擦损失是不可避免的，因此，传动的输出功率在机械传动中，摩擦损失是不可避免的，因此，传动的输出功率P2永远小于输入功率永远小于输入功率P1。机械传动的效率机械传动的效率，用，用h h表示表示: h= h= P2/ P1 100% (32)效率的大小是衡量各种机械传动形式的一项重要指标。效率的大小是衡量各种机械传动形式的一项重要指标。v主要内容：主要内容：v了解了解V形带传动的特点，适用场合。了解同步齿形带传动的特点，适用场合。了解同步齿形带的特点。了解带传动中的一些国家标准，必形带的特点。了解带传动中的一些国家标准，必要时会查找。要时会查找。v 掌
6、握一种最简单的带传动的设计，包括选取型号及根数，带轮中心距，带长、大小带轮直径等。v 熟悉V形带的七种型号，V形带节线长度系列， 带轮的几种结构，带传动的布置，带传动运转时的受力分析。一、带传动的工作原理和速比 带传动的工作原理 带传动是用挠性传动带做中间体而靠摩擦力工作的一种传动。如图2-1所示。 带传动的速比 带传动的速比计算公式为： i i n n1 1/ /n n2 2 D D2 2/ /D D1 1 上式表明，带传动中的两轮转速与带轮直径成反比。 图2-1 带传动 （一）主要内容（一）主要内容： 带传动概述；V带和V带轮的结构； V带传动的工作能力分析； V带传动的设计、 张紧、安装
7、与维护。 带传动是一种常用的机械传动装置。主要作用：主要作用： 用来传递转矩和改变转速。工作原理：工作原理： 主要是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力。 工作过程：原动机驱动主动带轮转动，通过带与带轮之间产生的摩擦力，使从动带轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。带传动的组成：主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传动带和机架组成。 二、带传动的特点和类型 带传动的特点 1) 可用于两轴距离较远的传动(最大中心距可达40m)。 2) 带本身具有弹性，因而可以缓和冲击和振动，使传动平稳，且无噪声。 3) 当机器过载时，带会在轮上打滑，能起到对机器的保护作用。 4) 结构简单，成本低，安装维护
8、方便，带损坏后容易更换。 5) 结构不够紧凑。 6) 不能保证准确的传动速比。 7) 由于需要施加张紧力，所以轴及轴承受到的不平衡径向力较大。 8) 带的寿命较短。图2-2 带传动的类型 a)平带传动 b) V带传动 c) 圆带传动 d) 同步齿形带传动 1带 2带轮 带传动的类型： 生产中使用的带传动，有平带、V带、圆带、同步齿形带等类型(见图22)，以平带和V带使用最多。 带的类型按截面形状，传动带可分为：带的类型按截面形状，传动带可分为：平带、平带、形带（又称三角形带（又称三角带）、圆形带带）、圆形带等类型，如图等类型，如图33所示。普通所示。普通V形带的工作面是两形带的工作面是两侧面，
9、与平带相比，由于截面的楔形效应，其摩擦力较大，所以侧面，与平带相比，由于截面的楔形效应，其摩擦力较大，所以能传递较大的功率。普通能传递较大的功率。普通形带无接头，传动平稳，应用最广泛。形带无接头，传动平稳，应用最广泛。本章主要介绍形带传动。本章主要介绍形带传动。 1、V形带的截面结构及尺寸形带的截面结构及尺寸 图图34所示为所示为V形带的截面结构。形带的截面结构。其包布层是由胶其包布层是由胶帆布构成的保护帆布构成的保护层；伸张层和压层；伸张层和压缩层由橡胶构成，缩层由橡胶构成，带弯曲时分别承带弯曲时分别承受拉伸和压缩；受拉伸和压缩；强力层承受基本强力层承受基本拉力，由帘布或拉力，由帘布或粗绳构
10、成，粗绳粗绳构成，粗绳结构较柔软，有结构较柔软，有利于提高带的寿利于提高带的寿命。命。 三、V带及带轮 V带的结构和型号： V带是一种无接头的环形带，其横截面的结构如图2-3所示。 根据国家标准，我国生产的普通V带共分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。Y型V带的截面积最小，E型的截面积最大。 国家标准还规定，V带的节线长度为基准长度，以Ld 表示。 普通V带的基准长度系列如表2-l所示。 在进行V带传动计算和选用时，可先按下列公式计算基准长度Ld的近似值Ld : L Ld d 2 2p p( (D D1 1D D2 2)/2)/2( (D D1 1- -D D2 2)/ 4)/ 4式中 主
11、、从二带轮的中心距； D1、D2 主、从二带轮的基准直径(与基准长度相对应的带轮直径)。 计算出 Ld 的值需按表2-1取相近值进行圆整，最后便可确定Ld 的标准值。 V形带已标准化，按截面尺寸的不同，分为形带已标准化，按截面尺寸的不同，分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，其截面尺寸见七种型号，其截面尺寸见表表31。表3-1 V形带截面尺寸（GB/T13575.1-92）/ mm型号YZABCDE节宽bp5.38.51114192732顶宽b6101317223238高度h4.06.08.011141925楔角j40度沿沿V形带中性层（宽度为形带中性层（宽度为bp处）量得的带的周长称为处）
12、量得的带的周长称为节线长度节线长度Lp，又称为基准长度、公称长度又称为基准长度、公称长度，它主要用于带传动的几何尺寸计算，它主要用于带传动的几何尺寸计算，其长度系列见其长度系列见表表32。Lp型号Lp型号Lp型号200224250280315355 Y 9001000112012501400 ZAB 4000BCD 450050005600 E630071008000900010000 1600C400450500 Z1800200022402500 560 630710800 A2800 31503550 D11200125001400016000 表32 普通形带节线长度系列（GB1154
13、489）/ mm 其截面呈楔角等于40的梯形，如图。 V带参数： 1）、节宽bp ：长度不变层。所在位置称为中性层。 2）、截面高度h： 相对高度h/bp已标准化（普通V带 为0.7，窄V带为0.9）。2 2、V V带截面尺寸：带截面尺寸：图2-3 V带的结构 1包布层 2伸张层 3强力层 4压缩层 3）、基准直径dd d: V带装在带轮上，和节宽bp相对应的带轮直径。 4）、基准长度Ld d：V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度。它用于带传动的几何计算。 3、带的标记： 普通V带和窄V带的标记都是由带型、带长和标准号组成。 例如： A型、基准长度为1400的普通V带，其标 记为
14、： A-1400 GB11544-89。 又如： SPA型、基准长度为1250的窄V带，其标记为： SPA1250 GB1273091。 带的标记通常压印在带的外表面上，以便选用识别。 表2-l 普通V带的基准长度系列 (GBll544-1997) (mm)2002242502803153554004505005606307108009001000112012501400160018002000224025002800315035504000450050005600630071008000900010000112001250014000160001800020000 V带的型号由带型和基准长度
15、两部分组成，例如标记为Z1400，即表示基准长度为1400mm的Z型V带。bbdh 型型 号号 Y Z A B C D E F 顶宽顶宽b 6 10 13 17 22 32 38 50节宽节宽 bd 5.3 8.5 11 14 19 27 32 42 高度高度 h 4 6 8 10.5 13.5 19 23.5 30 楔角楔角截面面积截面面积A（mm2） 18 47 81 138 230 476 692 1173 表表8-2 普通普通V带的截面尺寸（带的截面尺寸（GB11544-89）40 普通普通V V带有：带有：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E等型号等型号, ,已标准
16、化已标准化 Y YZ ZA AB BC CD DE EF F普通普通V V带的尺寸带的尺寸 （ =40，h/bd =0.7） 按截面尺寸的不同分为Y、Z、A、B、C、D、E共7种型号，其截面尺寸已标准化。在同样的条件下，截面尺寸大则传递的功率就大D D 带轮的结构 带轮由轮缘、轮辐和轮毂三部分组成(见图2-4)。带轮的轮辐部分有实心、辐板(或孔板)和椭圆轮辐三种形式。 图2-4 V带传动的带轮 1轮缘 2轮辐 3轮毂 4、普通V带轮的结构（1）带轮应具有足够的强度和刚度，无过大的铸造内应力；（2）质量小且分布均匀，结构工艺性好，便于制造；（3）转速高时要经过动平衡；（4）轮槽工作面应光滑，以减
17、小带的磨损。1）、V带轮的设计要求2）、带轮的材料 带轮的材料主要采用铸铁、钢、铝合金或工程塑料等，灰铸铁应用最广。常用材料的牌号为HT150（v25m/s时）或HT200 （v=2530m/s时） ；转速较高时宜采用球墨铸铁、铸钢或锻钢，也用采用钢板冲压后焊接带轮。小功率时可采用铸铝或塑料等材料。 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。轮缘是带轮的工作部分，制有梯形轮槽。轮毂是带轮与轴的联接部分，轮缘与轮毂则用轮辐（腹板）联接成一整体。3）、带轮的结构轮缘腹板轮毂4）、V带轮的分类：V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式： （1）实心带轮 （2）腹板带轮 （3）孔板带轮 （4）轮
18、辐带轮实心带轮实心带轮腹板带轮腹板带轮孔板带轮孔板带轮轮辐带轮轮辐带轮五、同步带传动五、同步带传动（一）同步带的特点和应用 同步带综合了带传动和链传动的特点。由1强力层、2带齿、3带背组成1 1、同步带的优点：、同步带的优点：无相对滑动、带长不变，传动比稳定带薄而轻，强度高，适合高速传动带的柔性好，可用直径较小的带轮，能获得较大的传动比传动效率高，可达0.98-0.99，因而应用日益广泛初拉力较小，故轴和轴承上所受的载荷小2、带传动的特点：、带传动的特点：1、由于带具有弹性与挠性，故可缓和冲击与振动，运转、由于带具有弹性与挠性，故可缓和冲击与振动，运转平稳，噪音小。平稳，噪音小。 2、可用于两
19、轴中心距较大的传动。、可用于两轴中心距较大的传动。 3、由于它是靠摩擦力来传递运动的，当机器过载时，带、由于它是靠摩擦力来传递运动的，当机器过载时，带在带轮上打滑，故能防止机器其它零件的破坏。在带轮上打滑，故能防止机器其它零件的破坏。 4、结构简单，便于维修。、结构简单，便于维修。 5、带传动在正常工作时有滑动现象，它不能保证准确的、带传动在正常工作时有滑动现象，它不能保证准确的传动比。另外，由于带摩擦起电，不宜用在有爆炸危险传动比。另外，由于带摩擦起电，不宜用在有爆炸危险的地方，这在化工厂中有爆炸危险的车间应特别注意。的地方，这在化工厂中有爆炸危险的车间应特别注意。6、带传动的效率较低（与齿
20、轮传动比较），约为、带传动的效率较低（与齿轮传动比较），约为87%98%。3、V形带的应用：形带的应用： 通常通常V形带用于功率小于形带用于功率小于100kW、带速、带速530m/s、传动比、传动比i7(少数可达少数可达10)、传动比要求不十分准确的中小功率传动。、传动比要求不十分准确的中小功率传动。 2 2、同步带的缺点：、同步带的缺点：制造、安装精度要求高、成本高。3 3、同步带的用途：、同步带的用途： 主要用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如计算机、录音机、磨床和纺织机械等 四、带传动的张紧装置 V带传动常用的张紧装置有调距张紧和张紧轮张紧两种结构： (1) 调距张紧 如图2-5、图
21、2-6所示。 (2) 张紧轮张紧 如图2-7所示 。图2-5 调距张紧装置 1电动机 2滑道 3调整螺钉 图2-6 自动张紧装置 1电动机 2摆架 六、带传动的张紧、安装和维护 （一）带传动的张紧 1.调整中心距方式 采用定期改变中心距的方法来调节带的张紧力，使带重新张紧。常见的有滑道式和摆架式两种结构。 带传动工作一段时间后就会由于塑性变形而松弛，使初拉力减小，传动能力下降，这时必须重新张紧。常用的张紧方式可分为调整中心距方式和张紧轮方式。（1）定期张紧摆架式 将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用电动机的自重，使带轮绕固定轴摆动，以自动保持张紧力。 (2)自动张紧 当中心距不能调节时，
22、可采用张紧轮张紧。张紧轮一般放在松边的内侧，使带只受单向弯曲，同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮的直径。 2.张紧轮方式图2-7 张紧轮紧张装置 （二）同步带的参数、型式1.1.同步带的参数：同步带的参数：(1)节距pb：(2)模数m：pbpm =同步带从结构上分为单面带和双面带。双面带的带齿排列分为DA型和DB型两种形式。此外还有用于特殊用途的特殊结构同步带2.2.同步带的型式同步带的型式1）通常应通过调整各轮中心距的方法来装带和张紧。切忌硬将传动带从带轮上拨下或扳上，严禁用撬棍等工具将带强行撬入或撬出，以免对带造成不必要
23、的损坏。2）同组使用的V带应型号相同，长度相等，以免各带受力不均；不同厂家生产的V带、新旧V带不能同时使用。3) 安装V带时，按规定的初拉力张紧。对于中等中心距的带传动，可凭经验安装，带的张紧程度以大拇指能将带按下15mm为宜。新带使用前,应预先拉紧一段时间后再使用。 （1）带轮的安装（二）带传动的安装与维护1.带传动的安装 安装带轮时，两带轮轴线应相互平行，其V型槽对称平面应重合。 （2）V带的安装2.带传动的维护（1）带传动装置外面要采用安全防护罩，以保障操作人员的安全；同时防止油、酸、碱对带的腐蚀。（2）禁止给带轮上加润滑剂，应及时清除带轮槽及带上的油污。（3）定期对带进行检查有无松驰和
24、断裂现象，如有一根松驰和断裂则应全部更换新带。（4）带传动工作温度不应过高，一般不超过60C。（5）若带传动久置后再用，应将传动带放松。一、链传动的工作原理一、链传动的工作原理1 1、工作原理、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合啮合来传递动力和运动。来传递动力和运动。2 2、组成、组成：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等。紧装置等。二、链传动的特点1 1、优点、优点( (和和带传动带传动相比）相比）没有滑动和打滑，能保持准确的没有滑动和打滑，能保持准确的平均传动比平均传动比传动尺寸
25、紧凑传动尺寸紧凑不需很大张紧力不需很大张紧力, ,轴上轴上载荷较小载荷较小 效率较高效率较高能在湿度大、温度高能在湿度大、温度高的环境工作的环境工作 链传动能吸振与缓和冲击；链传动能吸振与缓和冲击；结构简单，加工成本低廉，结构简单，加工成本低廉，安装精度要求低；安装精度要求低；适合较大中心距的传动；适合较大中心距的传动；能在恶劣环境中工作。能在恶劣环境中工作。1 1、优点、优点( (和和齿轮传动齿轮传动相比）相比）2 2、缺点、缺点: : 只能用于平行轴间的同向回转传动只能用于平行轴间的同向回转传动 瞬时速度不均匀瞬时速度不均匀 高速时平稳性差高速时平稳性差 不适宜载荷变化很大和急速反转的场合
26、不适宜载荷变化很大和急速反转的场合 有噪声有噪声 成本高，磨损后易发生跳齿成本高，磨损后易发生跳齿三、链传动的应用 适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。削机床、摩托车、自行车等。 中低速传动：传动比中低速传动：传动比8 8，P100KWP100KW，V12-V12-15m/s15m/s，无声链最大线速度可达，无声链最大线速度可达40m/s40m/s（不适于在冲（不适于在冲击与急促反向等情况击与急促反向等情况） 四、链传动的类型四、链传动的
27、类型1 1、传动链、传动链1）滚子链）滚子链2）齿形链）齿形链2 2、输送链、输送链3 3、起重链、起重链1 1、组成：、组成：滚子、套筒、销轴、内链板和外链板滚子、套筒、销轴、内链板和外链板。内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接过盈联接；滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合间隙配合。五、滚子链五、滚子链 滚子链有单排链、双排链、多排滚子链有单排链、双排链、多排链，多排链的承载能力与排数成正比，链，多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载荷不易但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多
28、。均匀，故排数不宜过多。2 2、节距、节距p p：滚子链上相邻两滚子链上相邻两滚子中心的距离。滚子中心的距离。3 3、链条接头处的固定形式、链条接头处的固定形式: :偶数节：开口销（大节距）或弹簧卡片（小节距）偶数节：开口销（大节距）或弹簧卡片（小节距）奇数节：过渡链节奇数节：过渡链节（会产生附加弯矩，一般不采用）（会产生附加弯矩，一般不采用）4 4、滚子链的标准、滚子链的标准链号排数整链链节数标准编号例：08A186 GB12341997（1 1）基本参数）基本参数（2 2）滚子链的标记）滚子链的标记链节距P=链号 25.4/16 （mm）六、齿形链齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而成。
29、工作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动。齿形链上设有导板，以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的链轮结构简单。与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠，多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。工作可靠，多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。七、链轮七、链轮 链轮是链传动的主要零件，其链轮是链传动的主要零件，其齿形已齿形已经标准化经标准化。链轮设计的主要
30、内容是：。链轮设计的主要内容是：链轮的基本参数：链轮的基本参数： 配用链条的节距配用链条的节距 p、滚子的最大外径、滚子的最大外径 d1、排距、排距 pt、齿数、齿数z。 确定链轮的结构和尺寸；确定链轮的结构和尺寸； 选择链轮的材料和热处理方式；选择链轮的材料和热处理方式； 链轮的主要尺寸见下图，链轮毂孔的直径应小于其最大许链轮的主要尺寸见下图，链轮毂孔的直径应小于其最大许用直径用直径dkmax。 1 1、链轮的参数和齿形、链轮的参数和齿形链轮的结构和材料链轮的结构和材料2链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所示）。图中，齿廓上的示
31、）。图中，齿廓上的a-a、a-b、c-d线段为三段圆弧，半径线段为三段圆弧，半径依次为依次为 r1、r2和和 r3；b-c线段为直线段。线段为直线段。 abcdarrr213zo2o1o3180端面齿形：端面齿形：三圆弧一直线三圆弧一直线 bg(h)r5gbB2B3ptptr5轴面齿形轴面齿形 ：圆弧：圆弧+ +直线直线 便于进入或退出啮合单排链轮单排链轮轴面齿形轴面齿形多排链轮多排链轮轴面齿形轴面齿形直线指采用标准刀具加工r42 2、链轮结构、链轮结构孔板式孔板式焊接式焊接式实心式实心式组合式组合式应保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，应保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，小链轮通常采小链轮通常采用
32、较好的材料制造用较好的材料制造。3 3、链轮材料、链轮材料八、链传动布置八、链传动布置 1、链传动只能布置在铅垂面内，不能布置在水平或倾斜平面内、链传动只能布置在铅垂面内，不能布置在水平或倾斜平面内 2、两轮中心线最好水平或水平面夹角小于、两轮中心线最好水平或水平面夹角小于45 链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的垂度过垂度过大大时产生啮合不良和链条的振动现象；同时也为了增加链时产生啮合不良和链条的振动现象；同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。条与链轮的啮合包角。九、链传动张紧九、链传动张紧九、链传动张紧九、链传动张紧十、链传动的润滑 链传动的润滑至
33、关重要。合宜的润滑能显著降低链条铰链的链传动的润滑至关重要。合宜的润滑能显著降低链条铰链的磨损，延长使用寿命。磨损，延长使用寿命。1 1）人工定期用油壶或油刷给油；）人工定期用油壶或油刷给油；链传动的润滑方式有四种：链传动的润滑方式有四种：2 2）用油杯通过油管向松边内）用油杯通过油管向松边内外链板间隙处滴油外链板间隙处滴油(图a)3 3）油浴润滑）油浴润滑( (图图b)b)或用甩油盘将或用甩油盘将油甩起，以进行飞溅润滑油甩起，以进行飞溅润滑( (图图c c）4 4）用油泵经油管向链条连续供油，循环油可起润滑）用油泵经油管向链条连续供油，循环油可起润滑和冷却的作用和冷却的作用十一、链传动的失效
34、形式1 1）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏2 2）链节磨损后伸长）链节磨损后伸长 3 3）冲击破坏）冲击破坏 4 4）胶合）胶合 5 5）轮齿过度磨损）轮齿过度磨损 6 6）过载拉断）过载拉断 一、链传动及其速比 链传动是由两个具有特殊齿形的链轮和一条挠性的闭合链条所组成的(见图2-8)。它依靠链和链轮轮齿的啮合而传动。 图2-8 链传动 设某链传动，主动链轮齿数为，从动链轮齿数为。当主动链轮转过周，即转过个齿时，从动链轮就被带动转过周，即转过个齿。 显然，主动轮与从动轮所转过的齿数相等，即：z z1 1 n n1 1 = = z z2 2 n n2 2 故
35、有： i i = = n n1 1 / / n n2 2 = = z z2 2 / / z z1 1 上式表明：链传动中的两轮转速和链轮齿数成反比。 二、链传动的特点和应用 链传动的主要特点是： 1) 能保证准确的平均速比。 2) 可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力。 3) 铰链易磨损，使链条的节距变大，会造成脱链现象。 链传动主要用于要求传动速比准确、且两轴相距较远的场合，目前广泛地应用于农业机械、轻工机械、交通运输机械、机床和国防工业等部门。齿轮传动齿轮传动两轴不平行两轴不平行按轮齿方向按轮齿方向按啮合情况按啮合情况相交轴齿轮传动相交轴齿轮传动交错轴齿轮传动交错轴齿轮传动直齿圆柱
36、齿轮传动直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动人字齿齿轮传动人字齿齿轮传动外啮合齿轮传动外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮齿条传动齿轮齿条传动锥齿轮传动锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动两轴平行两轴平行第三节第三节 齿轮传动齿轮传动 一、概述 齿轮传动是一种啮合传动，如图2-9所示。 1齿轮传动的速比 设主动齿轮的转速为，齿数为；从动齿轮的转速为，齿数为。每分钟内两轮转过的齿数应该相等，即： z z1 1 n n1 1 = = z z2 2 n n2 2 由此可得一对齿轮传动的速比为： i i = = n n1 1 / / n n2 2 =
37、 = z z2 2 / / z z1 1 上式表明：在一对齿轮传动中，两轮的转速与它们的齿数成反比。 通常，一对圆柱齿轮传动的速比5，一对锥齿轮传动的速比3。 一、齿轮传动的类型及应用齿轮传动：利用齿轮副来传递运动和动力的一种机械传动。齿轮传动：利用齿轮副来传递运动和动力的一种机械传动。齿轮传动的常见类型：齿直圆柱齿轮传动齿直圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动人字齿圆柱齿轮传动人字齿圆柱齿轮传动外啮合齿轮传动外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮齿条传动锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动三、齿轮传动的失效形式及预防措施三、齿轮传动的失效形式及预防措施 齿轮传动的失效主要是齿轮传动的失效主要是轮齿的失效
38、轮齿的失效，而轮齿的失效形，而轮齿的失效形式式与与工作条件、速度、载荷、材料热处理工作条件、速度、载荷、材料热处理等因素有关，其常等因素有关，其常见见的失效形式有：的失效形式有：轮齿折断轮齿折断齿面点蚀齿面点蚀齿面胶合齿面胶合齿面磨损齿面磨损齿面塑性变形齿面塑性变形1.1.轮齿折断：轮齿折断：折断多发生在齿根处折断多发生在齿根处原因原因齿根弯曲应力大；齿根弯曲应力大；齿根应力集中。齿根应力集中。1 1）过载折断（淬火钢和铸铁齿轮常见的失效形式）；）过载折断（淬火钢和铸铁齿轮常见的失效形式）；2 2）疲劳折断。）疲劳折断。Fn1 1）材料及热处理；）材料及热处理；2 2）增大模数；）增大模数；3
39、 3）增大齿根圆角半径消除刀痕；）增大齿根圆角半径消除刀痕；4 4）喷丸、滚压处理；）喷丸、滚压处理；5 5）增大轴及支承刚度。）增大轴及支承刚度。采取措施采取措施2.2.齿面点蚀：齿面点蚀： 轮齿接触表面在变化的接触应轮齿接触表面在变化的接触应力作用下，由于疲劳而产生的力作用下，由于疲劳而产生的麻点剥蚀损伤现象，开始是针尖麻点剥蚀损伤现象，开始是针尖大小麻点，逐渐扩展连成片状。大小麻点，逐渐扩展连成片状。点蚀一般首先出现在齿根靠近点蚀一般首先出现在齿根靠近节线处，再向其它部位扩展。节线处，再向其它部位扩展。形成原因形成原因 轮齿在节圆附近一对齿受力，轮齿在节圆附近一对齿受力，载荷大；滑动速度
40、低形成油膜载荷大；滑动速度低形成油膜条件差；接触疲劳产生麻点条件差；接触疲劳产生麻点 。采取措施：采取措施： 提高材料的硬度；提高材料的硬度； 加强润滑，提高油的粘度加强润滑，提高油的粘度注意注意：1）点蚀常发生在闭式软齿面传动中；）点蚀常发生在闭式软齿面传动中； 2）开式传动主要是磨损，很少出现点蚀。）开式传动主要是磨损，很少出现点蚀。3.3.齿面的胶合：齿面的胶合：原因：原因： 高速重载；滑动速度大；高速重载；滑动速度大；散热不良；齿面金属熔化粘散热不良；齿面金属熔化粘连后撕脱连后撕脱热胶合热胶合齿面粘连后撕脱齿面粘连后撕脱 低速低速重载，由于齿面间重载，由于齿面间油膜破坏，也会出现胶油膜
41、破坏，也会出现胶冷胶合冷胶合采取措施采取措施： 1 1）减小模数，降低齿高（降低滑动系数）；）减小模数，降低齿高（降低滑动系数）； 2 2）抗胶合能力强的润滑油；）抗胶合能力强的润滑油； 3 3）两轮采用不同的材料及硬度；）两轮采用不同的材料及硬度； 4 4）提高齿面硬度、降低粗糙度；）提高齿面硬度、降低粗糙度； 5 5）热平衡计算。）热平衡计算。4.4.齿面磨损：齿面磨损：措施：措施：1 1）加强润滑；）加强润滑； 2 2）开式改闭式传动）开式改闭式传动 原因：原因：相对滑动；相对滑动； 润滑不良；润滑不良； 存在杂质。存在杂质。被动相对滑动方向主动5.5.齿面的塑性变形：齿面的塑性变形：
42、措施：措施：提高材料的硬度，提高材料的硬度， 改善润滑改善润滑 原因：原因：重载，齿面软重载，齿面软四、齿轮材料及选择原则一一. . 常用材料：常用材料： 齿轮常用材料是各种牌号的齿轮常用材料是各种牌号的中碳钢，中、低碳合金钢，中碳钢，中、低碳合金钢，铸钢和铸铁铸钢和铸铁等。一般多采用等。一般多采用锻造毛坯或轧制钢材。锻造毛坯或轧制钢材。 齿轮尺寸较大或结构复杂且生产批量大时，可采用齿轮尺寸较大或结构复杂且生产批量大时，可采用铸钢铸钢或铸铁。或铸铁。 轮齿具有足够强度和韧性轮齿具有足够强度和韧性对材料的基本要求：对材料的基本要求：齿面要硬，齿芯要韧。抵抗轮齿折断抵抗轮齿折断齿面具有较高的硬度和
43、耐磨性齿面具有较高的硬度和耐磨性抵抗齿面点蚀、胶合、抵抗齿面点蚀、胶合、磨损、塑性变形磨损、塑性变形金属金属钢钢铸铁铸铁锻钢锻钢铸钢铸钢 ZG310-570等调质钢调质钢 45、40Cr、30CrMnSi、35SiMn等渗碳钢渗碳钢 20Cr、 20CrMnTi等氮化钢氮化钢 35CrAlA、38CrMoAlA 等HT250、HT200、QT500-5等非金属：非金属：夹布塑胶、尼龙夹布塑胶、尼龙 常用于小功率、精度不高、噪声低的场合常用于小功率、精度不高、噪声低的场合 3.3.调质调质 用于用于中碳钢中碳钢和中和中碳合金钢碳合金钢。调质后齿面硬度一般。调质后齿面硬度一般 为为220220 2
44、60HBS260HBS。适用于无结构尺寸要求。适用于无结构尺寸要求。2.2.渗碳淬火渗碳淬火 渗碳钢用于渗碳钢用于低碳钢低碳钢和和低碳合金钢低碳合金钢，表面淬火表面淬火硬度可硬度可 达达52-56HRC52-56HRC，齿面的硬度高，耐磨性好，而齿芯的韧性，齿面的硬度高，耐磨性好，而齿芯的韧性 较高，用于冲击严重、要求结构紧凑的重要齿轮传动。较高，用于冲击严重、要求结构紧凑的重要齿轮传动。 通常渗碳淬火后要磨齿。通常渗碳淬火后要磨齿。1.1.表面淬火表面淬火 用于用于中碳钢中碳钢和和中碳合金钢中碳合金钢。表面淬火硬度可达。表面淬火硬度可达52 52 56HRC56HRC，由于齿面的硬度高，耐磨
45、性好，而齿芯的韧性较，由于齿面的硬度高，耐磨性好，而齿芯的韧性较高，用于轻微冲击、要求结构紧凑、无须磨齿的场合。高，用于轻微冲击、要求结构紧凑、无须磨齿的场合。二、常用热处理方法二、常用热处理方法4.4.正火正火（常化）（常化） 正火用于消除内应力，亦适用于机械强度要求不高正火用于消除内应力，亦适用于机械强度要求不高 的齿轮。的齿轮。5.5.渗氮渗氮 渗氮后齿面硬度可达渗氮后齿面硬度可达60-62HRC60-62HRC，因氮化温度低，轮，因氮化温度低，轮 齿的变形小，适用于难于磨齿（如内齿轮），又要求齿齿的变形小，适用于难于磨齿（如内齿轮），又要求齿 面硬度大的场合。面硬度大的场合。 上述上述
46、5 5种热处理方法中，种热处理方法中，3 3、4 4 两种方法得到的为两种方法得到的为软齿面齿轮（软齿面齿轮（HB350HB350），其余），其余 3 3 种得到硬齿面齿轮种得到硬齿面齿轮（HBHB 350350）。）。说说明明三三. .齿轮材料的选择原则：齿轮材料的选择原则：1.1.工作条件的要求：工作条件的要求：功率、可靠度、质量、环境功率、可靠度、质量、环境2.2.工艺要求：工艺要求：毛坯选择；热处理方式毛坯选择；热处理方式3.3.硬度选择：硬度选择：* *软齿面硬度软齿面硬度 350HBS350HBS； * *软齿面齿轮软齿面齿轮HBSHBS1 1-HBS-HBS2 2 3030505
47、0 高速、重载高速、重载体积紧凑体积紧凑较好的材料及热处理方式较好的材料及热处理方式机械性能材料牌号热处理方法强度极限B（MPa）屈服极限s（MPa）硬度 HB、HRC或 HV应用范围正火580290HB162217低中速、中载的非重要齿轮调质640350HB217255低中速、中载的重要齿轮45调质、表面淬火HRC4050（齿面）高速、中载而冲击较小的齿轮调质700500HB241286低中速、中载的重要齿轮40Cr调质、表面淬火HRC4855高速、中载、无剧烈冲击的齿轮调质700550HB217269低中速、中载的重要齿轮38SiMnMo调质、表面淬火HRC4555高速、中载、无剧烈冲击的
48、齿轮齿轮常用材料的机械性能及应用范围齿轮常用材料的机械性能及应用范围按蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为：按蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为：圆柱蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。圆柱蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。其中圆柱蜗杆传动应用最广。其中圆柱蜗杆传动应用最广。圆柱蜗杆按螺旋面形状的不同可分为：圆柱蜗杆按螺旋面形状的不同可分为：渐开线蜗杆和阿基米德蜗杆渐开线蜗杆和阿基米德蜗杆v阿基米德蜗杆（阿基米德蜗杆（ZAZA型）型）垂直于轴线平面的齿廓为阿基米德螺垂直于轴线平面的齿廓为阿基米德螺线，过轴线的平面内齿廓为直线，加工简单，精度较低。（轴向直线，过轴线的平面内齿廓为直线，加工简单，
49、精度较低。（轴向直廓蜗杆）廓蜗杆）v渐开线蜗杆（渐开线蜗杆（ZIZI型）型）刀刃平面与蜗杆基圆柱相切，端面齿为刀刃平面与蜗杆基圆柱相切，端面齿为渐开线，适于较高速度和较大的功率。渐开线，适于较高速度和较大的功率。1 1、蜗杆头数、蜗杆头数z z1 1、蜗轮齿数、蜗轮齿数z z2 2 和传动比和传动比i i蜗杆头数z1=14；蜗轮齿数z2=2780 单头：i大，易自锁（一般螺旋角小于一般螺旋角小于3.53.5度就会自锁度就会自锁 ），效率低，精度高。多头：效率，但加工困难，精度降低。uZZnni=1221传动比：2 2、蜗杆蜗轮正确啮合条件为：、蜗杆蜗轮正确啮合条件为：mx1=mt2=mx1=t
50、2=1=2模数为标准参数，蜗杆和蜗轮压力角的标准值模数为标准参数，蜗杆和蜗轮压力角的标准值2020。中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等。即蜗。即蜗杆的轴面模数和压力角分别等于蜗轮的端面模数和压力杆的轴面模数和压力角分别等于蜗轮的端面模数和压力角，且都等于标准值，蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角大角，且都等于标准值，蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角大小相等，旋向相同。小相等，旋向相同。 3 3蜗杆的分度圆直径蜗杆的分度圆直径d d1 1和直径系数和直径系数q q 由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成
