机械通用知识课件.ppt
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1、车辆中心机械通用知识培训景小锋景小锋主要内容第一部分 传动 第二部分 连接第三部分 公差与配合第一部分 传动 传动是机械之间的动力传递,也可以说是将机械动力通过中传动是机械之间的动力传递,也可以说是将机械动力通过中间设备传递给终端设备。间设备传递给终端设备。传动分为齿轮传动、链传动、带传动(摩擦传动)、液压传动等。传动分为齿轮传动、链传动、带传动(摩擦传动)、液压传动等。本部分以齿轮传动为主,链传动、带传动了解一下。本部分以齿轮传动为主,链传动、带传动了解一下。1、齿轮传动1.1齿轮传动的特点o 齿轮传动用来传递任意两轴之间的运动和动力,其圆周速度可达300m/s,传递功率可达105 kW,齿
2、轮直径可从1mm到150m以上,是现代机械中应用最广泛的一种机械传动。齿轮传动的主要优点是:瞬时传动比恒定不变;机械效率高;寿命长,工作可靠性高;结构紧凑,适用的圆周速度和功率范围较广等。o 齿轮传动的主要缺点是:要求较高的制造和安装精度,成本较高;不适宜于远距离两轴之间的传动。低精度齿轮在传动时会产生噪声和振动;1.2齿轮的分类o 齿轮传动按照两轮轴线的相对位置和齿向分类如下:按照轮齿齿廓曲线的不同按照轮齿齿廓曲线的不同又可为渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮等。按照工作条件的不同按照工作条件的不同,齿轮传动又可分为开式齿轮传动和闭式齿轮传动。前者轮齿外露,灰尘易于落在齿面,后者轮齿封闭在箱体内
3、。根据啮合方式齿轮传动:根据啮合方式齿轮传动:外啮合、内啮合、齿轮齿条1.3直齿圆柱齿轮 优点:适用于两轴线平行的齿轮传动。外啮合时两齿轮转向相反。齿轮圆周速度较低。传递的功率范围较大,传动效率较高,互换性好,装配和维修方便,可进行变位切削及各种整形、修缘,应用广泛。缺点:接触线过度不平稳,冲击和噪音较。1.4齿轮传动的计算1.4.1渐开线圆柱直齿齿轮参数 假定齿轮的齿数为假定齿轮的齿数为Z Z,模数为,模数为m m规定为一系列标准数值并将理数,规定:为了计算方便,避免无mpmpzd模数与齿轮强度的关系?模数与齿轮强度的关系?1.4.1渐开线圆柱直齿轮计算1、齿轮机构及其设计、齿轮机构及其设计
4、 渐开线圆柱齿轮参数渐开线圆柱齿轮参数分度圆压力角:规定标准压力角值为=20齿顶高系数 h*:ha=h*m;规定正常齿制 h*=1顶隙系数 c*:hf=(h*+c*)m 标准规定:m1mm时:h*=1;c*=0.25 m 11什么是重合度什么是重合度?重合度对齿轮传动平稳性的关系?重合度对齿轮传动平稳性的关系?)()(212211tgtgztgtgzaa式中:式中:a1 a1、a2a2分别为两齿轮的顶圆压力角,分别为两齿轮的顶圆压力角,为啮合角。为啮合角。1.5渐开线圆柱斜齿轮O接触线接触线 一对斜齿轮啮合时,齿面上的接触线由短变长,再由长一对斜齿轮啮合时,齿面上的接触线由短变长,再由长变短,
5、减少了传动时的冲击和噪音,提高了传动平稳性,故变短,减少了传动时的冲击和噪音,提高了传动平稳性,故斜齿轮适用于重载高速传动。斜齿轮适用于重载高速传动。1.5.1斜齿轮圆柱齿轮传动计算斜齿轮圆柱齿轮传动计算标准参数及基本尺寸标准参数及基本尺寸斜齿圆柱齿轮有法面和端面之分斜齿圆柱齿轮有法面和端面之分法面参数:法面参数:mn、n、h*an、c*n端面参数:端面参数:mt、t、h*at、c*t法面参数为标准参数法面参数为标准参数法面和断面的齿厚关系?法面和断面的齿厚关系?分度圆螺旋角分度圆螺旋角螺旋角螺旋角是斜齿轮的重要的基本参数之一,由于轮齿倾斜了是斜齿轮的重要的基本参数之一,由于轮齿倾斜了角,使角
6、,使斜齿轮传动时产生了轴向力,斜齿轮传动时产生了轴向力,越大,轴向力越大越大,轴向力越大。斜齿轮的基本尺寸也是以其分度圆柱为基准圆来进行计算的。斜斜齿轮的基本尺寸也是以其分度圆柱为基准圆来进行计算的。斜齿轮分度圆柱上的螺旋线的切线与其轴线所夹锐角称为分度圆螺旋角齿轮分度圆柱上的螺旋线的切线与其轴线所夹锐角称为分度圆螺旋角(简称螺旋角)。(简称螺旋角)。1.4.1平行轴斜齿轮圆柱齿轮传动平行轴斜齿轮圆柱齿轮传动法面参数和端面参数法面参数和端面参数模数:模数:mn=mtcos齿顶高系数、顶隙系数:齿顶高系数、顶隙系数:h*at=h*ancos ;c c*t=c*ncos正确啮合条件正确啮合条件mn
7、1=mn2=mnn1=n21=-21.4.1平行轴斜齿轮圆柱齿轮传动平行轴斜齿轮圆柱齿轮传动斜齿轮传动的重合度斜齿轮传动的重合度端面重合度:端面重合度:其值与尺寸参数完全相同的直齿圆柱齿轮传动的重合度相等。其值与尺寸参数完全相同的直齿圆柱齿轮传动的重合度相等。)()(212211tattattgtgztgtgz轴面重合度:轴面重合度:nmbsin总重合度:总重合度:可见,斜齿轮传动的重合度大于直齿可见,斜齿轮传动的重合度大于直齿轮传动的重合度,斜齿轮传动时,同时啮轮传动的重合度,斜齿轮传动时,同时啮合的轮齿对数多,因此传动平稳,承载能合的轮齿对数多,因此传动平稳,承载能力也高。力也高。越大越大
8、也越大,传动越平稳,但也越大,传动越平稳,但当当太大时,轴向力也增大,对传动不利。太大时,轴向力也增大,对传动不利。因此,因此,设计时一般取设计时一般取=8=81515。两啮合斜齿轮的悬向?两啮合斜齿轮的悬向?1.5 锥齿轮 直齿圆锥齿轮传动多用于相交轴传动,传动效率比较高,一般可达98,两齿轮轴线组成直角的锥齿轮副应用最为广泛。直齿圆锥齿轮沿轮齿齿长方向为直线,而且其延长线相交于轴线。1.6人字齿轮 适用于两轴线平行的齿轮传动。啮合时两齿轮转向相反。克服了平行轴斜齿圆柱齿轮传动轴向分力的问题。但对轴系结构有了新的特别的要求。1.7内齿轮(行星轮)适用于两轴线平行的齿轮传动。两齿轮转向相同。将
9、齿轮的回转运动变为齿条的往复移动或将齿条的往复移动变为齿轮的回转运动。传递功率比相应直齿圆柱齿轮大。齿轮圆周速度比直齿圆柱齿轮高,适宜于高速重载传动。传递的功率范围较大,传动效率较高,互换性好,装配和维修方便,可进行变位切削及各种整形、修缘,应用广泛。内啮合齿轮与外啮合齿轮内啮合齿轮与外啮合齿轮在转动中两啮合齿轮转动方在转动中两啮合齿轮转动方向分别是怎样的?向分别是怎样的?1.8直线齿轮传动 将齿轮的回转运动变为齿条的往复移动或将齿条的往复移动变为齿轮的回转运动。齿轮圆周速度较低。传递的功率范围较大,传动效率较高,互换性好,装配和维修方便,可进行变位切削及各种整形、修缘,应用广泛。1.9涡轮蜗
10、杆传动 蜗轮蜗杆传动传递相错轴的运动和动力。传动比大,工作平稳,噪声较小,结构紧凑,在一定的条件下有自锁性能,但效率低,发热较大。1.9齿轮传动的失效形式 齿轮最重要的部分为轮齿。它的失效形式主要有四种:轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合。1)轮齿折断 因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大,而且有应力集中,因此,轮齿折断一般发生在齿根部分。若轮齿单侧工作时,根部弯曲应力一侧为拉伸,另一侧为压缩,轮齿脱离啮合后,弯曲应力为零。因此,在载荷的多次重复作用下,弯曲应力超过弯曲持久极限时,齿根部分将产生疲劳裂纹。裂纹的逐渐扩展,最终将引起断齿,这种折断称为疲劳折断。轮齿因短时过载或冲击过载而引起的突然
11、折断,称为过载折断。用淬火钢或铸铁等脆性材料制成的齿轮,容易发生这种断齿。2)齿面磨损 齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损;其次是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损。磨损后齿廓失去正确形状,使运转中产生冲击和噪声。磨粒性磨损在开式传动中是难以避免的。采用闭式传动,提高齿面光洁度和保持良好的润滑可以防止或减轻这种磨损。3)齿面点蚀 轮齿工作时,其工作表面产生的接触压应力由零增加到一最大值,即齿面接触应力是按脉动循环变化的。在过高的接触应力的多次重复作用下,齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹,裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑,即疲劳点蚀,继续发展以致轮齿啮合情况
12、恶化而报废。实践表明,疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关,齿面硬度越高,抗点蚀能力也越强。4)齿面胶合 在高速重载传动中,常因啮合温度升高而引起润滑失效,致使两齿面金属直接接触并相互粘联。当两齿面相对运动时,较软的齿面沿滑动方向被撕裂出现沟纹这种现象称为胶合。在低速重载传动中,由于齿面间不易形成润滑油膜也可能产生胶合破坏。提高齿面硬度和光洁度能增强抗胶合能力。低速传动采用粘度较大的润滑油;高速传动采用含抗胶合添加剂的润滑油,对于抗胶合也很有效。1.20 齿轮应用二级减速器2、丝杠传动 丝杠的应用是将旋转运动通过丝母转变为直线运动丝杠的应用是将旋转运动通过丝母
13、转变为直线运动,由由普通丝杠普通丝杠或或滚珠丝杠滚珠丝杠传动,可获得很高的精度和平稳的运动。传动,可获得很高的精度和平稳的运动。3、链传动 当主动链轮回转时,依靠链条与两链轮之间的啮合力,使从动链轮回转,实现运动和动力的传递3.1链传动的工作原理1主动链轮 2链条 3从动链轮3.2链传动的计算3.2.1链传动的传动比计算121221nzinz n1、n2 主、从动轮的转速,r/min z1、z2 主、从动轮齿数 3.3常见的传动链类型l 内链板l 外链板l 销轴l 套筒l 滚子 齿形链板导板销轴套筒 滚子链滚子链齿形链齿形链4、带传动4.1带传动的分类o 按工作原理:o 1、摩擦型带传动:靠带
14、与带轮之间的摩擦来传递运动和动力;o 2、啮合型带传动:靠带与带轮之间的啮合来传递运动和动力;4.2 带传动的工作原理和工作能力4.2.1 带传动的力分析预紧力:F0 紧边拉力:F1 松边拉力:F24.2.1 带传动的力分析)(212102001FFFFFFF有效拉力是带沿接触弧上摩擦力的总和:F=F1-F2,(2)在初拉力一定的情况下,带与带轮之间的摩擦力有一极限值,当带和带轮之间的有效拉力超过接触弧上极限摩擦力的总和时,带和带轮间将发生显著的滑动,这种现象称为打滑。有效拉力F(N)、带速(m/s)和传递功率P(kW)之间的关系为:(1)(1)1000FP4.2.2带传动的计算1 11(/)
15、60 1000dd nm s)1(1221ddddnni(1 1)传动比的计算)传动比的计算(2 2)带轮圆周速度的计算)带轮圆周速度的计算2 22(/)60 1000dd nm s4.2.3弹性滑动和打滑 打滑是由于带过载所引起的,是传动失效时发生的现象,是可以避免的;弹性滑动是由于材料的弹性和紧边拉力与松边拉力的差所引起的,只要带传动具有承载能力,有紧边拉力和松边拉力,就一定会发生弹性滑动,所以弹性滑动是不可以避免的。影响:(1)从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度。(2)损失一部分能量,降低了传动效率,会使带的温度升高,并引起传动带磨损。第二部分 联接1.1.螺纹连接螺纹连接 螺纹
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