文档介绍：§ 机械传动理论
一、机械传动概述
机械是机器和机构的总称。
1、机构
机构是由多种实物(如齿轮、螺丝、连杆、叶片等机械零件)组合而成,各实物间具有确定的相对运动(如水泵的叶片与外壳间,内燃机的活塞与气缸间等)。组成机构的各相对运动的部分称为构件。
2、机器
机器是根据某种使用要求而设计制造的一种能执行某种机械运动的装置,在接受外界输入能量时,能变换和传递能量、物料和信息。
机器依其复杂程度可以由多种机构组合而成,而简单的机器也可以只包含一种机构,如电动机、水泵等。
机器中普遍使用的机构称为常用机构,如齿轮机构、连杆机构、凸轮机构等。
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3、机械应满足的基本要求
(1)必须达到预定的使用功能,工作可靠,机构精简。
(2)经济合理,安全可靠,生产率高,效率高,能耗少,原材料和辅助材料节省,管理和维修费用低。
(3)操作方便,操作方式符合人们的心理和****惯,尽量降低噪音,防止有毒、有害介质渗漏,机身美化等。
(4)对不同用途和不同使用环境的适应性要强(如容易卸、装,容易搬动等)。
4、机械传动的概念
一台机器(机械)制造成功后都必须能完成设计者提出的要求,即执行某种机械运动以期达到变换和传递能量、物料和信息的目的。机器一般是由多种机构或构件按一定方式彼此相联而组成,当原动机(电动机、内燃机等)驱动机器运转时,其运动和动力是从机器的一部分逐级传递到相联的另一部分而最后到达执行机构来完成机器的使命的。利用构件和机构把运动和动力从机器的一部分传递到另一部分的中间环节称为机械传动。
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二、机械传动的主要方式
1、齿轮传动
(1)齿轮传动概述
齿轮机构是各种机构中应用最为广泛的一种传动机构。它可用来传递空间任意两轴间的运动和动力,并具有功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠等特点。
传动比:一对齿轮在啮合过程中,其传动比定义为相互啮合齿轮的角速度之比(i12=ω1/ω2)
定传动比(即i12=常数)。
变传动比(即i12按一定的规律变化)
下面只对圆形齿轮机构进行介绍。
圆形齿轮机构的可将其分为平面齿轮机构和空间齿轮机构两类。
①平面齿轮机构:用于两平行轴之间的传动。
a) 直齿圆柱齿轮传动:直齿圆柱齿轮或简称直齿轮。
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外啮合齿轮传动:其两齿轮的转动方向相反。
内啮合齿轮传动:其两齿轮的转动方向相同。
齿轮与齿条传动:
齿轮与齿条传动
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b) 斜齿圆柱齿轮传动:斜齿圆柱齿轮又简称斜齿轮。斜齿轮轮齿的齿向对其轴线倾斜了一个角度(称为螺旋角),斜齿轮传动也可分为外啮合传动、内啮合传动和齿轮与齿条传动等三种情况。
c) 人字齿轮传动:人字齿轮可看作是由螺旋角方向相反的两个斜齿轮所组成的。它可制成整体式的或拼合式的。
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②空间齿轮机构:空间齿轮机构用来传递空间两相交轴或相错轴(既不平行又不相交)之间的运动和动力。
a) 锥齿轮传动:锥齿轮用于两相交轴之间的传动。锥齿轮的轮齿分布在截圆锥体的表面上,有直齿、斜齿及曲线齿之分。
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b) 交错轴斜齿轮传动:交错轴斜齿轮传动用于传递两相错轴之间的运动。
c) 蜗杆传动:蜗杆传动也是用于传递相错轴之间的运动。其两轴的交错角一般为90°。
d)准双曲面齿轮传动:也是用于相错轴之间的齿轮传动。
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(2)渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
齿廓线是渐开线的齿轮称渐开线齿轮。
①齿顶圆:以齿轮的轴心为圆心,通过齿轮各轮齿顶端所作的圆称为齿顶圆。其直径和半径分别以da和ra表示。
②齿根圆:以齿轮的轴心为圆心,通过齿轮各齿槽底部所作的圆称为齿根圆。其直径和半径分别以df和rf表示。
③齿厚:沿任意圆周所量得的轮齿上的弧线厚度称为该圆周上的齿厚,以sk表示。
④齿槽宽:相邻两轮齿之间的齿槽沿任意圆周所量的弧线宽度,称为该圆周上的齿槽宽,以ek表示。
⑤齿距:沿任意圆周所量得的相邻两齿上同侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿距,以pk表示,pk=sk+ek。
⑥分度圆:在齿轮上作为计算基准的一个圆,其上的齿厚与齿槽宽相等,称该圆为齿轮的分度圆。其直径、半径、齿厚、齿槽宽和齿距分别以d、r、s、e和p表示,即e=s,且p=s+e。
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⑦齿顶高:介于分度圆与齿顶圆之间的轮齿部分称为齿顶,其径向高度称为齿顶高,以ha表示。
⑧齿根高:介于分度圆与齿根圆之间的轮齿部分称为齿根,其径向高度称为齿根高,以hf表示。
⑨齿全高:齿顶圆与齿根圆之间的径向距离,即齿顶高与齿根高之和称为齿全高,以h表示,则h=ha+hf。
(3)渐开线标准齿轮的基本参数
①齿数:在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为齿数,用z表示。
②模