,1,第15章 带传动与齿轮传动,15.2 齿轮传动,15.3 其它齿轮传动简介,15.1 带传动,第15章 带传动与齿轮传动15.2 齿轮传动15.3 其,15.1,带传动,带传动是利用挠性带张紧在主、从动轮上，依靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的传动装置。,15.1.1,V,带传动的类型和特点,带传动主要由主动带轮1、从动带轮2和传动带3等组成，如图，常用于减速传动。,带传动,（a）摩擦型,（b）啮合型,15.1 带传动带传动（a）摩擦型（b）啮合型,1.带传动的类型,摩擦型带传动的分类,平带传动,V带传动,多楔带传动,圆带传动,同步齿型带传动,1.带传动的类型 摩擦型带传动的分类平带传动V带传动多楔带传,2.带传动的特点和应用,摩擦型带传动为具有中间挠性体的摩擦传动，特点为：带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳，无噪声；过载时，传动带会在带轮上打滑，可防止其它零件损坏；结构简单，维护方便，无需润滑，且制造和安装精度要求不高；单级可实现较大中心距的传动。但传动比不准确；传动效率较低（V带传动效率为0.96左右），带的寿命较短；外廓尺寸、带作用于轴的力等均较大；不宜用在高温、易燃及有油、水的场合。,摩擦型带传动一般适用于功率不大和无需保证准确传动比韵场合。在多级减速传动装置中，带传动通常置于与电动机相联的高速级。,2.带传动的特点和应用,结构：,顶胶、抗拉体、,底胶、包布。,型号：,Y、Z、A、B、C、D、E。,15.1.2,普通,V,带与带轮的结构、型号,1.普通V带的结构、型号,结构：型号：15.1.2 普通V带与带轮的结构、型号,普通V带的截面尺寸、V带轮轮槽尺寸,普通V带的截面尺寸、V带轮轮槽尺寸,普通V带基准长度系列值和带长修正系数,K,l,（摘自GB/T1375.11992）,表2,普通V带基准长度系列值和带长修正系数Kl（摘自GB/T137,2.,普通V带轮的典型结构,V带由轮缘、轮毂、轮辐三部分组成，轮缘尺寸见表1。根据带轮直径的大小，普通V带轮有实心轮、辐板轮、孔板轮和椭圆辐轮四种典型结构，如图。,2.普通V带轮的典型结构,1,2,不工作时,工作时,F,0,F,0,F,0,F,0,带必须以一定的拉力张紧在带轮上，此时，传动带两边的拉力相等，都等于,F,0,。,n,2,n,1,F,1,F,2,F,1,F,2,带绕上主动轮的一边被拉紧，该边拉力紧边拉力,F,1,；带绕上从动力的一边被放松，该边拉力松边拉力,F,2,。,F,1,-F,0,=,F,0,-F,2,F,1,+F,2,=2,F,0,15.1.3,带传动的受力和应力分析,1.带传动的受力分析,（一）,12不工作时工作时F0F0F0F0 带必须以一定的拉,带与带轮间的总摩擦力,F,f,得,：,F,f,=,F,1,-F,2,带传动的有效拉力,F,e,F,e,=,F,f,=,F,1,-F,2,1.带传动的受力分析,（二）,带与带轮间的总摩擦力Ff得：Ff=F1-F2带传动的有效拉,F,1,F,2,带在轮上的包角。,欧拉公式,F,F+dF,dN,fdN,带传动中的最大有效拉力及其影响因素,F1F2带在轮上的包角。欧拉公式FF+dFdNfdN,带所能传递的最大有效拉力,F,emax,影响最大有效拉力的因素,预紧力,F,0,：,F,emax,与预紧力,F,0,成正比。,包角,：,F,emax,随包角的增大而增大。,摩擦系数,f：,F,emax,随摩擦系数,f,的增大而增大,。,带所能传递的最大有效拉力Femax影响最大有效拉力的因素预紧,1、离心应力,2、拉应力,3、弯曲应力,最大应力,2.带传动的应力分析,1、离心应力2、拉应力3、弯曲应力最大应力 2.带传动的应力,15.1.4,带传动的弹性滑动及其传动比,带是弹性体，受力后将会产生弹性变形。由于紧边拉力,F,1,大于松边拉力,F,2,，因此紧边的伸长量大于松边的伸长量，如图所示。,带的弹性滑动,15.1.4 带传动的弹性滑动及其传动比带的弹性滑动,由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动弹性滑动。这是带传动正常工作时不可避免的现象。,弹性滑动将使从动轮的圆周速度,v,2,低于主动轮的圆周速度,v,1,，,其降低量带传动的滑动率,。,由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动弹性,V带的正确安装,（a）,（b）,15.1.4 V带的安装与张紧装置,1.V带,的正确安装与使用,V带的正确安装（a）（b）15.1.4 V带的安装与张紧装,定期张紧,自动张紧,加张紧轮,2.V带,传动的张紧装置,定期张紧 自动张紧 加张紧轮2.V带传动的张紧装置,15.2,齿轮传动,齿轮传动由主动轮、从动轮和支承件等组成，是通过轮齿间直接啮合来实现的一种机械传动，主要用来传递运动和动力，在机械中应用非常广泛。,15.2.1,齿轮传动的特点与分类,1.齿轮传动的特点,齿轮传动与其他传动比较，具有瞬时传动比恒定、结构紧凑、工作可靠、寿命长、效率高（传动效率为0.960.99）、可实现平行轴、任意两相交轴和任意两交错轴之间的传动，适应的圆周速度和传递功率范围大。但齿轮传动的制造成较本高、低精度齿轮传动时噪声和振动较大，不适宜于两轴间距离较大的传动,。,15.2 齿轮传动,2.齿轮传动的分类,齿轮传动的类型很多，按齿轮轴线间的位置和齿向的不同，常用齿轮传动的分类方法如图所示。,齿轮传动的种类,2.齿轮传动的分类 齿轮传动的种类,15.2.2,渐开线齿轮,1.渐开线的形成及基本性质,齿轮传动与其他传动比较，具有瞬时传动比恒定、结构紧凑、工作可靠、寿命长、效率高（传动效率为0.960.99）、可实现平行轴、任意两相交轴和任意两交错轴之间的传动，适应的圆周速度和传递功率范围大。但齿轮传动的制造成较本高、低精度齿轮传动时噪声和振动较大，不适宜于两轴间距离较大的传动,。,15.2.2 渐开线齿轮,（1）发生线沿基圆滚过的长度 ，等于基圆上被滚过的圆弧长 ，即 =。,（2）发生线KN是渐开线在任意点K的法线。,（3）渐开线各点处的压力角不等，r,K,越大（即K点离圆心O越远），其压力角越大；反之越小。基圆上的压力角等于零。,（4）渐开线形状决定于基圆的大小。,（5）基圆以内无渐开线。,（1）发生线沿基圆滚过的长度 ，等于基圆上被滚过的圆弧长,2.标准直齿圆柱齿轮的各部分名称和符号,直齿轮各部分的名称和符号,模数与齿轮尺寸的关系,2.标准直齿圆柱齿轮的各部分名称和符号 直齿轮各部分,3.直齿圆柱齿轮的基本参数,（1）齿数z 在齿轮整个圆周上齿的总数称为该齿轮的齿数，用符号z表示，齿数由设计计算确定。,（2）模数m 分度圆的周长为：,d,=,zp,或,d,=,为便于设计、制造和检验，把比值制定成标准值，称为模数，即：,m=,因此，分度圆直径为,d,=,mz,标准模数系列表（摘自GB/T 13571987）,mm,3.直齿圆柱齿轮的基本参数标准模数系列表（摘自GB/T 13,（,3）压力角a 渐开线K点的压力角,a,K,可用,cos,a,K,=,r,b,/,r,K,表示，因此，渐开线齿轮分度圆上的压力角可用下式表示：,cos,a,=,国家标准规定，标准齿轮的压力角,a,=,20,或15,。,（4）齿顶高系数h,a,*,和顶隙系数c,*,国家标准中规定,h,a,*,、,c,*,的标准值,正常齿,h,a,*,=,1,，,c,*,=,0.25,短齿,h,a,*,=,0.8,，,c,*,=,0.3,（3）压力角a 渐开线K点的压力角aK可用cosaK=rb,4.渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,17.4,4.渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 17.4,5.内齿轮与齿条,内齿轮的齿廓是内凹的渐开线。其特点是：齿厚相当于外齿轮的齿槽宽，而齿槽相当于外齿轮的齿厚；内齿轮的齿顶圆小于分度圆，齿根圆大于分度圆。由于上述特点，内齿轮的齿顶圆直径与齿根圆直径的计算也不同于外齿轮，其计算公式见上表。,当外齿轮的齿数增加到无穷多时，齿轮上的圆变为互相平行的直线，渐开线齿廓就变成直线齿廓。这种齿轮的一部分就是齿条。齿条不论在分度线或与其平行的其他直线上，齿距p均相等，即p=,m；分度线上s=e，其他直线上不相等；齿廓上各点处的压力角均相等，标准值为20。,5.内齿轮与齿条,6标准齿轮的公法线长度,在设计、制造和检验齿轮时，经常需要知道齿轮的齿厚（如控制齿侧间隙、控制进刀量和检验加工精度等），因无法直接测量弧齿厚，故常需测量齿轮的公法线长度。所谓公法线长度是指齿轮卡尺跨过是个齿所量得的齿廓间的法向距离。,齿轮公法线长度的测量,设跨齿数为k，卡脚与齿廓切点A、B的距离AB即为所测得的公法线长度，用W表示。,W,=,m2.9521,（,k-,0.5,）,+0.014,z,k,=,+0.5,6标准齿轮的公法线长度 齿轮公法线长度的测量 设跨,15.2.3,直齿圆柱齿轮的结构,1.齿轮轴,对于直径较小的齿轮，齿根圆直径与轴径相差很小，应将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴。,齿轮轴,15.2.3 直齿圆柱齿轮的结构 齿轮轴,2.实心式齿轮,若齿根圆到键槽底部的径向尺寸x2.5 mm，直径,d,a,200 mm,时,，,做成实心齿轮，如图所示。,实心式齿轮,2.实心式齿轮 实心式齿轮,3.腹板式齿轮,当,d,a,200,500 mm,时,，,齿轮毛坯锻造不便，往往改用铸铁或铸钢浇注。铸造齿轮常做成轮辐式结构，如图所示。,腹板式齿轮,d,h,=,1.6,d,s,；,l,h,=,(1.2,1.5),d,s,，,并使,l,h,b,；,c,=,0.3,b,；,=,(2.54),m,，,但不小于8 mm,；,d,0,和,d,按结构取定，当d较小时可不开孔,3.腹板式齿轮 腹板式齿轮dh=1.6ds；lh=(1.,轮辐式齿轮,4.轮辐式齿轮,当,d,a,500 mm,时,，,齿轮毛坯锻造不便，往往改用铸铁或铸钢浇注。铸造齿轮常做成轮辐式结构，如图所示。,d,h,=,1.6,d,s,(,铸钢,)；,d,h,=,1.8,d,s,(,铸铁,)；,l,h,=,(1.21.5),d,s,，,并使,l,h,b,；,c,=,0.2,b,，,但不小于l0mm；3=(2.54)mm,，,但不小于,8mm；,h,1,=,0.8,d,s,；,h,2,=,0.8,h,1,；,s,=,0.15,h,l,，,但不小于,l0mm；,e,=,0.8,轮辐式齿轮4.轮辐式齿轮 dh=1.6ds(铸钢)；dh=1,15.2.4,渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动,1.渐开线齿轮的啮合过程,渐开线齿轮的啮合过程,如图所示一对渐开线齿轮相啮合，由渐开线性质可知，N,1,N,2,是两齿廓在啮合点的公法线，也是两基圆的内公切线，所以渐开线齿轮啮合时，各啮合点始终沿着两基圆的内公切线N,1,N,2,移动，N,1,N,2,称为啮合线。设齿轮l为主动轮，齿轮2为从动轮。当一对齿轮开始啮合时，先以主动轮的齿根部分推动从动轮的齿顶，因此起始啮合是从动轮的齿,15.2.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动 渐开线齿,顶圆与啮合线的交点B,2,。当两轮继续转动时，主动轮轮齿上的啮合点向齿顶移动，而从动轮轮齿上的啮合点向齿根部移动。终止啮合点是主动轮的齿顶圆与啮合线的交点B,1,，此时两轮齿将脱离接触。线段B,2,B,l,为齿轮啮合点的实际轨迹，称为实际啮合线段。若将两齿顶圆加大，则B,1,B,2,就越接近点N,1,和N,2,。但因基圆内无渐开线，故线段N,1,N,2,称为理论最大的啮合线段，称为理论啮合线段。,顶圆与啮合线的交点B2。当两轮继续转动时，主动轮轮齿上的啮合,2.渐开线齿轮啮合传动特点,（1）传动比（瞬时传动比）恒定,齿轮的传动比是指主、从动轮的角速度之比，习惯上也用主、从动轮的转速之比表示，即,i,12,=,（2）中心距具有可分性,由上面的分析可知渐开线齿轮传动比还取决于基圆半径的大小。当一对齿轮制成后，其基圆半径已确定，因而传动比确定。在齿轮安装以后，中心距的微小变化不会改变瞬时传动比，这就给制造、安装、调试都提供了便利。,2.渐开线齿轮啮合传动特点,（3