第一级传动主传动及二级传动链 第二级传动
一、 链轮Z1的设计计算：
1） 材料选择： 采用45#调质处理表面硬度40-50HRC 2） 分度圆直径：d=p/(sina180°/z)=19.05/(sina180°/25)=151.995(mm) 3） 齿顶圆直径：d a d amax =d+1.25p-d 1=151.995+1.25×19.05-11.91=163.8975(mm) (查表：d 1=11.91) d amin =d+(1-1.6/z 1)p-d 1=151.995+(1-1.6/25) ×19.05-11.91=157.9158(mm) 取d a =1600 -0.03(mm) 4） 齿根圆直径d f: d f =d-d 1=151.995-11.91=140.085(mm) 5） 分度圆弦齿高：h a h amax =(0.625+0.8/z 1)p-0.5d 1=(0.625+0.8/25)×19.05-0.5×11.91=6.561(mm) h amin =0.5(p- d 1)=0.5×(19.05-11.91)=3.570(mm) 取h a =4.5(mm) 6） 最大齿根距离：L x L x =dcos(90°/z 1)-d 1=151.995×cos(90°/25)-11.91=139.785(mm) 7） 齿侧凸缘直径：d g （查表：h 为链的内连扳高度；h=18.08） d g =pcot(180°/z 1)-1.04h-0.76=19.05×cot(180°/25)-1.04×18.08-0.76=131.233(mm); 取d g =131mm 8） 齿侧圆弧半径：r e r emax =0.008d 1(180+z 12)=0.008×11.91×(180+252 )=76.7004(mm) r emin =0.12d 1(2+z 1)=0.12×11.91×(2+25)=38.5884(mm) 9） 滚子定位圆弧半径：r i r imax =0.505d 1+0.069 3 1 d =0.505×11.91+0.069×3 √11.91=6.172(mm) r imin =0.505d 1=0.505×11.91=6.015(mm) 10） 滚子定位角：α αmax =140°-90°/z 1=140°-90°/25=136.4° αmin =120°-90°/z 1=120°-90°/25=116.4° 11） 齿宽：b f1 （b 1内链节内宽） b f1=0.95b 1=0.95×12.57=11.9415(mm) 12） 齿侧倒角：b a b a =0.13p=0.13×19.05=2.4765(mm) 13） 齿侧半径：r x r x =p=19.05(mm) 14） 齿全宽:b fm (m 排数) b fm =(m-1)p t + b f1=(1-1)p t +11.9415=11.9415(mm) 15） 轴毂厚度：h （假设轴孔为50mm,<152mm 范围内取值） h=K+d k /6+0.01d=9.5+ d k /6+0.01×151.995=19.353(mm) 16） 轮毂长度：l l max =3.3h=3.3×19.353=63.866(mm) l min =2.6h=2.6×19.353=50.319(mm) 17） 轮毂直径：d h d h =d k +2h=50+2×19.353=88.706(mm) 二、 Z 1对应轴的设计计算 1) 材料选45#，[]30=τMp(空心轴)
主题11蜗杆传动 一、教学目标 1、能计算蜗杆传动的几何尺寸 2、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则 3、了解蜗杆传动特点、类型及主要参数 4、掌握蜗杆传动几何尺寸的计算 5、掌握蜗杆传动的失效形式和设计准则 二、课时分配 本章绪论共 5 个单元，本章安排 6个学时。其中理论学时 5 个学时，实践学时 1 个学时。 三、教学重点 蜗杆传动的失效形式和设计准则 四、教学难点 蜗杆传动的主要参数 五、教学内容 单元1 蜗杆传动的类型和特点 1、蜗杆传动的类型 2、蜗杆传动的特点 单元2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸的计算 在蜗杆传动中，规定通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面，称为中间平面。对于阿基米德蜗杆蜗轮，在主平面内蜗杆传动相当于齿轮齿条传动。 1、蜗杆传动的主要参数及其选择 （1）、蜗杆头数z 1、蜗轮齿数z 2 和传动比i 传动比i=n 1 ／n 2 =z 1 ／z 2 蜗杆头数z 1 =1、2、4、6（单头，i大，易自锁，效率低，但精度好；多头杆， η↑，但加工困难，精度↓）蜗轮齿数z 2=iz 1 ，Z 2 =27～80 （2）、模数和压力角 （3）、蜗杆分度圆上的导程角 （4）、蜗杆分度圆直径和蜗杆直径系数（5）、标准中心距
单元3 蜗杆传动的失效形式材料和结构 一、蜗杆传动的失效形式 蜗杆传动的失效形式有齿面胶合、点蚀、齿根折断及磨损二、蜗杆传动的材料和结构 单元4 圆柱蜗杆传动的受力分析及强度计算 一、圆柱蜗杆传动的受力分析 蜗杆与蜗轮轮齿上各方向判断如下。 ①圆周力F t 的方向。主动轮圆周力F t1 方向与其节点速度方向相反，从动轮 圆周力F t2 方向与其节点速度方向相同。 ②径向力F r 的方向。由啮合点分别指向各自轴心。 ③轴向力F a 的方向。蜗杆主动时，蜗杆轴向力F a1 的方向由“主动轮左、右 手定则”判定，即右旋蜗杆用右手（左旋蜗杆用左手），四指顺着蜗杆转动方向弯曲，大拇指指向即蜗杆轴向力F a1 的方向。 二、圆柱蜗杆传动的强度计算 单元5 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 一、蜗杆传动的效率 由式η 1=tanγ/tan（γ+ρv）可知，η 1 随ρ v 的减小而增大，而ρ v 与蜗 杆、蜗轮的材料、表面质量、润滑油的种类、啮合角以及齿面相对滑动速度有关。在一定范围内η 1 随γ增大而增大，故动力传动常用多头蜗杆以增大γ，但γ过大时，蜗杆制造困难，效率提高很少，故通常取γ<28°。 实际设计时，η 2η 3 通常取0.95~0.97，故蜗杆主动时，蜗杆传动的总效率 为η=（0.95~0.97）tanγ/tan（γ+ρ）二、蜗杆传动的润滑 三、蜗杆传动的热平衡计算
§9-5 链传动设计实例 例9-1 设计一拖动某带式运输机的滚子链传动。已知条件为：电动机型号Y160M-6(额定功率P =7.5kW，转速n1=970r/min)，从动轮转速n2=300r/min，载荷平稳，链传动中心距不应小于550mm，要求中心距可调整。 解： 1、选择链轮齿数 链传动速比： 由表9-5选小链轮齿数z1=25。 大链轮齿数z2=i z1=3.23×25=81，z2<120，合适。 2、确定计算功率 已知链传动工作平稳，电动机拖动，由表9-2选K A =1.3 ，计算功率为 P c =K A P =1.3×7.5kW=9.75kW 3、初定中心距a0，取定链节数L p 初定中心距a0=(30~50)p，取a0=40p。 取L p =136节(取偶数)。 4、确定链节距p
首先确定系数K Z ，K L ，K P 。 由表9-3查得小链轮齿数系数K Z =1.34； 由表9-9查得K L =1.09。 选单排链，由表9-4查得K P =1.0。 所需传递的额定功率为 由表9-7选择滚子链型号为10A ，链节距 p =15.875mm 。 5、确定链长和中心距 链长L =L p ×p /1000=136×15.875/1000=2.16m 中心距 a >550mm ，符合设计要求。 中心距的调整量一般应大于2p 。 △a ≥2p =2×15.875mm=31.75mm 实际安装中心距 a' =a -△a =(643.3-31.75)mm=611.55mm 6、求作用在轴上的力 链速 工作拉力 F =1000P/v =1000×7.5/6.416=1168.9N 工作平稳，取压轴力系数K Q =1.2 轴上的压力 F Q =K Q ×F =1.2×1168.9N=1402.7N 自 测 题 1、与带传动相比，链传动的优点是＿＿。 A 、工作平稳，无噪声 B 、寿命长
机械输送传动装置设计书 【设计任务书】 题目：设计输送传动装置 一．总体布置简图 如图1 二．总传动比误差为±5%，单向 回转， 轻微冲击。 三．原始数据： 四．设计内容： 1. 电动机的选择与运动参数计算； 2. 齿轮传动设计计算； 3. V 带传动设计计算； 4. 轴的结构尺寸设计； 5. 键的选择； 6. 滚动轴承的选择； 7. 装配图、零件图的绘制； 8. 设计说明书的编写。 【电动机的选择】 1．电动机类型和结构的选择 ：按照已知条件的工作要求和条件，选用Y 型输出轴功率P/KW 3 输出轴转速n/(r/min) 35 传动工作年限（年） 6 工作制度（班/日） 2 工作场所 车间 批量 小批
全封闭笼型三相异步电 动机。 2．电动机容量的选择： 工作机所需功率：Pw＝3kW 电动机的输出功率：Pd＝Pw/η，η≈0.82，Pd＝3.66kW 电动机转速的选择：nw=35r/min，V带传动比i1=2—4，单级齿轮传动比i2=3—5（查表2.3） nd＝（i1×i2×i2）nw。电动机转速范围为630—3500r/min 3．电动机型号确定：由附录八查出符合条件的电动机型号,并根据轮廓尺寸、重量、成本、传动比等 因素的考虑，最后确定选定Y112M—4型号的电动机，额度功率为4KW，满载转速1440r/min 【计算总传动比和分配传动比】 1．由选定电动机的满载转速nm和输出轴转速nw，总传动比为i=nm/nw，得i=41.14 2．合理分配各级传动比：V带传动比i1=3，闭合齿轮传动比i2=3.5，开式齿轮传动比i3=3.92 3．运动和动力参数计算结果列于下表：
圆柱蜗轮、蜗杆设计参数选择 蜗轮和蜗杆通常用于垂直交叉的两轴之间的传动（图1）。蜗轮和蜗杆的齿向是螺旋形的，蜗轮的轮齿顶面常制成环面。在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。蜗杆轴向剖面类是梯形螺纹的轴向剖面，有单头和多头之分。若为单头，则蜗杆转一圈蜗轮只转一个齿，因此可以得到较高速比。计算速比（i）的公式如下： i=蜗杆转速n1 蜗轮转速n2 = 蜗轮齿数z2 蜗杆头数z1 1、蜗轮蜗杆主要参数与尺寸计算 主要参数有：模数（m）、蜗杆分度圆直径（d1）、导程角（r）、中心距（a）、蜗杆头数（或线数z1）、蜗轮齿数（z2）等，根据上述参数可决定蜗杆与蜗轮的基本尺寸，其中z1、z2由传动要求选定。 （1）模数m 为设计和加工方便，规定以蜗杆轴项目数mx和蜗轮的断面模数mt 为标准模数。对啮合的蜗轮蜗杆，其模数应相等，及标准模数m=mx=mt。 标准模数可有表A查的，需要注意的是，蜗轮蜗杆的标准模数值与齿轮的标准模数值并不相同。 表A 模数m 分度圆直径 d 1 蜗杆直径系数 q 20 16 1.25 22.4 17.92 20 12.5 1.6 28 17.5 22.4 11.2 2 35.5 17.75 28 11.2 2.5 45 18 35.5 11.27 3.15 56 17.778 40 10 4 71 17.75 50 10 5 90 18 63 10 6.3 112 17.778 80 10 8 140 17.5 90 9 10 160 16
图1
q= 蜗杆分度圆直径模数 =d1 m d1=mq 有关标准模数m 与标准分度圆直径d1的搭配值及对应的蜗杆直径系数参照表A （3） 蜗杆导程角r 当蜗杆的q 和z1选定后，在蜗杆圆柱上的导程角即被确定。为导程 角、导程和分度圆直径的关系。 tan r= 导程分度圆周长 = 蜗杆头数x 轴向齿距分度圆周长=z1px d1π =z1πm πm q =z1 q 相互啮合的蜗轮蜗杆，其导程角的大小与方向应相同。 （4） 中心距a 蜗轮与蜗杆两轴中心距a 与模数m 、蜗杆直径系数q 以及蜗轮齿数z2 间的关系式如下： a=d1+d22 =m q (q+z2) 蜗杆各部尺寸如表B 名称代号 公式 分度圆直径 d1 齿顶高 ha1 齿根高 hf1 齿高 h1 齿顶圆直径 da1 齿根圆直径 df1 轴向齿距 px d 1=mq ha1=m hf1=1.2m h1=ha1+hf1=2.2m da1=d1+2ha1=d1+2m df1=d1-2hf1=d1+2.4m px=πm 蜗轮各部尺寸如表C 2、 蜗轮蜗杆的画法 (1) 蜗杆的规定画法 参照图1图2 （2）蜗轮的规定画法 参照图1图2 （3）蜗轮蜗杆啮合画法 参 照图1图2.
一、蜗杆传动的特点： 1．传动比大，一般i =10~80，最大可达 2．重合度大，传动平稳，噪声低； 3．结构紧凑，可实现反行程自锁； 4．蜗杆传动的主要缺点齿面的相对滑动速度大，效率低； 5. 蜗轮的造价较高。 主要用于中小功率，间断工作的场合。 广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。 二、蜗杆传动的类型 本章主要介绍普通圆柱蜗杆及其设计。 三、蜗杆传动的精度等级 分为12个精度等级，常用5～9级。 蜗杆分左旋和右旋。
左旋右旋蜗杆还有单头和多头之分。 四、蜗杆的类型
后两种蜗杆的加工，刀具安装较困难，生产率低，故常用阿基米德蜗杆。 第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 一、圆柱蜗杆传动的主要参数: 1. 模数m和压力角α 中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。 蜗杆、蜗轮的参数和尺寸大多在中间平面（主平面）内确定。 由于蜗轮是用与蜗杆形状相仿的滚刀，按范成原理切制轮齿，所以ZA 间平面内蜗轮与蜗杆的啮合就相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。 在主平面内，蜗轮蜗杆的传动相当于齿轮齿条的啮合传动。 蜗轮蜗杆正确啮合条件是：蜗杆的轴面模数ma1和轴面压力角αa1应分别等于蜗轮的端面模数mt2和端面压力角αt2，即 ma1 =mt2 =m
m z p z p x z π111==导程 q z d m z d p z x 1 1111tg ===πγ
蜗轮的转向 左右手法： 左旋左手，右旋右手，四指转向ω1，拇指反向；即为 例10-1 在带传动和蜗杆传动组成的传动系统中， 头数 z1=2、分度圆直径d1 =40mm，蜗轮齿数
普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算 1．基本参数： （1）模数m和压力角α： 在中间平面中，为保证蜗杆蜗轮传动的正确啮合，蜗杆的轴向模数m a1和压力角αa1应分别相等于蜗轮的法面模数m t2和压力角αt2，即 m a1=m t2=mαa1=αt2 蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系为: tgαa=tgαn/cosγ 式中：γ-导程角。 （2）蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，要用与蜗杆尺寸相同的蜗杆滚刀来加工蜗轮。由于相同的模数，可以有许多不同的蜗杆直径，这样就造成要配备很多的蜗轮滚刀，以适应不同的蜗杆直径。显然，这样很不经济。 为了减少蜗轮滚刀的个数和便于滚刀的标准化，就对每一标准的模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1，而把及分度圆直径和模数的比称为蜗杆直径系数q，即： q=d1/m 常用的标准模数m和蜗杆分度圆直径d1及直径系数q，见匹配表。 （3）蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 蜗杆头数可根据要求的传动比和效率来选择，一般取z1＝1-10，推荐z1＝1，2，4，6。 选择的原则是：当要求传动比较大，或要求传递大的转矩时，则z1取小值；要求传动自锁时取z1＝1；要求具有高的传动效率，或高速传动时，则z1取较大值。
蜗轮齿数的多少，影响运转的平稳性，并受到两个限制：最少齿数应避免发生根切与干涉，理论上应使z2min≥17，但z2＜26时，啮合区显著减小，影响平稳性，而在z2≥30时，则可始终保持有两对齿以上啮合，因之通常规定z2＞28。另一方面z2也不能过多，当z2＞80时(对于动力传动)，蜗轮直径将增大过多，在结构上相应就须增大蜗杆两支承点间的跨距，影响蜗杆轴的刚度和啮合精度；对一定直径的蜗轮，如z2取得过多，模数m就减小甚多，将影响轮齿的弯曲强度；故对于动力传动，常用的范围为z2≈28-70。对于传递运动的传动，z2可达200、300，甚至可到1000。z1和z2的推荐值见下表 （4）导程角γ 蜗杆的形成原理与螺旋相同，所以蜗杆轴向齿距p a与蜗杆导程p z的关系为p z＝z1p a，由下图可知： tanγ=p z／πd1＝z1p a／πd1＝z1m／d1＝z1／q 导程角γ的范围为3.5°一33°。导程角的大小与效率有关。导程角大时，效率高，通常γ＝15°-30°。并多采用多头蜗杆。但导程角过大，蜗杆车削困难。导程角小时，效率低，但可以自锁，通常γ＝3.5°一4.5° 5）传动比I 传动比i=n主动1/n从动2 蜗杆为主动的减速运动中
第十三章蜗杆传动 一、选择题 13-1 当两轴线___时,可采用蜗杆传动. (1)平行(2)相交(3)垂直交错 13-2 在蜗杆传动中,通常____为主动件. (1)蜗杆(2)蜗轮(3)蜗杆或蜗轮都可以 13-3 在蜗杆传动中,应用比较广泛的是____. (1)圆柱蜗杆(2)环面蜗杆(3)锥蜗杆 13-4 根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法,____磨削困难,精度较低. (1)阿基米德蜗杆(2)渐开线蜗杆(3)法向直廓蜗杆 13-5 阿基米德蜗杆的____模数,应符合标准数值. (1)法向(2)端面(3)轴向 13-6 在蜗杆传动中,当需要自锁时,应使蜗杆导程角____当量摩擦角. (1)小于(2)大于(3)等于 13-7 起吊重物用的手动蜗杆传动装置,应采用____蜗杆. (1)单头,小导程角(2)单头,大导程角(3)多头,小导程角(4)多头,大导程角 13-8 在蜗杆传动中,如果模数和蜗杆头数一定,增加蜗杆分度圆直径,将使____. (1)传动效率提高,蜗杆刚度降低(2)传动刚度降低,蜗杆刚度提高(3)传动效率和蜗杆刚度都提高(4)传动效率和蜗杆刚度都降低 13-9 在蜗杆传动中,其它条件相同,若增加蜗杆头数,将使____. (1)传动效率提高,滑动速度降低(2)传动效率降低,滑动速度提高(3)传动效率和滑动速度都提高(4)传动效率和滑动速度都降低 13-10 计算蜗杆传动的传动比时,公式____是错误的. (1)i=ω1/ω2(2)i=n1/n2(3)i=d2/d1(4)i=z2/z1 13-11 阿基米德蜗杆和涡轮的正确啮合的条件是____. (1)m t1=m t2,αt1=αt2, γ+β=90° (2)m n1=m n2, αn1=αn2, γ=β (3)m x1=m t2, αx=αt2, γ+β=90° (4) m x1=m t2, αx=αt2, γ=β 13-12 为了减少蜗轮滚刀型号,有利于道具标准化,规定___为标准值. (1)涡轮齿数 (2)蜗轮分度圆直径 (3)蜗杆头数 (4)蜗杆分度圆直径 13-13 为了凑中心距或改变传动比,可采用变位蜗杆传动,这时___. (1)仅对蜗杆进行变位 (2)仅对蜗轮进行变位 (3)同时对蜗杆、蜗轮进行变位 13-14 变位蜗杆传动中,蜗轮分度圆与节圆___. (1)分离 (2)重合 (3)可能分离,也可能重合 13-15 变位蜗杆传动中,蜗杆分度圆和节圆___. (1) 分离 (2)重合 (3)可能分离,也可能重合 13-16 下列蜗杆副材料组合中,有___是错误或不恰当的.
第2章机械传动装置的总体设计 机械传动装置总体设计的任务是选择电动机、确定总传动比并合理分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数，为下一步各级传动零件设计、装配图设计作准备。 设计任务书一般由指导教师拟定，学生应对传动方案进行分析，对方案是否合理提出自己的见解。传动装置的设计对整台机器的性能、尺寸、重量和成本都有很大的影响，因此应当合理地拟定传动方案。 2.1 拟定传动方案 1.传动装置的组成 机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置位于原动机和工作机之间，用来传递运动和动力，并可用以改变转速、转矩的大小或改变运动形式，以适应工作装置的功能要求。传动装置的传动方案一般用运动简图来表示。 2.合理的传动方案 当采用多级传动时，应合理地选择传动零件和它们之间的传动顺序，扬长避短，力求方案合理。常需要考虑以下几点： 1）带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级； 2）链传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级; 3）蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜，否则可选用铝铁青铜; 4）开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，应布置在低速级; 5）锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级。 常见机械传动的主要性能见表2-1。 对初步选定的传动方案，在设计过程中还可能要不断地修改和完善。
表2-1常见机械传动的主要性能
环境适应性 不能接触酸、碱、油类、 爆炸性气体 好一般一般 2.2 减速器的类型、特点及应用 减速器是原动机和工作机之间的独立的封闭传动装置。由于减速器具有结构紧凑、传动效率高、传动准确可靠、使用维护方便等特点，故在各种机械设备中应用甚广。 减速器的种类很多，用以满足各种机械传动的不同要求。其主要类型、特点及应用如表2-2所示。为了便于生产和选用，常用减速器已标准化，由专门工厂成批生产。标准减速器的有关技术资料，可查阅减速器标准或《机械设计手册》。因受某些条件限制选不到合适型号的标准减速器时，则需自行设计和制造。设计时可参考标准减速器的主要参数及有关资料，结合具体要求来确定非标准减速器的主要参数和结构。 表2-2减速器的类型、特点及应用 名称运动简图推荐传动 比范围 特点及应用单级圆 柱齿轮减速器i≤8～10 轮齿可做成直齿、斜齿或人字齿。直齿用于速 度较低(v≤8m/s）或负荷较轻的传动；斜齿或人 字齿用于速度较高或负荷较重的传动。箱体通常 用铸铁做成，有时也采用焊接结构或铸钢件。轴 承通常采用滚动轴承，只在重型或特高速时，才 采用滑动轴承。其他形式的减速器也与此类同 两级圆柱齿展 开 式 i=8～60 两级展开式圆柱齿轮减速器的结构简单，但齿 轮相对轴承的位置不对称，因此轴应具有较大的 刚度。高速级齿轮应布置在远离转矩输入端，这 样，轴在转矩作用下产生的扭转变形，能减弱轴 在弯矩作用下产生的弯曲变形所引起的载荷沿齿 宽分布的不均匀。建议用于载荷比较平稳的场合。 高速级做成斜齿，低速级可做成直齿或斜齿
链传动自测题 1、与带传动相比，链传动的优点是＿b＿。 A、工作平稳，无噪声 B、寿命长 C、制造费用低 D、能保持准确的瞬时传动比 2、与齿轮传动相比，链传动的优点是d＿＿。 A、传动效率高 B、工作平稳，无噪声 C、承载能力大 D、能传b递的中心距大 3、套筒滚子链中，滚子的作用是＿b＿。 A、缓冲吸震 B、减轻套筒与轮齿间的摩擦与磨损 C、提高链的承载能力 D、保证链条与轮齿间的良好啮合 4、在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀和动载荷，应＿d＿。 A、增大链节距和链轮齿数 B、减小链节距和链轮齿数 C、增大链节距，减小链轮齿数 D、减小链条节距，增大链轮齿数 5、为了限制链传动的动载荷，在链节距和小链轮齿数一定时，应限制＿a ＿。 A、小链轮的转速 B、传递的功率 C、传动比 D、传递的圆周力 6、链传动在工作中，链板受到的应力属于＿d＿。 A、静应力 B、对称循环变应力 C、脉动循环变应力 D、非对称循环变应力 7、大链轮的齿数不能取得过大的原因是＿d＿。 A、齿数越大，链条的磨损就越大 B、齿数越大，链传动的动载荷与冲击就越大 C、齿数越大，链传动的噪声就越大 D、齿数越大，链条磨损后，越容易发生"脱链现象" 8、链传动中心距过小的缺点是c＿＿。 A、链条工作时易颤动，运动不平稳 B、链条运动不均匀性和冲击作用增强 C、小链轮上的包角小，链条磨损快 D、容易发生"脱链现象" 9、两轮轴线不在同一水平面的链传动，链条的紧边应布置在上面，松边应布置在下面，这样可以使b＿＿。 A、链条平稳工作，降低运行噪声 B、松边下垂量增大后不致与链轮卡死 C、链条的磨损减小 D、链传动达到自动张紧的目的
公开课教案 授课章节模块四蜗杆传动授课教师钱志芳名称任务一分析蜗轮减速器的运动开课范围市级 授课 2011.12.8 授课授课 课时 1 时间 多媒体室任务驱动 地点类型 知识目标： 1、了解蜗杆传动的原理； 2、了解蜗杆传动的组成； 教学目标3、了解蜗杆的特点； 教学重点4、掌握蜗杆传动中蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断及蜗轮回转方向的判定。 能力目标：发挥学生的动手实践能力，培养学生分析问题、解决问题的能力。情感目标：养成认真细致的学习习惯和刻苦钻研的精神，培养团队协作精神。 1、蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断； 2、蜗轮回转方向的判定。 教学难点1、蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断； 2、蜗轮回转方向的判定。 教学环节教学内容教师活动学生活动 复习内容： 齿轮传动的类型有哪些？课件演示学生回答 教师引导 导入新课： 复习导入减速器传动机构中，平行轴间的传动用圆柱齿轮传动，相交轴间的传动用圆锥齿轮传动，那空间两交错轴间的运动是用什么来传递运动的呢？
教学环节教学内容教师活动学生活动学习任务一：认识蜗杆传动 1、组成：蜗杆和蜗轮组成。看拆开的减学生观看 2、原理：主要用于传递空间交错两轴间的速器听课、笔记 运动和动力，通常两轴夹角是 90°，蜗杆演示 PPT 为主动件，蜗轮为从动件。。 3、特点：传动比大，结构紧凑；传动平稳， 噪声小；有自锁性，可防止负载反转。模型演示 学习任务二：判断蜗轮和蜗杆的螺旋线方向 蜗杆蜗轮有左旋和右旋，一般为右旋，并且演示PPT听课、笔记 一对啮合的蜗杆、蜗轮旋向相同。 任务引领 右手法则：手心对着自己，四个手指顺着蜗 杆或蜗轮轴线方向摆正，若齿向与右手拇指 指向一致，则该蜗杆或蜗轮为右旋，反之为 左旋。 学习任务三：蜗轮回转方向的判断演示 PPT听课，和老师一 左、右手法则：当蜗杆是左旋（或右旋）时，双手演示起演示 伸出右手（或左手）半握拳，使四指顺着蜗 杆的回转方向，蜗轮在啮合处的回转方向与 大拇指指向相反。 任务一： 在作业纸上完成填空题。课前准备好小组分组练习 任务二：作业纸完成工作纸 在作业纸上画出相应的螺旋线方向，并判断课上教师巡小组评分 蜗轮蜗杆的螺旋线方向。视 任务实施 任务三： 在作业纸上分析蜗轮蜗杆的运动情况，并判教师评分小组代表上台 断蜗轮蜗杆的回转方向。演示。 小结：认识蜗杆传动，蜗轮、蜗杆螺旋线的演示 PPT 小组代表总结任务评价判断方法和蜗轮回转方向的判断方法。说明评价要完成自评和小 求组评分布置作业布置作业：完成作业纸。 注：纸张规格要求：A4
机械制造设计实例及设计流程分析 --------------------------机械传动系统设计实例设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。 某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。传动尺寸无严格限制，中小批量生产。 该带式输送机传动系统的设计计算如下： 一、电动机选择 1．电动机类型选择 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。 2．电动机容量选择 工作机所需工作功率P工作=FV=5×2.5 =12.5 kW， 所需电动机输出功率为P d=P工作/η总 电动机至输送带的传动总效率为：η总=ηV带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒 查表16—3取带传动和齿轮传动的传动效率分别为0.96和0.97，取联轴器效率0.99，参 照式（16—3）取轴承效率0.99，可求得η总=0.96×0.992×0.97×0.99×0.96=0.867， 故所需电动机输出功率P d=P工作/η总=12.5/0.867=14.41 kW。 3．确定电动机转速 卷筒轴工作转速为n w=60×1000V/(πD) =60×1000×2.5/(π×350) ≈136.4 r/min， 按表[16-1]推荐的传动比合理范围，i V=2～4，i齿轮=3～7，故i总=6～28，
例9-1试设计某带式输送机传动系统的V 带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed =15 KW, 转速n Ⅰ=970 r/min ，传动比i =2.1，两班制工作。 [解] （1） 选择普通V 带型号 由表9-5查得K A =1.2 ，由式 (9-10) 得P c =K A P ed =1.2×15=18 KW ，由图9-7 选用B 型V 带。 （2）确定带轮基准直径d 1和d 2 由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得 ()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-??=-=-=εεid n d n d mm ， 由表9-2取d 2=425mm 。 （3）验算带速 由式 (9-12)得 11π970200π 10.16100060100060 n d v ??= ==?? m/s ， 介于5～25 m/s 范围内，合适。 （4）确定带长和中心距a 由式(9-13)得 )(2)(7.021021d d a d d +≤≤+， )425200(2)425200(7.00+≤≤+a ， 所以有12505.4370≤≤a 。初定中心距a 0=800 mm ， 由式(9-14)得带长
第十章 蜗杆传动 （一）教学要求 1、 了解蜗杆传动特点、类型及主要参数，了解滑动速度、效率 2、 掌握蜗轮强度计算方法及蜗杆传动，热平衡计算方法 （二）教学的重点与难点 1、 蜗杆传动特点、参数计算、特性系数q 2、 齿面接触疲劳强度、齿根弯曲强度和热平衡计算 （三）教学内容 §10—1 蜗杆传动的类型及特点 用于实现空间交错轴间的运动传递，一般交错角?=∑90（如图10-1）。其特点是结构紧凑、传动比大、传动平稳、易自锁。缺点是摩擦磨损大、发热量大，η低，∴适于中心功 率的传动。 一、蜗杆传动的类型 按蜗杆形式：圆柱蜗杆（常用），图10-1 环面蜗杆 图10-2 锥蜗杆（较少） 图10-3 1、圆柱蜗杆传动： 普通圆柱蜗杆（在车床上用直线刀刀刃车削而得到） 阿基米德蜗杆（ZA ）——最常用，垂直于轴线平面的齿廓为阿基米德螺线，在过轴线的平面内齿廓为直线，在车床上切制时切削刃顶面通过轴线。?=4020α，加工简单，磨削有误差，精度较低，刀子轴线垂直于蜗杆轴线，（图10-4） 单刀：导程用?≤3γ；双刀：导程用?3φγ 法向直廓蜗杆（ZN ）——切削时刀刃垂直于轮齿法面，法面齿廓（延伸渐开线~）——直线，轴面齿形为渐开线，端面齿形为一延伸渐开线，磨削有误差、精度较低。（图10-5） 渐开线蜗杆（ZI ）——刀刃平面与蜗杆基圆柱相切，端面齿莆为渐开线，由渐开线齿轮演化而来（Z 小，β大），在切于基圆的平面内一侧齿形为直线，可滚齿，并进行磨削，精度、η高。适于较高速度和较大的功率。（图10-6） 锥面包络圆柱蜗杆（ZK ）——不能在车床上加工，而只能在特种铣床上用梯形齿圆盘刀具加工，加工时，工件作螺旋运动，刀具绕轴线作回转运动，铣刀或砂轮轴线与蜗杆轴线成Y 角，刀具绕自身轴线作回转运动，刀刃回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面（图10-7），在各剖面内齿形均为曲线，可磨削，精度好，生产率高。蜗轮用齿形尺寸与之啮合的蜗杆相同的滚切滚切，滚切外径略大，滚切时的中心距与啮合时中心距相同。 圆弧圆柱蜗杆（ZC ）（Niemamm 蜗杆）（德国人）（图10-8） ——与普通圆柱蜗杆比，齿廓形状不同，蜗杆的螺旋齿面是用刃边与凸圆弧形刀具切
项目三机械传动装置及零部件 课题三自动换刀装置及零部件 任务一认识蜗杆、蜗轮及蜗杆传动 【课题名称】 蜗杆传动与齿轮传动的润滑和维护 【教学目标与要求】 一、知识目标 1）了解蜗杆传动的主要特点及传动比的计算方法。 2）熟悉基本参数和几何尺寸的计算方法。 3）了解蜗杆传动的主要失效形式和常用材料。 二、能力目标 能够计算蜗杆传动比，能应用几何尺寸公式计算蜗杆和蜗轮的基本参数。 三、素质目标 熟悉蜗杆传动的特点。 四、教学要求 1）熟悉蜗杆传动的主要特点及基本参数。 2）能应用几何尺寸公式计算蜗杆与蜗轮本参数。 【教学重点】 蜗杆传动的主要特性及传动比计算。 【难点分析】 蜗杆的直径系数q及中间平面的作用。
【分析学生】 1）蜗杆传动的两轴成空间90o交错，所以才需要中间平面来确定蜗杆与蜗轮的参数与几何尺寸的关系，讲课中要讲清中间平面的概念及位置。 2）蜗轮的失效主要是滑动速度过大而引起的胶合，要作图表示，使学生能够理解。 【教学思路设计】 用比较法来学习蜗杆传动，注意蜗杆传动特点是两轴交错，传动比大，滑动速度大等。 【教学安排】 2学时（90分钟） 【教学过程】 一、蜗杆传动 蜗杆传动的两轴成空间90o交错，蜗杆类似于螺杆，蜗轮类似于斜齿轮。 1.蜗杆传动的类型 蜗杆分为圆柱形蜗杆和圆弧形蜗杆两种。蜗杆传动按螺旋面的形状分为阿基米德螺杆传动、渐开线蜗杆传动等，以阿基米德螺杆传动为最常见。 2.蜗杆传动的传动比 蜗杆传动的蜗杆有单头和多头之分，以 z、2z分别表示蜗杆的头 1 数和蜗轮的齿数。其传动比为
122112z z n n i == 由于1z 很小，常取单头蜗杆，其传动比比齿轮传动的传动比大得 多，一般28=i ～80。 1. 蜗杆传动的特点 传动平稳，传动比大，能够自锁是蜗杆传动的主要优点，这是由 于蜗杆是连续的螺旋形齿，所以其传动平稳且噪声很小。自锁只能是蜗杆带动蜗轮，而不能用蜗轮带动蜗杆，这在起重设备中非常有用，如自动升降晾衣架、钓鱼竿的收放线装置和手拉葫芦起重机。 但是蜗杆传动效率低，需要用青铜制造蜗轮，成本较高。 二、基本参数和几何尺寸计算 由于蜗杆与蜗轮成空间90o交错，需要借助中间平面来分析两轮 的基本参数，规定经过蜗杆的轴线与蜗轮的轴线相垂直的平面去截蜗杆传动，所得到的蜗杆轴面和蜗轮端面的形状作为研究基本参数和几何尺寸的平台。 1. 基本参数 （1） 模数和压力角关系 用角标x 和t 分别表示轴面和端面参数，则关系为： m m m ==t2x1 ； ααα==t2x1 模数标准值可查相关表格，标准压力角仍为20o。 （2）蜗杆分度圆直径1d 与导程角r 1111111πππtan d m z d m z d p z r x === r mz d tan 11=
机械传动系统设计实例 设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。 某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。传动尺寸无严格限制，中小批量生产。 该带式输送机传动系统的设计计算如下：
例9-1试设计某带式输送机传动系统的V 带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed =15 KW, 转速n Ⅰ=970 r/min ，传动比i =2.1，两班制工作。 [解] （1） 选择普通V 带型号 由表9-5查得K A =1.2 ，由式 (9-10) 得P c =K A P ed =1.2×15=18 KW ，由图9-7 选用B 型V 带。 （2）确定带轮基准直径d 1和d 2 由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得 ()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-??=-=-=εεid n d n d mm ， 由表9-2取d 2=425mm 。 （3）验算带速 由式 (9-12)得 11π970200π 10.16100060100060 n d v ??= ==?? m/s ， 介于5～25 m/s 范围内，合适。 （4）确定带长和中心距a 由式(9-13)得
)(2)(7.021021d d a d d +≤≤+， )425200(2)425200(7.00+≤≤+a ， 所以有12505.4370≤≤a 。初定中心距a 0=800 mm ， 由式(9-14)得带长 2 122 1004)()(2 2a d d d d a L -+++=π， 2 (425200)2800(200425)2597.62 4800 π -=?+ ++ =?mm 。 由表9-2选用L d =2500 mm ，由式(9-15)得实际中心距 2.7512/)6.25972500(8002/)(00=-+=-+=L L a a d mm 。 （5）验算小带轮上的包角1α 由式(9-16)得 012013.57180?--=a d d α 000042520018057.3162.84120,751.2 -=-?=> 合适。 （6）确定带的根数z 由式(9-17)得 00l α ()c P z P P K K = +?， 由表9-4查得P 0 = 3.77kW,由表9-6查得ΔP 0 =0.3kW;由表9-7查得K a =0.96; 由表9-2查得K L =1.03， 47.403 .196.0)3.077.3(18 =??+= z ， 取5根。 （7）计算轴上的压力F 0 由表9-1查得q =0.17kg/m,故由式(9-18)得初拉力F 0 2c 0α 500 2.5 (1)P F qv zv K = -+
第四章齿轮传动（10课时） 教学目标 1、了解齿轮传动的分类、特点 2、理解渐开线的形成及性质，了解齿廓的啮合的特点 3、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算 4、了解渐开线齿廓的啮合的特点 5、掌握标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 6、了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的应用特点 7、了解齿轮轮齿失效的形式 教学重点难点 上述3、5两点 【复习】1、链传动的组成及特点、类型和应用 2、链传动的传动比 3、滚子链的组成、标记和特点 第一节齿轮传动的类型及应用 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的类型
齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 （1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴 不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、 半 开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外， 不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。 三、齿轮传动的应用 1、传动比 式中 n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2表示主从动轮的齿数 2、应用特点： 优点：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确。 传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可达50000kw ,圆周速度300m/s 两轴平行 两轴不平行 按轮齿方向 按啮合情况 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动
课时计划 年月日课题§5蜗杆传动概述课时 1. 重点 难点 关键 课堂类型单一教学方法讲授 教（学）具教学手段 教学进程： （一）组织教学： （二）内容回顾： （三）讲授新课： §5-1 蜗杆传动概述 一、蜗杆传动的应用特点： 1.应用：用于传递空间垂直交错两轴间的运动和动力 例：万能分度头、卷扬机、蜗杆减速机等 2.特点： 1)结构紧凑、单级传动比大；仅用于传递运动时传动比可达1000或更大 2)发热大易磨损，不适合大功率、长时间的工作。 二、蜗杆传动的组成： 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，通常由蜗杆（主动件）带动蜗轮（从动件）转动，并
传递运动和动力。两轴线空间交错可成任意角度，通常为90度。 1．蜗杆：特殊的斜齿轮，具有一个或几个螺旋齿，与蜗轮啮合组成交错轴齿轮副。蜗杆通常与轴合为一体。兼有螺纹的某些性质 2．蜗轮结构： 常用组合结构 详见p64 图5-4 三、蜗杆的分类： 按蜗杆形状： 图（未完成） 按螺旋线方向：同螺纹 按蜗杆头数：同螺纹 四、蜗轮回转方向的判定： 1．蜗轮、蜗杆旋向一致 2．蜗轮回转方向——左右手定则 左旋蜗杆用左手，右旋蜗杆用右手，用四指弯曲表示蜗杆的回转方向，拇指伸直代表蜗杆轴线，则拇指所指方向的相反方向即为蜗轮上啮合点的线速度方向（蜗轮的转动方向）。 《第三版》P68图3-47 图（未完） 铸造 过盈配合 螺栓连接 圆柱蜗杆 锥蜗杆 环面蜗杆 阿基米德蜗杆（ZA ） 渐开线蜗杆（ZI ） 法向直廓蜗杆（ZN ） 也称作轴向直廓蜗杆，应用广泛，加工、测量方便，不便磨削，适于头数较少的蜗杆和低速轻载传动
（四）板书设计 （五）小结：（六）课后作业（七）课后分析
第一级传动主传动及二级传动链第二级传动
一、 链轮Z1的设计计算：
1）材料选择： 2）采用45#调质处理表面硬度40-50HRC 3）分度圆直径：d=p/(sina180°/z)=(sina180°/25)=(mm) 4）齿顶圆直径：d a 5）d amax=d+=+×(查表：d1= 6）d amin=d+z1)p-d1=+25) × 7）取d a=(mm) 8）齿根圆直径d f: 9）d f=d-d1=分度圆弦齿高：h a 10）h amax=+z1)=+25)× 11）h amin=(p- d1)=× 12）取h a=(mm) 13）最大齿根距离：L x 14）L x=dcos(90°/z1)-d1=×cos(90°/25)=(mm) 15）齿侧凸缘直径：d g （查表：h为链的内连扳高度；h=） 16）d g=pcot(180°/z1) 17）取d g =131mm 18）齿侧圆弧半径：r e 19）r emax=(180+z12)=××(180+252)=(mm) 20）r emin=(2+z1)=××(2+25)=(mm) 21）滚子定位圆弧半径：r i 22）r imax=+ =×+×3√=(mm) 23）r imin==×=(mm) 24）滚子定位角：α 25）αmax=140°-90°/z1=140°-90°/25=° 26）αmin=120°-90°/z1=120°-90°/25=° 27）齿宽：b f1 （b1内链节内宽） 28）b f1==×=(mm) 29）齿侧倒角：b a 30）b a==×=(mm)
31）齿侧半径：r x 32）r x=p=(mm) 33）齿全宽:b fm (m排数) 34）b fm=(m-1)p t+ b f1=(1-1)p t+=(mm) 35）轴毂厚度：h（假设轴孔为50mm,<152mm范围内取值） 36）h=K+d k/6+=+ d k/6+×=(mm) 37）轮毂长度：l 38）l max==×=(mm) 39）l min==×=(mm) 40）轮毂直径：d h 41）d h=d k+2h=50+2×=(mm) 二、Z1对应轴的设计计算 1)材料选45#，Mp(空心轴) 2)按需用应力计算轴的直径:d (T=9550P/n=9550×30=(Nm),M=考虑链传动在轴上产生的 弯矩) =
