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时间:2020-01-27
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1、第二章 机械传动与液压传动本章内容丰富、直观,也比较重要,综合题很多,务求在理解的基础上掌握好本章内容。 第一节 机械传动 传动部分的作用表现在以下三方面: 1.传递动力(力和力矩)和运动(位移、速度和加速度);综合起来就是传递功率和能量; 2.改变速度大小和方向; 3.改变运动形式。 一、功率和效率 功:力和物体沿作用力方向移动距离的乘积。 W=FSCOSα 功率:单位时间所作的功。 P=FvCOSα 当速度和作用力方向相同时,P=Fv 功率的单位是瓦(W) 1W=1Nm/s 1Kw=1Kw=1kNm/s 对于转动的物体, 此
2、公式非常重要,注意P的单位是千瓦(kW),转速n的单位是转数/分。 例:电动机的输出转矩T=30Nm,转速n=1440r/min,所选的电机功率P应该不小于多少? 表示电机的功率应大于或等于4.52千瓦,因为电机是系列化产品,看样本或设计手册中,转速要求n=1440r/min,功率应大于或等于4.52千瓦,或者功率小一点,但在误差范围内也可以。 效率:输出功率与输入功率之比。 机械效率恒小于1,即100%。 常见机构和轴承的机械效率大致数值范围见教材第51页。 一对齿轮传动0.94~0.99 平型胶带传动0.92~0.98(包括轴承摩擦损失) 三角带传
3、动0.90~0.94(包括轴承摩擦损失) 一对滑动轴承0.94~0.98 一对滚动轴承0.99 滑动丝杠0.30~0.60 二、常用传动机构及其传动关系 (一)螺旋传动:依靠牙齿之间的啮合,将回转运动变为轴线方向的直线运动。 螺纹由螺旋线缠在圆柱体上得到。 螺纹按照牙型剖面形状可以分为三角形、矩形、梯形和锯齿形。 导程:同一条螺旋线相邻牙齿在中径线上对应两点的距离,用S表示 上图表示了导程与螺旋线的关系。 螺距:相邻牙齿在中径线上对应两点的距离,用P表示。 S=kp。其中,k为螺旋线的头数。 左旋与右旋: 最简单的判断办法,把他它竖直放在面前,同
4、一条螺旋线上,那边高就是那边旋。 轴线运动的线速度V与回转运动的转速n之间的关系是:v=ns 轴线位移L与回转运动的转速n以及时间t之间的关系是:L=nst 例:已知,某螺旋机构中,双线螺纹螺距p=4mm,螺杆转速为n=50r/min,试计算30秒钟内螺母的轴向位移量。 L=nst =nkpt =50×2×4×30/60 =200mm 螺旋传动的特点: 1.机构简单; 2.降速比大,可以实现减速和微调,可以增力; 3.在一定条件下实现逆行自锁; 螺旋传动能够将回转运动变为轴线方向的直线运动,而不能相反,即无论轴线方向的力多大,都不能产生回转运动。这
5、个现象就叫做自锁。 4.工作平稳、无噪声。 这种靠相对滑动传递运动和动力效率低,为提高效率把滑动变为滚动 滚珠螺旋传动机构主要由丝杠、螺母、滚珠和反向器组成。 滚珠螺旋传动的特点是: 1.机械效率高; 2.启动转矩接近于运动转矩,动摩擦和静摩擦基本一样,传动灵敏; 3.磨损小; 4.通过预紧,消除滚珠、螺母、丝杆之间的间隙,提高传动精度和轴向刚度; 5.不能逆向自锁; 6.制造工艺复杂,成本较高。 (二)带传动机构 带传动与螺旋传动本质的区别在于前者依靠摩擦,后者依靠啮合。 根据带截面的形状,可以分为平型带、三角带、圆形带和齿形带四种 注意在螺
6、旋传动中,根据牙截面分成的四种类型与此类的区别。 平带传动有开口式、交叉式、半交叉式。 开口式适应于两轴平行,从动轮与主动轮旋转方向相同。 交叉式适应于两轴平行,从动轮与主动轮旋转方向相反,中间磨损厉害。 半交叉式适应于两轴平行,从动轮与主动轮旋转方向相反。 传动比:从动轮转速与主动轮转速之比,等于主动轮直径与从动轮直径之比,乘以滑动系数。 ε≈0.98称为滑动系数。 带传动具有吸收震振动和过载保护能力,使用转动比不恒定。 (三)齿轮传动 传动比等于主动轮齿数与从动轮齿数之比,转速之反比。 强调以下两点: 1.在任意瞬时都能保证准确传
7、动比; 2.它等于齿数的反比而不等于直径的反比。 齿轮传动的特点主要是: 1.瞬时传动比恒定; 2.适用载荷和速度范围大; 3.机械效率高; 4.结构紧凑; 5.寿命长,可在空间任意配置的两轴之间传动; 6.加工复杂,成本高。 轮系:一系列齿轮所组成的传动系统。 根据轮系中各齿轮轴线在空间的位置是否固定,将轮系分为定轴轮系和周转轮系两类 1.定轴轮系:轮系运转时,所有齿轮的轴线的位置都是固定不变的; 2.周转轮系:轮系运转时,至少有一个齿轮的轴线是绕另一个齿轮的轴线旋转。
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