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二、機(jī)器上常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)關(guān)系

(一)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是用內(nèi)、外螺紋組成的螺旋副來(lái)傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€用運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

螺紋分類：

按牙形分：三角形、矩型、梯形和鋸齒形。

按旋向分：左旋、右旋。一般機(jī)器中大都采用右旋螺紋。

按螺旋線的數(shù)目分：?jiǎn)尉€、雙線、三線和多線。

螺紋主要參數(shù)：

導(dǎo)程s：指同一螺旋線上的相鄰兩牙在中線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離。

螺距p，相鄰兩牙在中線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離。S=kp

在普通螺旋機(jī)構(gòu)中，位移與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系為：L=nst

螺旋傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)自鎖，但傳動(dòng)效率低。

為了克服螺旋傳動(dòng)效率低的特點(diǎn)，采用以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦的滾珠螺旋傳動(dòng)。

組成：絲杠、螺母、滾珠。

分類：外循環(huán)、內(nèi)循環(huán)

外循環(huán)是滾珠在回路過(guò)程中離開(kāi)螺旋表面的。內(nèi)循環(huán)是滾珠在循環(huán)過(guò)程中始終不脫離螺旋表面。

特點(diǎn)：1、傳動(dòng)效率高，摩擦損失小。η=0.90～0.95

2、磨損小，能長(zhǎng)時(shí)間保持精度，壽命長(zhǎng)。

3、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩接近運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)靈敏、平穩(wěn)。

4、有較高的傳動(dòng)精度和軸向剛度。

5、不能自鎖，傳動(dòng)具有可逆性。

6、制造工藝復(fù)雜，成本高。

常用于數(shù)控機(jī)床。

(二)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

帶傳動(dòng)傳動(dòng)是利用膠帶與帶輪間的摩擦傳遞運(yùn)動(dòng)和力。

分類：平帶、三角帶、圓形帶和齒形帶。

目前機(jī)器中用的最多的是三角帶，它是具有梯形截面的無(wú)接頭膠帶，通常幾根同時(shí)使用。三角帶與平帶相比，主要是傳動(dòng)能力強(qiáng)(約為平帶的三倍)。因?yàn)槠綆У墓ぷ髅媸莾?nèi)表面，而三角帶的工作面是兩個(gè)側(cè)面。

下圖所示為帶傳動(dòng)在車床上的應(yīng)用及傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。

傳動(dòng)比：被動(dòng)輪轉(zhuǎn)速與主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速之比。

i=n2/n1=d1/d2

如考慮帶與帶輪間的滑動(dòng)，則：i=(d1/d2)ε ε-滑動(dòng)系數(shù)

帶傳動(dòng)特點(diǎn)：1、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲，可以緩沖沖擊和吸振;

2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)距離遠(yuǎn);

3、制造和安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，不需潤(rùn)滑;

4、過(guò)載打滑，可起保護(hù)作用;

5、外尺寸大，效率低，壽命短，傳動(dòng)精度不高。

(三)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

齒輪傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，如圖2-7所示。

傳動(dòng)比：i=n2/n1= z1/z2

齒輪傳動(dòng)的分類：

為滿足機(jī)器工作的需要，通常在主動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間采用一系列相互嚙合的齒輪系統(tǒng)來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，這種由一系列齒輪所組成的齒輪系統(tǒng)稱為輪系。根據(jù)輪系中各齒輪的軸線在空間位置是否固定，將基本輪系分為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。

(1)定軸輪系：當(dāng)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若各齒輪幾何軸線的位置都是固定不變的，則稱為定軸輪系。

(2)周轉(zhuǎn)輪系：輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線是繞另一齒輪的幾何軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的輪系，稱為周轉(zhuǎn)輪系。

具有運(yùn)動(dòng)軸線的齒輪稱為行星輪。

在輪系運(yùn)轉(zhuǎn)中，軸線位置不變的齒輪稱為中心輪或太陽(yáng)輪。

支承行星輪并使行星輪圍繞太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的支承件H稱為轉(zhuǎn)臂、系桿或行星架。

周轉(zhuǎn)輪系由行星輪、中心輪和轉(zhuǎn)臂組成。

周轉(zhuǎn)輪系分為行星輪系(有一個(gè)中心輪固定不變)和差動(dòng)輪系(中心輪都能轉(zhuǎn)動(dòng))兩類。

混合輪系：由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系組合而成。

輪系的功用：

1.可以得到很大的傳動(dòng)比

2.可以變速

3.可以連接相距較遠(yuǎn)的兩軸

4.可以獲得從動(dòng)軸不同的旋轉(zhuǎn)方向

5.能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成和分解

(四)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由一個(gè)具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪，通過(guò)閉合鏈條帶動(dòng)另一個(gè)與主動(dòng)鏈輪具有相同齒形的從動(dòng)鏈輪，進(jìn)行傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。

組成：主、從動(dòng)鏈輪、鏈條。功用：傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。如圖2-13

傳動(dòng)比：

由上式得出：鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比與和鏈輪齒數(shù)成反比。

與帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)相比鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)：

1、優(yōu)點(diǎn)

(1)與帶傳動(dòng)相比平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)功率大，輪廓尺寸小。

(2)與齒輪傳動(dòng)相比，傳動(dòng)中心距大。

(3)能在低速、重載、高溫以及環(huán)境惡略條件下工作。

(4)效率高，最大可達(dá)0.99。

2、缺點(diǎn)

(1)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比;

(2)鏈單位長(zhǎng)度重量大，引起噪聲。急速反向性能差，不能用于高速傳動(dòng)。

(五)蝸桿蝸輪傳動(dòng)

蝸桿蝸輪傳動(dòng)是通過(guò)蝸桿與蝸輪間的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。

蝸桿蝸輪正確嚙合條件：蝸桿軸向模數(shù)、軸向壓力角分別等于蝸輪端面模數(shù)和端面壓力角。

主要特點(diǎn)：

1、降速效果好。

2、傳動(dòng)平穩(wěn)。

3、有自鎖作用(在一定條件下)。

4、效率低。一般為0.7～0.8，有自鎖時(shí)0.5。

(六)平面連桿機(jī)構(gòu)

連桿機(jī)構(gòu)是用鉸鏈、滑道方式，將構(gòu)件相互聯(lián)接成的機(jī)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)變換和傳遞動(dòng)力。

平面連桿機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件都是桿狀，所以統(tǒng)稱為連桿機(jī)構(gòu)?；蛩臈U機(jī)構(gòu)。如圖2-16破碎機(jī)破碎機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。為方便起見(jiàn)，只畫(huà)出能表達(dá)其運(yùn)動(dòng)特性的簡(jiǎn)圖，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。如圖2-17 AB稱為曲柄，CD稱為搖桿，BC稱為連桿，AD稱為機(jī)架。

四桿機(jī)構(gòu)分類：曲柄搖桿機(jī)構(gòu);雙曲柄機(jī)構(gòu);雙搖桿機(jī)構(gòu)。

(七)凸輪機(jī)構(gòu)

凸輪機(jī)構(gòu)功用：將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)件的往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)。

分類：1、平板凸輪。2、移動(dòng)凸輪。3、圓柱凸輪。

特點(diǎn)：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊;容易磨損，多用于傳遞動(dòng)力不大的控制機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

(八)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是將主動(dòng)件連續(xù)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)作—停止—動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。

分類：棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)。

1、 棘輪機(jī)構(gòu)。如圖2-27O1A連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成棘輪的間歇運(yùn)動(dòng)。

2、 槽輪機(jī)構(gòu)。如圖2-28撥盤(pán)1連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)變成槽輪的間歇運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用如電影放映機(jī)。

(九)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比及效率

各種傳動(dòng)副連接成為傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的系統(tǒng)叫傳動(dòng)鏈。

每條傳動(dòng)鏈有首端件和末端件。按一定規(guī)律組成就是傳動(dòng)比。

分析過(guò)程：找出傳動(dòng)鏈的首、末端件，然后計(jì)算傳動(dòng)比。如圖2-29為一傳動(dòng)鏈，首端件：Ⅰ軸;末端件Ⅵ軸。Ⅰ、Ⅱ軸傳動(dòng)比i1;Ⅱ、Ⅲ軸傳動(dòng)比i2;Ⅲ、Ⅵ傳動(dòng)比i3;Ⅳ、Ⅴ軸傳動(dòng)比i4;Ⅴ、Ⅳ傳動(dòng)比i5。

總傳動(dòng)比i總= i1 i2 i3 i4 i5

例3教材。

已知：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及各個(gè)齒輪的齒數(shù)，ε=0.98

試求：1.主軸最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速;

2.主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，螺母P移動(dòng)距離。

總傳動(dòng)效率是各個(gè)軸間的傳動(dòng)效率乘積。

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（責(zé)任編輯：中大編輯）

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