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第二章 機(jī)械傳動與液壓傳動
第一節(jié) 機(jī)械傳動
機(jī)械傳動的作用表現(xiàn)在三個方面:1、傳遞動力。2、改變運(yùn)動速度和方向。3、改變運(yùn)動形式。
機(jī)械設(shè)備中常用傳動形式有:螺旋傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動和連桿傳動、凸輪傳動等。
一、機(jī)械傳動功率和效率(重點(diǎn))
在機(jī)械傳動中,反映動力傳遞的參數(shù)是傳動功率和機(jī)械效率。
(一)功和功率
當(dāng)物體受到力F的作用,并移動一段距離S時所做功為:W=FS
功的大小等于力和物體沿作用力方向移動距離的乘積。
若力與移動方向成α角,則 W=FScosα
功率是單位時間內(nèi)所做的功。用P表示。
P=W/t=FScosα/t
由于v=s/t 于是 P=Fvcosα 即功率等于力在其作用點(diǎn)速度方向上的投影與速度的乘積。若cosα=1 則 P=Fv
(二)機(jī)械效率
機(jī)器工作時,由于摩擦阻力存在必然要有功率損耗,這樣輸出功率P出小于輸入功率P入。功率損耗大小是一個重要指標(biāo),常用機(jī)械效率η表示
η=P出/P入
顯然機(jī)械效率小于1。在機(jī)械傳動中,經(jīng)驗測定,一般機(jī)械效率大致數(shù)值為:
一對齒輪傳動0.94~0.99,
平行膠帶傳動0.92~0.98,
三角帶傳動0.90~0.94,
一對滑動軸承傳動0.94~0.98,
一對滾動軸承0.99,
滑動絲杠0.30~0.60。
二、機(jī)器上常用的傳動機(jī)構(gòu)及其傳動關(guān)系(重點(diǎn))
(一)螺旋傳動機(jī)構(gòu)
螺旋傳動機(jī)構(gòu)是用內(nèi)、外螺紋組成的螺旋副來傳動運(yùn)動和動力的裝置。主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€用運(yùn)動,同時傳遞運(yùn)動和動力。
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應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離。
螺距p,相鄰兩牙在中線上對應(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
螺旋傳動能實(shí)現(xiàn)自鎖,但傳動效率低。
為了克服螺旋傳動效率低的特點(diǎn),采用以滾動摩擦代替滑動摩擦的滾珠螺旋傳動。
特點(diǎn):1、傳動效率高,摩擦損失小。η=0.90~0.95
2、磨損小,能長時間保持精度,壽命長。
3、啟動轉(zhuǎn)矩接近運(yùn)動轉(zhuǎn)矩,傳動靈敏、平穩(wěn)。
4、有較高的傳動精度和軸向剛度。
5、不能自鎖,傳動具有可逆性。
6、制造工藝復(fù)雜,成本高。
常用于數(shù)控機(jī)床。
(二)帶傳動機(jī)構(gòu)
帶傳動傳動是利用膠帶與帶輪間的摩擦傳遞運(yùn)動和力。
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接頭膠帶,通常幾根同時使用。三角帶與平帶相比,主要是傳動能力強(qiáng)(約為平帶的三倍)。因為平帶的工作面是內(nèi)表面,而三角帶的工作面是兩個側(cè)面。
傳動比:被動輪轉(zhuǎn)速與主動輪轉(zhuǎn)速之比。
i=n2/n1=d1/d2
如考慮帶與帶輪間的滑動,則:i=(d1/d2)ε ε-滑動系數(shù)
帶傳動特點(diǎn):1、運(yùn)動平穩(wěn)無噪聲,可以緩沖沖擊和吸振;
2、結(jié)構(gòu)簡單,傳動距離遠(yuǎn);
3、制造和安裝簡單,維護(hù)方便,不需潤滑;
4、過載打滑,可起保護(hù)作用;
5、外尺寸大,效率低,壽命短,傳動精度不高。
(三)齒輪傳動機(jī)構(gòu)
齒輪傳動是一種嚙合傳動。
傳動比:i=n2/n1= z1/z2
齒輪傳動的分類:
為滿足機(jī)器工作的需要,通常在主動軸和從動軸之間采用一系列相互嚙合的齒輪系統(tǒng)來傳遞運(yùn)動,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。
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