機械傳動的創(chuàng)新設計

1、機械創(chuàng)新設計,,第六章 機械傳動的創(chuàng)新設計,主講 機電 黃惠麟,,在機器中，將原動系統(tǒng)的動力和運動按預定工作要求傳遞到工作系統(tǒng)的中間裝置，稱為傳動系統(tǒng)，傳動可以通過機、電、液等多種形式來實現(xiàn)、傳統(tǒng)的機械傳動有：帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動等。在機械設計中，原動系統(tǒng)的設計主要是選擇原動機，工作系統(tǒng)的工作要求也往往是明確的，因此，傳動系統(tǒng)的設計往往成為機械設計的主體。,主講 機電

2、 黃惠麟,第一節(jié) 傳動類型分析,常用的機械傳動類型有：帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動等，它們都有各自的優(yōu)缺點和運用場合，為了便于選用和設計，現(xiàn)將各種基本傳動類型的特點列于表6-1中。,主講 機電 黃惠麟,,主講 機電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動舉例,一、齒輪傳動1.行星齒輪傳動,常見的齒輪傳動裝置中，齒輪的軸線一般是固定的，而行星齒輪傳動裝置中（如

3、圖6-1和圖6-2所示，通常稱為行星輪系），就存在著軸線不固定的齒輪2，它繞自身幾何軸線O2轉運，又繞固定的幾何軸線O1轉動，如同自然界的行星一樣，即有自轉又有公轉，因此齒輪2稱為行星輪，齒輪1和齒輪3的幾何軸線固定不動，稱為太陽輪，支持行星輪作自轉和公轉的構件H稱為行星架。,主講 機電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動舉例,主

4、講 機電 黃惠麟,行星輪系可實現(xiàn)大的傳動比，結構緊湊；利用行星輪系可實現(xiàn)運動的合成與分解，圖6-3所示汽車差速器中的行星輪系，就可以實現(xiàn)左右車輪轉速不同的運動合成與分解。,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動舉例,3.擺線針輪行星傳動裝置,擺線針輪傳動是針對漸開線少齒差行星傳動的主要缺點而改進發(fā)展起來的一種比較新型的傳動。

5、 擺線針輪行星傳動的減速原理、輸出機構的形式，均與漸開線少齒差行星齒輪傳動相同，但其齒輪是采用擺線作為齒廓，其機構運動簡圖如圖6-6所示。,主講 機電 黃惠麟,這種傳動承載能力大，效率高；但加工和安裝精度要求高，散熱也比較困難。,圖6-6 太陽輪1為針輪（針輪輪齒為帶有滾動銷套的圓柱銷）固定在機殼上；行星輪2的輪齒為擺線齒。兩輪的齒數(shù)相差1.該傳動裝置的傳動比為：,主講 機電

6、 黃惠麟,二、鏈傳動 鏈條是人們很熟悉的常用的機構傳動構件之一。鏈傳動作為有中間撓性件的機械傳動，其應用歷史十分悠久，傳統(tǒng)的鏈傳動如圖6-8所示，主要由鏈條和主動輪、從動輪組成。實際應用場合往往還配置有張緊、潤滑、安全保護等裝置。,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動舉例,實際上，鏈條作為機構元件應用，有著很廣闊的發(fā)展空間，如能突破傳統(tǒng)的結

7、構形式，可充分發(fā)揮鏈傳動的優(yōu)勢，推動含有鏈條這種撓性結構元件創(chuàng)新設計。,主講 機電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動舉例,1.導軌鏈傳動 把傳動鏈裝入一幾何形狀的導軌中，再配上與之相嚙合的鏈條作為主動輪，組成導軌傳動。主動輪可以作內嚙合布置（如圖6-8所示），還可以作外嚙合布置（如圖6-9所示）。,主講 機電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講

8、 機電 黃惠麟,從圖6-9可知，銷軸的兩端裝有滾輪2，滾輪2與導軌1配合，以保證鏈條有與導軌相同的幾何軌跡，鏈輪4仍與滾子3嚙合。其滾子鏈條是在標準滾子鏈結構上派生出來的，是一種延長銷軸滾子鏈。導軌鏈傳動中沒有從動輪，其運動輸出直接利用鏈條本身就能夠得到各種幾何形狀的仿形運動，如將導軌鏈傳動設計成各種輸出機構，則可以實現(xiàn)給定的各種復雜規(guī)律（包括運動軌跡變化和速度變化）的運動輸出。,第二節(jié) 各類傳動舉例,主

9、講 機電 黃惠麟,導軌鏈傳動的運動輸出機構很多，有如圖6-10所示直接利用鏈條本身輸出運動的機構。,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,6-11所示的利用滑塊導槽機構、曲柄連桿機構、槽輪間隙機構輸出運動的機構6-11（a）為配置有滑塊導槽機構的導軌鏈傳動，它可以用來輸出直線往復運動，這種結構的導軌鏈傳動，在要求作長沖程的直線往復運動時有很大的優(yōu)越性。如在

10、石油行業(yè)的采油作業(yè)中，應采用了含導軌鏈傳動的新式抽油機。,主講 機電 黃惠麟,常見的自行車都是采用鏈傳動，鏈傳動有很多優(yōu)點，能在風吹日曬雨淋的惡劣環(huán)境中工作，具有良好的適應性。能不能采用其它方式來代替鏈傳動？,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,自行車的新創(chuàng)意,主講 機電 黃惠麟,新開發(fā)的齒輪傳動自行車（圖6-14所示），

11、腳蹬帶動齒輪通過傳動軸將運動傳至后輪，傳動體被包覆，無絞人裙擺、褲腳之憂，并能提高傳動效率。,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,圖6-15所示的自行車，采用曲柄搖桿機構代替鏈傳動，以搖桿為主動件，腳踏搖桿時，自行車便可行進。,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,自行車有許多創(chuàng)新結構形式，如折疊自行車、高速自行車、多功能自行車等等。,第二節(jié) 各類傳

12、動舉例,主講 機電 黃惠麟,bb,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動舉例,四、離合器 聯(lián)軸器是將軸與軸（或軸與旋轉零件）聯(lián)成一體，使其一同運轉并實現(xiàn)轉矩的傳遞。聯(lián)軸器在運轉時兩軸不能分離，必須停車后，經過拆卸才能分離。 為了實現(xiàn)在運轉時兩軸能夠隨時分離與聯(lián)接，人們設計制造了離合器。,主講

13、機電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動舉例,自動離合器 自動離合器有控制轉矩的安全離合器，有控制旋轉方向的定向離合器，有根據(jù)轉速的變化自動離合的離心式離合器。 自動離合器是一種能根據(jù)機器運轉參數(shù)（如轉矩、轉速或轉向）的變化而自動完成接合與分離動作的離合器。,主講 機電 黃惠麟,定向離合器 定向離合器只能傳遞單向轉矩，反向時能自動

14、分離。 圖6-22是應用較為廣泛的滾柱式定向離合器，主要由星輪1、外圈2、彈簧頂桿4和滾柱3組成。彈簧的作用是將滾柱壓向星輪的楔形槽內。使?jié)L柱與星輪、外圈相接觸。,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,星輪和外圈均可作為主動輪。當星輪為主動件并按圖示方向旋轉時，滾柱受摩擦力的作用被楔緊在槽內，因而帶動外圈一起轉動，這時，離合器處于接合狀態(tài)。當星輪反轉時，滾柱受到摩擦力的作用，

15、被推到槽中較寬的部分，不再楔緊在槽內，這時離合器處于分離狀態(tài)。,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,如果星輪仍按圖示方向旋轉，而外圈還能從另一條運動鏈獲得與星輪轉向相同但轉速較大的運動時，按相對運動原理，離合器將于分離狀態(tài)。此時星輪和外圈互不相干，各自以不同的轉速轉動。所以，這種離合器又稱為自由行走離合器。又由于它接合和分離是與星輪和外圈之間的轉速差有關，因此也稱超越離合器。,第二節(jié) 各類傳

16、動舉例,主講 機電 黃惠麟,在汽車的啟動機中，裝上這種定向離合器，啟動時電動機通過定向離合器的外圈（此時外圈轉向與圖中所示相反）、滾柱、星輪帶動發(fā)動機；當發(fā)動機發(fā)動以后，反過來帶動星輪，使其獲得與外圈轉向相同但轉速較大的運動，使離合器處于分離狀態(tài)，以避免發(fā)動機帶動啟動電動機超速旋轉。,第二節(jié) 各類傳動舉例,主講 機電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動舉例,定向離合器常用