機(jī)械傳動(dòng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì),,第六章 機(jī)械傳動(dòng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì),主講 機(jī)電 黃惠麟,,在機(jī)器中，將原動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)按預(yù)定工作要求傳遞到工作系統(tǒng)的中間裝置，稱為傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)可以通過機(jī)、電、液等多種形式來實(shí)現(xiàn)、傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)有：帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，原動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是選擇原動(dòng)機(jī)，工作系統(tǒng)的工作要求也往往是明確的，因此，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)往往成為機(jī)械設(shè)計(jì)的主體。,主講 機(jī)電

2、 黃惠麟,第一節(jié) 傳動(dòng)類型分析,常用的機(jī)械傳動(dòng)類型有：帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等，它們都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和運(yùn)用場合，為了便于選用和設(shè)計(jì)，現(xiàn)將各種基本傳動(dòng)類型的特點(diǎn)列于表6-1中。,主講 機(jī)電 黃惠麟,,主講 機(jī)電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,一、齒輪傳動(dòng)1.行星齒輪傳動(dòng),常見的齒輪傳動(dòng)裝置中，齒輪的軸線一般是固定的，而行星齒輪傳動(dòng)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(zhuǎn)運(yùn)，又繞固定的幾何軸線O1轉(zhuǎn)動(dòng)，如同自然界的行星一樣，即有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)，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(dòng)，稱為太陽輪，支持行星輪作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的構(gòu)件H稱為行星架。,主講 機(jī)電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主

4、講 機(jī)電 黃惠麟,行星輪系可實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊；利用行星輪系可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)左右車輪轉(zhuǎn)速不同的運(yùn)動(dòng)合成與分解。,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,3.擺線針輪行星傳動(dòng)裝置,擺線針輪傳動(dòng)是針對漸開線少齒差行星傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)而改進(jìn)發(fā)展起來的一種比較新型的傳動(dòng)。

5、 擺線針輪行星傳動(dòng)的減速原理、輸出機(jī)構(gòu)的形式，均與漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)相同，但其齒輪是采用擺線作為齒廓，其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖6-6所示。,主講 機(jī)電 黃惠麟,這種傳動(dòng)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(dòng)銷套的圓柱銷）固定在機(jī)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(dòng)裝置的傳動(dòng)比為：,主講 機(jī)電

6、 黃惠麟,二、鏈傳動(dòng) 鏈條是人們很熟悉的常用的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)構(gòu)件之一。鏈傳動(dòng)作為有中間撓性件的機(jī)械傳動(dòng)，其應(yīng)用歷史十分悠久，傳統(tǒng)的鏈傳動(dòng)如圖6-8所示，主要由鏈條和主動(dòng)輪、從動(dòng)輪組成。實(shí)際應(yīng)用場合往往還配置有張緊、潤滑、安全保護(hù)等裝置。,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,實(shí)際上，鏈條作為機(jī)構(gòu)元件應(yīng)用，有著很廣闊的發(fā)展空間，如能突破傳統(tǒng)的結(jié)

7、構(gòu)形式，可充分發(fā)揮鏈傳動(dòng)的優(yōu)勢，推動(dòng)含有鏈條這種撓性結(jié)構(gòu)元件創(chuàng)新設(shè)計(jì)。,主講 機(jī)電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,1.導(dǎo)軌鏈傳動(dòng) 把傳動(dòng)鏈裝入一幾何形狀的導(dǎo)軌中，再配上與之相嚙合的鏈條作為主動(dòng)輪，組成導(dǎo)軌傳動(dòng)。主動(dòng)輪可以作內(nèi)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(jī)電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講

8、 機(jī)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(dǎo)軌1配合，以保證鏈條有與導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)滾子鏈結(jié)構(gòu)上派生出來的，是一種延長銷軸滾子鏈。導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)中沒有從動(dòng)輪，其運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，如將導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)成各種輸出機(jī)構(gòu)，則可以實(shí)現(xiàn)給定的各種復(fù)雜規(guī)律（包括運(yùn)動(dòng)軌跡變化和速度變化）的運(yùn)動(dòng)輸出。,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主

9、講 機(jī)電 黃惠麟,導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)很多，有如圖6-10所示直接利用鏈條本身輸出運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,6-11所示的利用滑塊導(dǎo)槽機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、槽輪間隙機(jī)構(gòu)輸出運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)6-11（a）為配置有滑塊導(dǎo)槽機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)，它可以用來輸出直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌鏈傳動(dòng)，在要求作長沖程的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)有很大的優(yōu)越性。如在

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

11、腳蹬帶動(dòng)齒輪通過傳動(dòng)軸將運(yùn)動(dòng)傳至后輪，傳動(dòng)體被包覆，無絞人裙擺、褲腳之憂，并能提高傳動(dòng)效率。,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,圖6-15所示的自行車，采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)代替鏈傳動(dòng)，以搖桿為主動(dòng)件，腳踏搖桿時(shí)，自行車便可行進(jìn)。,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,自行車有許多創(chuàng)新結(jié)構(gòu)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(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,bb,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,四、離合器 聯(lián)軸器是將軸與軸（或軸與旋轉(zhuǎn)零件）聯(lián)成一體，使其一同運(yùn)轉(zhuǎn)并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞。聯(lián)軸器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離，必須停車后，經(jīng)過拆卸才能分離。 為了實(shí)現(xiàn)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸能夠隨時(shí)分離與聯(lián)接，人們設(shè)計(jì)制造了離合器。,主講

13、機(jī)電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,自動(dòng)離合器 自動(dòng)離合器有控制轉(zhuǎn)矩的安全離合器，有控制旋轉(zhuǎn)方向的定向離合器，有根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化自動(dòng)離合的離心式離合器。 自動(dòng)離合器是一種能根據(jù)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)（如轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)向）的變化而自動(dòng)完成接合與分離動(dòng)作的離合器。,主講 機(jī)電 黃惠麟,定向離合器 定向離合器只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，反向時(shí)能自動(dòng)

14、分離。 圖6-22是應(yīng)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(nèi)。使?jié)L柱與星輪、外圈相接觸。,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,星輪和外圈均可作為主動(dòng)輪。當(dāng)星輪為主動(dòng)件并按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱受摩擦力的作用被楔緊在槽內(nèi)，因而帶動(dòng)外圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)，離合器處于接合狀態(tài)。當(dāng)星輪反轉(zhuǎn)時(shí)，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(nèi)，這時(shí)離合器處于分離狀態(tài)。,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,如果星輪仍按圖示方向旋轉(zhuǎn)，而外圈還能從另一條運(yùn)動(dòng)鏈獲得與星輪轉(zhuǎn)向相同但轉(zhuǎn)速較大的運(yùn)動(dòng)時(shí)，按相對運(yùn)動(dòng)原理，離合器將于分離狀態(tài)。此時(shí)星輪和外圈互不相干，各自以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。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(zhuǎn)速差有關(guān)，因此也稱超越離合器。,第二節(jié) 各類傳

16、動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,在汽車的啟動(dòng)機(jī)中，裝上這種定向離合器，啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)通過定向離合器的外圈（此時(shí)外圈轉(zhuǎn)向與圖中所示相反）、滾柱、星輪帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)以后，反過來帶動(dòng)星輪，使其獲得與外圈轉(zhuǎn)向相同但轉(zhuǎn)速較大的運(yùn)動(dòng)，使離合器處于分離狀態(tài)，以避免發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)超速旋轉(zhuǎn)。,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,主講 機(jī)電 黃惠麟,第二節(jié) 各類傳動(dòng)舉例,定向離合器常用