第二章机械传动和液压传动

第二章、机械传动和液压传动。

前言：传动装置的作用。

分类：机械传动、流体传动、电力传动和磁力传动。

第一节、机械传动。

前言：机械传动的作用-传递动力、改变速度和方向、改变运动形势。

一、机械传动功率和机械效率。

一）、功和功率。

1、功的公式：w=fs =fscosx =fvtcosx

功率公式：单位时间内做工p=w/t=fvcosx

功率公式启示：功率一定时，速度和作用力之间的关系-反比例。

2、特殊情况：圆周运动。

匀速圆周运动的线速度 v=2πrn/60 （=2πr/t） t=？

匀速圆周运动线速度特点：大小恒定，方向不断发生变化，圆周运动线速度是大小和方向的结合。

匀速圆周运动的转矩：转矩即力矩=力*力臂，力臂：由支点向力的方向所做垂线段的长度 t=fr

将其带入功率公式可得转矩（扭矩）和转速之间的关系：t=9550p/n(注意各变量所用单位：功率为千瓦，转速为r/min

二)、机械效率。

1、课本公式2-6

2、不同传动方式的机械效率对比-课本54页最后。

二、机器上常用的传动机构及其传动关系。

一）、螺旋传动机构。

螺旋传动机构是用内、外螺纹组成的螺旋副来传动运动和动力的装置。主要用于将旋转运动变为直线用运动。

螺纹分类：按牙形分，三角形、巨型、梯形和锯齿形。

螺纹主要参数：旋向、头数、导程s，螺距p， s=kp

在普通螺旋机构中，位移与转速之间关系为：l=nst

螺旋机构特点：

1、结构简单。

2、降速比大，可实现微调和降速传动。

3、省力，如千斤顶。螺旋千斤顶，螺杆和套筒相配合升降重物，加大力矩可省力，利用自锁功能长期举起重物，但回程慢，承重能力受螺纹质量影响较大，使用前应估计好重量。

4、可以自锁。

5、工作连续、平稳、无噪声。

缺点：摩擦大，效率低。有自锁时效率是50%。

以上所言一般是滑动螺旋传动。

滚珠螺旋传动。

组成：丝杠、螺母、滚珠。

分类：外循环、内循环。外循环是滚珠在回路过程中离开螺旋表面的。内循环是滚珠在循环过程中始终不脱离螺旋表面。

特点：1、传动效率高，摩擦损失小。η=0.90～0.95

2、磨损小，能长时间保持精度，寿命长。

3、启动转矩接近运动转矩，传动灵敏、平稳。

4、有较高的传动精度和轴向刚度。

5、不能自锁，传动具有可逆性。

6、制造工艺复杂，成本高。

二）、带传动。

带传动传动是利用胶带与带轮间的摩擦传递运动和力，分类：平带、三角带、圆形带和齿形带。如图2-5

平带传动形式：

1、开口式传动。两轴平行而且旋转方向相同的情况。

2、交叉式传动。两轴平行而且旋转方向相反的情况。

3、半交叉式。两轴不平行而且在空间交错的情况。

传动比：i=n2/n1=d1/d2

如考虑带与带轮间的滑动，则：i=（d1/d2）ε

带传动特点：1、运动平稳无噪声，可以缓冲冲击和吸振；2、结构简单，传动距离远；3、制造和安装简单，维护方便，不需润滑；4、过载打滑，可起保护作用；5、外尺寸大，效率低，寿命短，传动精度不高。

三）、齿轮传动。

齿轮传动是一种啮合传动，如图2-7所示。

传动比：i=n2/n1= z1/z2

齿轮传动分类：如图2-8

1、两轴平行的齿轮机构。

2、两轴不平行的齿轮机构。

主要优点：1）传递运动可靠，瞬时传动比恒定；

2）适用的载荷和速度范围大。

3）使用效率高，寿命长，结构紧凑，外尺寸小；

4）可传递空间任意配置的两轴之间的运动。

主要缺点：1）与螺旋传动、带传动相比，振动和噪声大，不可无级调速；

2）传动轴之间距离不可过大；

3）加工复杂，制造成本高。

轮系的分类：定轴轮系，周转轮系。

定轴轮系轮系转动时，各齿轮轴线的位置都是固定不变的。

四）、链传动。

组成：主、从动链轮、链条。如图2-13

功用：传递运动和动力。

传动比i=n2/n1=z1/z2。

由上式得出：链传动的传动比与和链轮齿数成反比。

与带传动、齿轮传动相比：

1、优点。1）与带传动相比平均传动比准确，传动功率大，轮廓尺寸小。

2）与齿轮传动相比，传动中心距大。

3）能在低速重在、高温环境恶略条件下工作。

4）效率高，最大可达0.99。

2、缺点。1）不能保持恒定的瞬时传动比；

2）链单位长度重量大，引起噪声。急速反向性能差，不能由于高速。

五）、蜗杆传动：是一种特殊的螺旋传动，同时具有齿轮传动的特点。

蜗杆传动机构是啮合传动，传递运动和动力。传动如图2-14..\传动方式动画\弧面蜗杆传动动画。**i

主要参数：蜗杆线数k、轴向模数、轴向压力角；蜗轮齿数z、端面模数、端面压力角；旋向。

传动比 i=n2/n1=k/z

蜗杆蜗轮正确啮合条件：蜗杆轴向模数、轴向压力角分别等于蜗轮端面模数和端面压力角。

主要特点：1、降速效果好。

2、传动平稳。

3、有自锁作用（在一定条件下）。

4、效率低。一般为0.7～0.8，有自锁时0.5。

六）、平面连杆机构。

连杆机构是用铰链、滑道方式，将构件相互联接成的机构，用以实现运动变换和传递动力。包括空间连杆机构和平面连杆机构。

平面连杆机构中各构件都是杆状，所以统称为连杆机构。或四杆机构。如图2-16破碎机破碎机构为曲柄摇杆机构。

为方便起见，只画出能表达其运动特性的简图，称为机构运动简图。如图2-17 ab称为曲柄，cd称为摇杆，bc称为连杆，ad称为机架。

四杆机构分类：曲柄摇杆机构；双曲柄机构；双摇杆机构。

应用：如图2-18是牛头刨床进给机构简图。是曲柄为主动件。

丝杠图：图2-19缝纫机的驱动机构，是摇杆作主动件。

当摇杆无限长时，c点作直线运动，就演变成曲柄滑块机构，滑块移动范围是两倍曲柄长度。

七）、凸轮机构。

凸轮机构功用：将凸轮的连续转动转化为从动件的往复移动或摆动。

分类：1、平板凸轮。

2、移动凸轮。

3、圆柱凸轮。

特点：机构简单，紧凑；容易磨损，多用于传递动力不大的控制机构和调节机构。

八）、间歇运动机构。

间歇运动机构是将主动件连续的运动转变为运作—停止—动作的机构。

分类：1、棘轮机构。如图2-27o1a连续的旋转运动变成棘轮的间歇运动。

2、槽轮机构。如图2-28拨盘1连续的转动变成槽轮的间歇运动。应用如电影放映机。

第二节、液压传动。

前言：优点以及应用-高效率自动化或半自动机器中应用较多。

一、液压传动工作原理。

液压千斤顶**。

液压千斤顶**2

液压传动是依靠液体介质的静压力来传递能量的液体传动，即它依靠密封容积的变化传递运动，依靠液体内部压力传递动力。其本质是一种能量转换装置，它先将机械能转换为便于输送的液压能，随后又将液压能转换为机械能做功。

在液压传动中，只要控制油液的压力、流量和液流方向，便可控制液压设备动作所要求的推力**矩）、速度**速）和方向。

二、液压系统组成部分。

磨床工作台液压传动原理-课本88页。

液压传动系统由动力部分、执行部分、控制部分和辅助部分组成。

三、液压传动优缺点。

优点。1、体积重量小，灵活。

2、传动均匀平稳。

3、操作控制方便。

4、液压元件易于实现系列化、标准化、通用化、便于设计制造推广。

缺点。1、液体泄漏：使用前的检查是必要的，汽车的助力油，大型液压起重设备油压千斤顶。

2、受温度制约，热胀冷缩，不适合高温高压下适用。

3、元件制造精度要求高，系统工作中发生故障不易诊断。

四、液压传动的基本参数 3个。

一）、压力-注意压力压强定于与物理学中的区别。

1、帕斯卡定律：密闭容器内各点压强相等。

2、压力等级分类。

二）、流量-单位时间内流过管道或液压缸某一截面的体积。

1、公式： q=v/t

as/t a是活塞面积，s为活塞行程。

** 小写v为活塞移动速度。

2、公式应用，例题5

三）、功以及功率。

w=fs=fqt/a=

p=w/t=fq/a=fv= paq/a=pq注意单位换算。

p=qp/60(kw)功率单位千瓦，压力单位兆帕，流量l/min

五、液压泵。

液压泵的基本原理见课本图2-38

液压泵主要参数。

1、输出压力。

2、液压泵排量和流量。

排量指泵轴每旋转一周排出油液的体积，流量指单位时间内可以排出的液体体积，qr=qn

3、机械效率、容积效率和总效率的关系。

一）、齿轮泵由于其结构简单、重量轻、制造容易、成本低、工作可靠、维修方便，已广泛应用在压力不高的液压系统中。但齿轮泵漏油较多，轴承载荷大，使用在较高工作压力时，结构需采取一些措施。

二）、叶片泵。

单作用叶片泵：一次吸油排油，变量泵，定子和转子的差量可调整。

双作用叶片泵：两次吸油排油，定量泵，定子和转子的形状以及结构。

具有结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、运转平稳、噪声小等优点，但也有结构较复杂，吸油条件苛刻，工作转速有一定限制，对油液污染比较敏感等缺点。

三）、柱塞泵。

1、径向柱塞泵变量泵，常见。

2、轴向柱塞泵：变量泵，轴向柱塞泵工作原理，变量轴向柱塞泵。

具有压力高、结构紧凑、效率高、流量能调节等优点，但结构比较复杂。

六、液压马达和液压缸。

1.液压马达是将液体的压力能转换为旋转机械能的装置。

高速液压马达有：齿轮液压马达，叶片液压马达，轴向柱塞马达

低速液压马达有：单作用连杆型径向柱塞马达。

多作用内曲线径向柱塞马达。 /

2. 液压油缸：将液体的压力能转换为直线运动或摆动的机械能。

液压缸根据其结构特点分为活塞式、柱塞式、伸缩式、摆动式四大类；按其作用分为单作用式和双作用式。

1. 双杆活塞缸原理图；立体结构图。

活塞两端都有一个杆伸出。分为缸筒固定式和活塞固定式，缸筒固定式工作台移动范围等于活塞有效行程的三倍，占地面积大，因此仅适用于小型机器。活塞固定式工作台移动范围等于活塞有效行程的两倍，占地面积小，因此适用于大中型设备。

2. 单杆活塞缸：原理结构。

活塞一端有杆另一端没杆，活塞两端的有效面积不相等。当压力油进入无杆腔时，活塞有效面积大，速度低，但推力大；当压力油进入有杆腔时，活塞有效面积小，速度高，但推力小。

差动单杆活塞缸：无杆面进压力油推动活塞时，推力大但速度慢，若想增加速度，可采用差动型单杆活塞缸。

广泛应用于纺织、冶金和化工等行业中。

3. 柱塞式液压缸：只能在压力油作用下产生单向运动，他的回程需借外力作用。（双向柱塞式液压缸），它要求的精度较高，所以加工较难。

七、液压控制阀。

第二章机械传动和液压传动

第二章机械传动与液压传动

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《液压传动》第二章作业

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