《传动系统》课件2

传动系统课程简介本课程将深入探讨机械传动系统的基本原理和设计方法从常见的齿轮、链条传动到电机和传动机构的组成及工作特性全面介绍机械传动领域的核心知识通,,过丰富的实例分析帮助学生掌握传动系统的设计与优化技能,传动系统的基本概念机械传动系统电力传动系统液压传动系统机械传动系统由驱动装置、传动装置和被驱电力传动系统由电机、变速装置和负载装置液压传动系统由液压泵、液压缸和液压阀组动装置组成用于将驱动力传递到被驱动装组成通过电力实现动力的传递和控制成利用液压原理实现动力传递和控制,,,置机械传动的分类根据动力源根据传动方式根据传动比根据传动轴线关系机械传动可分为人力传动、电包括齿轮传动、链条传动、带可分为恒定传动比和可变传动有平行轴传动、垂直轴传动和力传动和液力传动等不同动传动、摩擦传动等各种传动比恒定传动比适用于稳定的交叉轴传动等不同轴线关系力源具有各自的优缺点和适用方式特点不同，适用于不同的工况，而可变传动比用于需要适用于不同的安装布置场合工况条件调速的场合机械传动的性能指标效率描述传动装置的能量转换效率，直接影响系统的能耗可靠性确保系统在长期运行中能保持稳定可靠的性能使用寿命描述系统的使用年限，体现产品的质量和制造水平噪声机械传动过程中难免会产生一定噪音应控制在允许范围内,振动高速运转时传动系统可能会产生较,大振动需要合理控制,机械传动的设计方法确定传动参数1根据工作条件确定机械传动需要的输入功率、转速等基本参数选择传动形式2根据要求、成本、可靠性等因素选择合适的传动形式强度计算与设计3对各部件进行强度、刚度、寿命等方面的计算和设计制造与安装4制定合理的制造工艺和安装方案，确保产品质量机械传动设计是一个系统性的过程首先需要确定工作参数选择合适的传动形式如摩擦传动、齿轮传动等然后进行各部件的强度计算和设计并,,,制定最佳的制造和安装方案确保传动系统的可靠性和性能,摩擦传动的基本原理力的作用基本工作原理摩擦传动依靠两个接触表面之间驱动表面和被动表面通过接触压的摩擦力进行动力传递通过摩力和静摩擦力形成连接从而带,擦力的作用可以实现动力、转动被动端转动这种传动方式简,矩的传输单、可靠优势特点应用领域摩擦传动结构简单制造和维修摩擦传动广泛应用于机械制造、,容易工作平稳可实现无级调速电机、机动车等领域是重要的,,,,且具有良好的抗冲击能力动力传递方式之一摩擦传动的分类及特点摩擦轮传动摩擦带传动利用接触面的摩擦力实现动力传利用摩擦带与滑轮表面的摩擦力递分为正齿轮式和斜齿轮式具传递动力具有传动比易调、平稳,,有结构简单、传动平稳、维护方性好、可靠性高等优点便等特点摩擦离合器摩擦制动器通过摩擦片的相对滑动实现动力利用摩擦表面的摩擦力实现制动,的可控传递可实现平稳、安全的具有简单可靠、响应快、能量消,启动和制动广泛应用于汽车、耗小等特点广泛应用于各种机机床等领域械设备制动带传动的基本原理及设计原理带传动利用摩擦力在驱动带和被动轮之间传递力矩实现动力的,传递力学分析通过张紧力和摩擦因数的分析可确定带的尺寸、材料以及传动,比等参数选材带材料要具有良好的耐磨性、柔韧性和抗拉强度常见选用皮革,、橡胶或合成材料带传动的分类及其应用皮带传动链条传动利用摩擦力传递动力广泛应用于机械利用链条啮合实现动力传递应用于功,,传动中优点是简单、可靠、平稳运率大、转速低的场合较皮带传动更行可靠耐用同步带传动型带传动V利用带齿同步啮合原理适用于需要精采用形截面带利用摩擦力和楔入力,V,确同步的场合如发电机、汽车发动机传递动力结构简单适用于转速中等,,等的场合链传动的基本原理及特点传动原理链传动利用链条环绕在两个齿轮上实现动力传递具有结构简单、传动平稳、转速范围广等特点传动装置主要由链条、链轮、链条张紧装置等组成链条具有良好的灵活性和耐用性传动效率链传动具有较高的传动效率通常在以上适用于大功率、高速运转的场合,90%,链传动的主要构件及应用主要构件链条特点应用场景链条链条由一系列节节相连的铰链组成灵活性链传动广泛应用于机械、农业、汽车等领•,好可安装在非平直的传动路径上链条强域的动力传输如自行车、工厂输送线、农链轮,,•度高传动可靠使用寿命长用机械等其可靠性和耐用性使其成为多,,张紧器•种机械设备的首选传动方式导向装置•齿轮传动的基本原理齿轮咬合转速比齿轮传动依靠两个啮合的齿轮之通过控制齿轮的齿数比，可以实间的接触力将动力从一个轴传递现不同轴之间的转速比调整到另一个轴上高效传动广泛应用相比于其他传动方式齿轮传动具齿轮传动被广泛应用于各种机械,有高机械效率和高承载能力的特设备如汽车、机床等是重要的动,,点力传递方式齿轮传动的基本参数及计算

200.2M齿数模数确定目标传动比的前提条件定义齿轮的尺寸比例，影响整体传动效率

1.2$300传动比制造成本决定输出转速与输入转速的比值需要权衡性能、可靠性和生产成本的平衡斜齿轮传动的特点及应用力传递高效噪音低12斜齿轮传动能够将主动轮的高相比于直齿轮传动斜齿轮传动,转速有效传递到被动轮实现高的接触角较大因此可以降低传,,效的动力传递动噪音承载能力强应用广泛34斜齿轮的接触面积比直齿轮大斜齿轮传动广泛应用于工业机,因此具有更强的承载能力和抗械、汽车、飞机等领域是一种,冲击能力高性能的传动方式蜗杆传动的基本原理及特点蜗杆传动原理独特的传动结构主要特点蜗杆传动利用螺旋形的蜗杆和蜗轮的啮合，蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，具有结构简单蜗杆传动可实现大速比减速具有自锁特性,,通过蜗杆的旋转带动蜗轮转动，实现动力传、传动比大、噪音小、体积小等特点适合用于需要大减速比的场合但传动效率,递的机械变速装置较低平面曲柄滑块机构运动分析基本构成1平面曲柄滑块机构由曲柄、滑块和连杆等部件组成，可实现直线运动和旋转运动的转换运动分析2通过建立坐标系并应用几何关系，可以分析滑块的位移、速度和加速度等运动特性动力学分析3进一步分析机构的动力学特性，包括力与力矩的计算，有利于优化设计和控制凸轮机构的基本原理通过转动运动进行位移输出广泛应用于机械设备12凸轮机构通过旋转的凸轮带动连杆产生周期性的直线往复运凸轮机构应用于发动机、工具机等众多机械设备中实现复杂动运动设计要求高且分析复杂可实现多种曲线运动34凸轮形状设计和运动分析都需要复杂的数学计算和建模通过不同的凸轮轮廓可实现正弦、型等多种周期性位移输S出变速器的分类及应用手动变速箱自动变速箱通过人工操作离合器和变速杆来利用液力耦合元件自动改变传动改变传动比应用广泛结构简单比驾驶更加平顺舒适但结构复杂,,,,,价格低廉且价格较高无级变速箱双离合器变速箱采用无级变速机构可平稳连续地两个离合器独立控制奇偶档位换,,调节传动比节油效果好但机械损挡快速平顺适用于性能车型,,耗大液力传动的原理及特点基本原理液力传动通过液压驱动将动力从一端传输到另一端实现功率的放大和传递,高输出扭矩液力传动具有功率密度高、输出扭矩大的特点适用于负载大的场合,良好控制性可实现精准的速度、位置和力矩控制适用于自动控制和变速系统,液力变矩器的工作原理动力传递工作原理放大效应平稳性液力变矩器通过液体介质将动液力变矩器由泵轮、涡轮和变液力变矩器利用液体流动产生液体传动能够平滑过渡动力,力从驱动轴传递到被驱动轴，矩腔组成驱动轴带动泵轮旋的压力和速度变化效应能够减少冲击和振动提高了传动,,能够提供高扭矩与平稳的动力转产生的液体流经变矩腔带放大输入扭矩实现扭矩放大系统的平稳性,,,传递动涡轮做功从而实现动力传的功能,递液力变矩器的选择及应用工作原理应用领域选型注意事项液力变矩器利用流体动力学原理通过油液液力变矩器广泛应用于汽车、工程机械等领选择液力变矩器时需考虑传动功率、转速、,的流动和压力变化实现动力的传递和变换域提高传动效率和安全性扭矩等参数确保满足实际应用需求,,,液压传动的基本原理能量传递工作原理优势特点系统构成液压传动利用液体作为能量传驱动源如电动机通过液体驱液压传动具有体积小、功率密液压传动系统由泵、液压缸、递介质将驱动源的机械能转动泵向液压缸或液力马达输送度高、控制灵活等优点广泛管路、阀门等元件组成通过,,,换为流体动能再传递到被驱高压液体被驱动机构在液压应用于工业自动化、机械设备控制元件的配合实现液体压力,,动机构并转换为所需的机械能力的作用下产生所需的运动等领域和流量的精确调节液压传动系统的组成及特点液压泵液压阀门液压油缸液压泵是液压传动系统的动力源通过机械液压阀门控制和调节液压系统中液体的流量液压油缸是液压传动系统的执行机构通过,,动力将液体压缩、输送至系统中、方向和压力实现动力传递和变换液压能转化为直线运动或旋转运动,电动传动的基本原理及特点电力驱动高可控性电动传动依靠电能驱动电机能实现能电动传动可以精准控制速度、加速度,量转换和动力传递电机的转速和扭、转矩等参数提供优异的动态响应和,矩可以根据需求进行调节精确速度调节高效率体积小巧现代电机的能量转换效率可达以电动机体积小、重量轻可广泛应用于90%,上远优于传统的机械传动方式各种场合实现紧凑高效的设计,,交流电动机的分类及应用同步电动机感应电动机12常见于大型工业设备和通用机械具有良好的速度稳定性和广泛应用于家用电器、工业机械和交通工具因其结构简单,,高效率、可靠性高而得到广泛应用特种电动机变频调速电动机34如步进电机、电机等应用于精密控制领域如数字化能够实现流畅可调的速度控制在节能、位置伺服等方面有BLDC,,,机床、机器人、无人机等广泛应用电力传动的系统构成及特点电机驱动电力控制电力传动系统以电动机为动力源系统配备电子控制装置可精确调,,可提供稳定、高效的动力输出节电机速度、扭矩等性能参数能源转换智能监控电力传动将电能高效转换为机械系统具备实时检测和智能控制功能减少能源损耗提高整体效率能确保传动过程的安全可靠,,,新能源传动系统的分类及特点电力传动燃料电池利用电动机为动力源的新能源传动系通过化学反应产生电能的燃料电池系统具有高能效、低碳排放等优点统能为新能源汽车提供动力,,太阳能驱动风力驱动利用太阳能发电的新能源传动系统在利用风力发电为动力源的新能源传动,可再生能源利用方面有独特优势系统环保性能突出,机械传动系统的设计流程分析需求1明确传动系统的功能、输入输出要求选择传动方式2根据需求选择合适的机械传动形式计算设计参数3确定传动比、扭矩、转速等关键参数选择元件与布局4选择各主要传动元件并进行合理布局强度与寿命校核5对关键部件进行强度和寿命分析机械传动系统的设计流程包括明确使用需求、选择合适的传动方式、计算关键设计参数、选择传动元件并进行布局安排、以及对关键部件进行强度和寿命校核等步骤这个循序渐进的流程确保了设计方案的合理性和可靠性机械传动系统的可靠性分析故障模式分析寿命分析与测试可靠性工程应用通过系统性地分析潜在的故障模式可以预开展加速寿命试验和实际负荷工况下的使用将可靠性工程方法融入到设计、制造、维护,测和评估机械传动系统的可靠性为设计优寿命测试可以准确评估关键零部件的使用全过程可以全面提高机械传动系统的可靠,,,化提供依据寿命性水平机械传动系统的维护与保养定期检查和保养润滑保养清洁防护维修与更换定期检查机械传动系统的各个根据使用环境和负荷情况合定期清洁机械传动系统去除及时发现并更换损坏的零件,,,组件如轴承、齿轮、链条等理选择并定期更换润滑油脂积累的灰尘和污垢并对关键避免因小故障引发更大问题,,,,,及时发现并修复故障可延长确保各部件能够顺畅运转部件进行防锈和防腐处理确保系统安全可靠运行,使用寿命机械传动系统的发展趋势智能化节能环保采用物联网技术实现传动系统的利用高效电机、无油润滑等技术,,远程监控和智能控制提高系统效降低能耗和污染排放推动可持续,,率和可靠性发展微型化复合材料借助先进制造工艺机械传动部件使用碳纤维、陶瓷等新型复合材,不断小型化提高功率密度和紧凑料提高传动系统的强度和耐用性,,性。