《多功能传动系统》课件

多功能传动系统课程目标与学习要求课程目标学习要求了解多功能传动系统的基本概念、分类和工作原理认真预习课程内容，积极参与课堂讨论掌握常见传动方式的选型设计、效率计算和动力学分析方法完成课后作业和实验，并进行知识总结学习传动系统的维护保养、故障诊断和安全防护知识课程内容安排传动系统概述1课程介绍、传动系统的基本概念和发展历史机械传动2齿轮传动、带传动、链传动等机械传动方式的工作原理和特点流体传动3液压传动、气动传动的基本原理、元件和控制系统电气传动4电机、变频器、伺服系统等电气传动技术概述传动系统设计与应用5传动系统效率计算、动力学分析、选型设计和维护保养案例分析与发展趋势6传动系统的基本概念定义作用传动系统是将动力源的运动和能改变运动形式、改变运动速度、量传递给工作机，使其完成预定改变运动方向、传递扭矩和功工作的机械系统率组成传动系统的发展历史古代木质齿轮、皮带传动、水车等原始传动方式世纪18蒸汽机驱动机械传动系统，推动工业革命的发展世纪19电力传动系统出现，效率更高，应用更广世纪20液压传动、气动传动、电气传动等新型传动方式不断涌现世纪21传动系统的分类方法按传动方式分类按传动机构分类按传动比分类机械传动、液压传动、气动传动、电气齿轮传动、带传动、链传动、蜗杆传传动动、摩擦传动等机械传动的基本原理能量转换1将动力源的能量转化为机械能运动形式转换2改变运动方向、速度和扭矩传递动力3齿轮传动的工作原理摩擦2齿轮之间的摩擦力传递扭矩啮合1齿轮相互啮合，实现动力传递速度变化齿轮大小决定了传动比，改变输出速度齿轮传动的类型直齿轮斜齿轮锥齿轮齿面与轴线平行，结构齿面与轴线倾斜，传动用于轴线相交的传动，简单，成本低平稳，承载能力强实现轴线方向改变蜗轮蜗杆直齿圆柱齿轮的几何参数参数定义模数齿轮齿高的基本单位，决定齿轮的大小齿数齿轮上的齿数，决定传动比齿顶高齿顶到分度圆的距离齿根高分度圆到齿根圆的距离齿厚斜齿轮的特点与应用特点应用传动平稳、噪音低、承载能力强适用于高速、重载传动场合锥齿轮传动系统结构特点齿轮形状为圆锥形，用于轴线相交的传动传动特点传动比可变，适用于改变运动方向应用领域蜗轮蜗杆传动原理接触面蜗杆和蜗轮之间有线接触，实现动力传递自锁性螺旋线蜗杆为螺旋状，蜗轮为圆柱形213带传动系统概述传动方式优点12通过带的摩擦力传递动力，实传动平稳、噪音低、结构简现运动形式转换单、成本低缺点带传动的类型平皮带传动带传动同步带传动V结构简单，应用广泛，但易打滑传动效率高，承载能力强，应用于中低速传动准确，无打滑，适用于高速、精准传传动动带传动的特点V优点缺点传动效率高、承载能力强、结构紧凑、成本低传动速度有限，易产生噪音同步带传动的优势12传动准确速度稳定无打滑，实现精确的传动比保证输出速度的恒定性34寿命长噪音低耐磨损，使用寿命长运行平稳，噪音低链传动系统简介定义优点链传动系统是利用链条和链轮啮传动效率高，承载能力强，传动合传递动力的传动方式比准确缺点结构复杂，成本较高，易产生噪音链传动的工作原理链条与链轮啮合1链条的销子与链轮的齿啮合，实现动力传递传动比2链轮齿数决定传动比，改变输出速度张紧装置3保证链条的张紧度，防止链条松脱链条的类型与选择链轮的设计要点齿数齿形材料根据传动比和链条类型选择合适齿数采用标准齿形，保证链条与链轮的啮合选择耐磨、强度高的材料，延长使用寿精度命液压传动基础工作原理特点利用液体的压力传递能量，实传动效率高，承载能力强，易现运动形式转换于控制，可实现精确的运动应用领域工程机械、机床、汽车、航空航天等液压传动的工作介质液压油具有良好的润滑性、抗磨性、抗氧化性水基液压油环保型液压油，但性能不如液压油液压泵的类型齿轮泵轴向柱塞泵径向柱塞泵结构简单，成本低，适用于中低压传动效率高，压力大，适用于高压传动流量大，压力高，适用于重载传动液压马达的特点优点缺点输出扭矩大，启动平稳，易于控制效率较低，成本较高，需要定期维护液压缸的应用工程机械挖掘机、起重机、推土机等机床液压机床、数控机床汽车转向系统、制动系统航空航天飞机起落架、航天器控制系统液压控制阀门系统方向控制阀控制液流方向，实现运动方向改变流量控制阀控制液流速度，实现速度调节压力控制阀控制系统压力，实现压力调节气动传动原理工作原理特点利用压缩空气传递能量，实现结构简单、成本低、操作方运动形式转换便、安全可靠应用领域自动化生产线、包装机械、医疗器械、航空航天等气动系统的组成气源1压缩空气提供系统动力气动元件2执行机构、控制元件、辅助元件气动回路3连接气动元件，实现系统功能气动元件介绍气缸气阀气动马达气动执行机构，将气压转换为推力或拉气动控制元件，控制气流方向、流量和压气动执行机构，将气压转换为旋转运动力力气动回路设计回路类型设计原则顺序回路、并联回路、组合回路等简洁、可靠、安全、节能电气传动系统概述工作原理特点应用领域利用电能驱动电机，实现运动形式转效率高、控制精度高、适应性强工业自动化、机床、机器人、车辆换等电机的分类与选择变频器的应用功能优点调节电机转速，实现速度控制节能、提高效率、改善运行性能应用领域机床、风机、泵、电梯等伺服系统的组成伺服电机伺服驱动器1执行机构，将控制信号转换为运动放大控制信号，驱动伺服电机2控制器位置传感器43根据反馈信息调整控制信号反馈实际位置信息步进电机控制工作原理应用领域根据脉冲信号控制电机转动角度，实现精准定位数控机床、自动化设备、打印机等传动系统的效率计算12输入功率输出功率动力源提供的功率工作机吸收的功率3效率输出功率与输入功率的比值传动比的确定方法速度比输出速度与输入速度的比值齿轮齿数传动比等于输出齿轮齿数与输入齿轮齿数的比值实际应用根据传动要求，选择合适的传动比传动系统的动力学分析运动方程力学模型12建立传动系统的运动方程，分建立传动系统的力学模型，分析系统运动特性析系统受力情况仿真分析3利用仿真软件进行动力学分析，验证设计方案传动系统的振动控制振动源分析1分析传动系统产生振动的主要原因振动测试2测量系统的振动频率和振幅控制措施3采用减振器、隔振器等措施控制振动传动系统的噪声处理噪声源分析降噪措施分析传动系统产生噪声的主要原因采用吸声材料、隔声板、降噪器等措施降低噪声传动系统的润滑要求降低摩擦散热降温清洁防锈减少机械磨损，延长使用寿命带走摩擦产生的热量，防止过热损清洗零件表面，防止锈蚀坏润滑油的选择方法传动方式不同传动方式，润滑油的要求不同工作环境温度、湿度、灰尘等环境因素会影响润滑油性能负载情况高负荷传动需要高粘度润滑油使用寿命选择耐用性强的润滑油，延长更换周期传动系统的维护保养定期检查润滑保养检查传动系统运行情况，及时定期更换润滑油，保持润滑系发现问题统清洁清洁维护清理传动系统上的灰尘和杂物故障诊断方法现场观察观察传动系统运行情况，判断故障类型仪器测试利用仪器测量相关参数，确定故障部位拆卸检查拆卸传动系统部件，进行仔细检查常见故障分析齿轮故障轴承故障密封故障磨损、断齿、疲劳裂纹磨损、滚珠脱落、润滑不足泄漏、老化、损坏预防性维护策略制定计划定期检查根据传动系统类型制定预防性维按照计划进行定期检查和保养护计划记录分析记录维护保养情况，进行数据分析，优化维护策略传动系统的安全防护安全警示防护罩12在传动系统附近设置安全警示安装防护罩，防止人员接触高标志速运转的部件紧急停止装置3安装紧急停止装置，在紧急情况下立即停止传动系统运行安全操作规程熟悉操作规程1操作人员必须熟练掌握传动系统的安全操作规程检查设备2操作前，仔细检查传动系统，确保设备处于安全状态正确操作3按照操作规程进行操作，避免误操作注意安全4操作过程中注意安全，防止意外事故发生事故预防措施安全培训定期检查安全管理定期对操作人员进行安全培训，提高安定期对传动系统进行安全检查，及时消建立完善的安全管理制度，规范操作流全意识除安全隐患程传动系统的选型设计负载特性分析分析工作机负载特性，确定传动系统功率和速度要求1传动方案比较2根据负载特性和传动要求，比较不同传动方案的优缺点经济性评估3综合考虑传动系统成本、效率、可靠性等因素，选择最优方案负载特性分析运动形式旋转运动、直线运动、复合运动等运动速度工作机所需的运动速度，影响传动比选择负载大小工作机负载大小，影响传动系统功率需求工作环境温度、湿度、灰尘等环境因素会影响传动系统选择传动方案比较传动方式优点缺点应用领域齿轮传动效率高、承载能力结构复杂、成本较机床、汽车变速器、强、传动比准确高、易产生噪音工程机械带传动传动平稳、噪音低、传动效率较低、承载轻型机械、家用电结构简单、成本低能力有限、易打滑器、风机、泵链传动传动效率高、承载能结构复杂、成本较自行车、摩托车、农力强、传动比准确高、易产生噪音机、工程机械液压传动效率高、承载能力效率较低、成本较工程机械、机床、汽强、易于控制、可实高、需要定期维护车、航空航天现精确的运动气动传动结构简单、成本低、效率较低、承载能力自动化生产线、包装操作方便、安全可靠有限、对环境要求较机械、医疗器械、航高空航天电气传动效率高、控制精度成本较高、对电气环工业自动化、机床、高、适应性强境要求较高机器人、车辆经济性评估成本分析效率分析可靠性分析传动系统初始成本、维护成本、运行成传动效率、能源消耗故障率、维修周期本案例分析工业机器人传动系统传动方式设计要求采用伺服电机、减速器、谐波高精度、高速度、高可靠性减速器等传动方式应用特点实现机器人关节的灵活运动，完成复杂作业案例分析数控机床传动系统传动方式1采用伺服电机、滚珠丝杠、直线导轨等传动方式设计要求2高精度、高速度、高刚性应用特点3实现机床工作台的精准移动，提高加工精度案例分析电梯传动系统传动方式采用永磁同步电机、曳引机、制动器等传动方式设计要求安全可靠、舒适平稳、节能高效应用特点实现电梯的升降运动，满足乘客需求案例分析汽车变速器设计要求2可靠耐用、换挡平顺、效率高传动方式1采用齿轮传动、液压控制等传动方式应用特点实现汽车的动力传递，改变行驶速度3新型传动系统发展趋势智能化高效节能轻量化采用传感器、人工智能等技术，实现智优化传动系统设计，降低能源消耗，提采用轻质材料，减轻传动系统重量，提能控制和自适应调节高效率高效率和性能智能传动系统简介定义优势应用智能传动系统是指将传感器、控制提高效率、降低能耗、提升可靠性、工业自动化、机器人、新能源汽车、器、执行器等智能元件集成到传动系增强安全性航空航天等领域统中，实现自动控制、自适应调节和故障诊断等功能的系统。