机械传动故障及其分析参考.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机械传动故障,(Zhang),及其分析,第一页，共三十六页。,目,(Mu),录,一、齿轮传动,二、链传动,三、带传动,四、蜗杆传动,五、连杆机构及其传动,六、,凸轮机构,七、螺,(Luo),旋机构,八、液压传动,第二页，共三十六页。,齿轮传,(Chuan),动一,(Yi),、齿轮传动的特点,优点：,1、传动效率高（0.980.995）,2、传动比恒定,3、结构紧凑,4、工作可靠、寿命长,缺点：,1、制造、安装精度要求较高,2、不适于中心距,a,较大两轴间传动,3、使用维护费用较高,4、精度低时、噪音、振动较大,第三页，共三十六页。,二、啮合特点,、保持恒定传动比,、传动的可分离性：传动比公与基圆半径成反比，与中心距无关，故当中心距略有变化时并不影响传动比的数值，这种啮合特点就称之为可分离性。,、正确,(Que),的啮合条件：两齿轮的模数和压力角必须相等。即：,m,1,=m,2,=m,a,1,=a,2,=a,、连续传动的条件：一对互相啮合的齿轮在前面一对轮齿脱离接触前，后面一对齿必须进入啮合。即重合度大于。（,1）,、齿轮加工方法：常用仿形法（刀具的形状与被加工齿轮齿间形状一致）和范成法（插齿和齿轮滚刀）,第四页，共三十六页。,三、齿轮传动的失效形式及,预防措施,1,、轮齿折断,：,齿根疲劳折断（齿相当于一个悬臂梁），齿在变应力的反复作用下，超过疲劳极限应力值时受到过大的载荷冲击或过载时轮齿折断。,2,、齿面疲劳点蚀：,齿面理论上是线接触，但实际上因为齿面的弹性变形而形成很小的面接触，产生很大的接触应力，运行一定时间之后表面产生细微的疲劳裂纹。使表面金属脱落而形成小坑，称之为点蚀。点蚀会严重影响传动的平稳性，产生振动我噪音。,措施：为防止齿面点蚀需要提高齿面硬度及保持良,(Liang),好的润滑。,第五页，共三十六页。,3,、齿面磨损,：主要是因为润滑油不够或颗粒杂质产生的，磨损会引起齿面轮廓的变形，使齿的侧面间隙增大，产生强,(Qiang),烈的冲击和振动。,措施：注意润滑油的清洁和更换，应采用闭式传动。,4、齿面胶合：,工作齿面在重载高温作用下产生局部熔化，而相对滑动时较软齿面的金属沿滑动方向脱落，齿面形成深浅不等的条状粗糙沟纹。,措施：提高齿面硬度和齿面的粗糙度（加工光洁度），保持良好的润滑。,第六页，共三十六页。,5,、齿面塑性变形：,在重载式起,(Qi),动传动中，齿面承受载荷较大，较软齿面可能产生局部的金属流动现象，即齿面塑性变形。,措施：提高齿面的硬度，避免频繁起动和过载工作。,第七页，共三十六页。,链,(Lian),传动,一、链传动组成与工作原理与特点,1、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动,2、组成（滚子链）：内链板、外链板、销轴、套筒、滚子（内链节、外链节、滚子）排数不宜过多，一般不超过四排。,3、特点：,优点：平均速比,i,m,准确，无滑动 结构紧凑,(Cou),，轴上压力,Q,小 传动效率高,=98%,承载能力高,P=100KW,可传递远距离传动,a,max,=8mm,成本低。,缺点：瞬时传动比不恒定,I,传动不平稳 传动时有噪音、冲击 对安装粗度要求较高。第八页，共三十六页。,二、主要技术参数,1、传动比,i,：,一般取,i=22.5,，,传动比过大时链条在小链轮上的包角过小，啮合的齿数减少，加速链齿的磨损。,2、链轮齿数,z,1,、z,2,：,小链轮齿数,z,1,过少，导致传动不均匀和附加动力载荷增加，加速链轮的磨损，,z,2,=,i z,1,150；,z,1,按标准选值。链节数常取偶数，为使链轮与链齿磨损均匀，链轮齿数一般取与链节互为质数的奇,(Qi),数。,3、节距,p,：,即滚子链上相邻两销轴中心的距离。较大节距的链条销轴直径及传递功率也相应增大。,4、中心距,a,：,即为两链轮的中心距离，一般取,a,=（3050）,p,。,a,过小则链条屈伸和应力循环次数增多，加速链条的疲劳和磨损；,a,过大则从动边垂度过大，发生上下颤动现象，传动不平稳。,第九页，共三十六页。,三、应用：,适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。中低速传动：传动比8，,P100KW，V12-15m/s，,无声链,(Lian),最大线速度可达40,m/s（,不适于在冲击与急促反向等情况）,四、举例,如右图所示为四线洗瓶机及麦芽提升机链条传动,第十页，共三十六页。,五、链传,(Chuan),动的失效形式,1、链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏；,2、链节磨损后伸长。销轴与套筒承受较大的压力彼此间产生磨损，之后节距变大会引起跳齿或脱链现象；,3、冲击破坏；,4、胶合。当链传动装置高速工作，链节啮入时受到较大冲击和振动，导致销轴和套筒间磨损严重发热以至产生胶合；,5、轮齿过度磨损,；,6、过载拉断,。,起动、制动、反转或重复冲击载荷时，链条受到较大动载荷引起断裂。,第十一页，共三十六页。,带传,(Chuan),动,一、带传动工作原理,带传动由,主动轮,、,从动轮,和,传动带,构成。属于摩擦传动，由于环形带张紧在带轮上，带中产生初拉力,F。，,带与,(Yu),带轮在接触处产生正压力，当主动轮在驱动力矩作用下转动时，轮与,(Yu),带轮之间产生摩擦力，并带动带运动，同样带又带动从动带轮克服工作阻力而转动，这样就可把主动轮的运动和动力传到从动轴上,第十二页，共三十六页。,二.带传动的特点,优点：,1.传动带具有良好的弹性，能缓冲和吸振，传动平稳，噪音小。,2.过载时，带和带轮面间发生打滑，可防止其他零,(Ling),件损坏。,3.带传动结构简单，制造、安装和维护均较方便。,4.可用于中心距较大的两轴间的传动。,缺点：,1.传动比不准确；2、机械效率低；3、带寿命较短,第十三页，共三十六页。,三.带传动的分类,a.,平带,b.,V,型带,c.,同步,(Bu),齿形带,d.,圆带,第十四页，共三十六页。,四、带的主,(Zhu),要技术参数,1、小带轮的包角,1,（,1,120）2、,传动比,i（i7）；,3、,带的线速度,V（V=525m/s）；,4、,小带轮最小基准：,A,带：,d75,;,B,带：,d125,；,5、中心距,a=(0.72)(d,1,+d,2,),型号意义：,A1400 GB1171-89,A,型号 1400,内周长度,GB1171-89,国家标准,第十五页，共三十六页。,五、失效形式及维护保养,失效形式：,1、过载打滑。带传动属于磨擦传动，当传递的载荷超过带的极限磨擦力时，带在带轮处打滑，带亦严重磨损；,2、带的疲劳破坏。带传动是在周期性变应力状态下工作的，长时间运行会使带产生疲劳破坏造成皮,(Pi),带脱层、断裂。,维护保养：,1、选型要准确；2、两轮轴心平行，轮槽必调整在同一平面内；3、定期检查皮带是否损坏或松弛，必要时全部更换；4、防止酸、碱或油污等腐蚀性物质和皮带的接触，工作温度不超过60,第十六页，共三十六页。,六、带传动举例,如图从左至右分别为,(Wei),空压机皮带传动、四线洗瓶机皮带传动及除尘器皮带传动,第十七页，共三十六页。,蜗,(Wo),杆传动,一,(Yi),、蜗杆的组成,蜗杆传动机构主要是由蜗轮和蜗杆组成。用来传递两相错并垂直轴间的运动。,第十八页，共三十六页。,二、蜗杆传动的特点,优点,1、单级传动比,(Bi),大，一般,i,=10100.在传递动力的分度机构中，最大可达1500以上。,2、同啮合为线接触可承受较大的动力。,3、结构紧凑、传动平稳、无噪声。,4、当蜗杆升角小于轮齿间的当量摩擦角时，具反行程自锁性，即只能以蜗杆带动蜗轮，不能蜗轮带动蜗杆。,缺点,1、同两轴垂直，两轮节点线速度垂直，故相对滑动速度很大，易发热和磨损。,2、效率低，一般效率在0.70.8；具有自锁性的蜗杆蜗轮效率更低，一般小于0.5。,第十九页，共三十六页。,三、蜗杆传动的类型,圆柱蜗杆传动 环,(Huan),面蜗杆 锥蜗杆,第二十页，共三十六页。,四、蜗杆的传动,1、传动比：,i=w1/w2=z2/z1,w1,蜗杆运行速度；,w2,蜗轮运行速度；,z1,蜗杆头数；,z2,蜗轮齿数；,蜗杆头数少则传动比大，但蜗杆导程角小，效率低；,蜗杆头数多则加工困难，但传动效率高。,2、旋转方向判定：蜗杆竖起，螺旋线左低右高为右旋蜗杆。再用右手判断蜗轮的旋向：即右手手握蜗杆，四指指向蜗杆的旋转方向，则大拇指的反向就是蜗轮的旋转方向。,3、蜗杆蜗轮的正确啮合条件：蜗杆轴向模数和压力角应分,(Fen),别等于蜗轮端面模数和压力角，蜗杆分,(Fen),度圆柱导程角与蜗轮旋角大小相等，且旋向相同。,第二十一页，共三十六页。,五、失效形式,蜗杆传动的主要失效形式有,轮齿折断、齿面胶合、齿面点蚀和齿面磨损,。在一般情况下,(Xia),，失效形式总是发生在强度较低的蜗轮上。由于蜗杆传动齿面间的相对滑动速度大，当润滑条件得不到保证时传动效率低，发热量大，容易发生胶合、点蚀和磨损。因此蜗杆的常用材料碳钢或合金钢需经热处理以获得足够的硬度。蜗轮则采用耐磨、抗胶合的锡青铜或铸铁。,第二十二页，共三十六页。,六、蜗杆的润滑,为了提高蜗杆传动效率，降低齿面的工作温度，避免胶合和减少磨损，对蜗杆传动进行良好的润滑是十分重要的。,蜗杆传动的润滑方式分为浸油润滑和压力润滑两种。润滑油的粘度和润滑方式，一般根据相对滑动速度和载荷类,(Lei),型来选用。对于闭式蜗杆传动，可查下表得知。,青铜蜗轮不允许采用抗胶合能力强的活性润滑油，以免腐蚀青铜。,滑动速度,V（m/s）,1.5,1.53.5,3.510,10,润滑油粘度,m,/s,612414506,288352,198242,第二十三页，共三十六页。,连杆,(Gan),机构及其传动,一、连杆机构的组成,连杆机构是由若干个刚性构件,(Jian),用传动副或移动副联接而成。曲柄、连杆、摇杆及机架构成平面四杆机构。,连杆作整周运动必须满足如下两个条件,：,1、,连架杆与机架中必有一个是最短杆；,2、最短杆与最长杆长度之和必须小于或等于其余两杆长度之和。,第二十四页，共三十六页。,二、连杆机构及其传动特点,1、能实现多种,(Zhong),运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动,2、运动副为低副：,面接触承载能力大；便于润滑。寿命长,几何形状简单,便于加工，成本低。,3、缺点：只能近似实现给定的运动规律；设计复杂；只用于速度较低的场合,三、失效形式：,联接关节处磨损而增大间隙，影响动作准确性,。,第二十五页，共三十六页。,四、举例,(Li),如图所示为二线卸箱机外形图,第二十六页，共三十六页。,凸,(Tu),轮机构,一、凸轮机构的组成及,(Ji),工作原理,凸轮式间歇传动机构一般由,主动凸轮，从动转盘和机架,组成。当凸轮转动时，通过其曲线沟槽（或凸脊）拨动柱销，使从动盘作间歇运动，所以从动转盘的运动规律完全取决于凸轮轮廓的形状。而凸轮的轮廓曲线可以在设计时适当选择，使得当凸轮做连续转动时，从动转盘作间歇运动。如右图所示。,第二十七页，共三十六页。,二、凸轮机构的特点,优点：,1、凸轮式间歇传动机构结构简单，不仅可以传递平行轴间还可以传递交错轴间的间歇运动；,2、只要合理设计廓线，选择,(Ze),合适的运动规律，可使从动件运动平稳，减少冲击，得到较好的运动特性，以适应高速运转的需要,3、但精度要求较高，加工复杂，安装要求严格。,缺点：,高副接触、比压较大、易磨损。（转折点处）,三、失效形式：,凸轮轮廓曲线槽的及接触副的磨损,第二十八页，共三十六页。,螺旋机,(Ji),构,一、螺旋机构的工作原理:,螺旋机构由,螺杆,、,螺母,和,机架,组成,是利用螺旋副来,(Lai),传递运动和动力的机构。常用的螺旋机构除螺旋副还有转动副和移动副。如下页图示，螺杆为主动件，作回转运动，螺母2为从动件作轴向移动；也可使螺母不动，而螺杆一面旋转，一面轴向移动；在螺纹导程角,v,的情况下，也可将螺母作为原动件，令其沿轴向移动，而迫使螺杆转动。,第二十九页，共三十六页。,二,(Er),、车床（机加工房内）的螺旋机构（如下图）,第三十页，共三十六页。,液压,(Ya),传动,一、液压传动工作原理,液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机,(Ji),的机,(Ji),械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机,(Ji),械能，从而驱动工作机,(Ji),构，实现直线往复运动和回转运动。,第三十一页，共三十六页。,二、液压传动的特点,1、液压传动的主要优点,与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点：,(1)液压传动的各种元件、可根据需要方便、灵活地来布置；,(2)重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快；,(3)操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达2000：1)；,(4)可自动实现过载保护；,(5)一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；,(6)很容易,(Yi),实现直线运动；,(7)容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。,第三十二页，共三十六页。,2、液压传动的主要缺点,(1)由于流体流动的阻力损失,(Shi),和泄漏较大，所以效率较低。如果处理不当，泄漏不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。,(2)工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。,(3)液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。,(4)由于液体介质的泄漏及可压缩性影响，不能得到严格的定比传动。,(5)液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。,(6)油液污染,第三十三页，共三十六页。,三、液压传动图例,下面三图分别,(Bie),是四线杀菌机液压装置外形图、及液压缸部分外形图。,第三十四页，共三十六页。,THANKYOU第三十五页，共三十六页。,内容,(Rong),总结,机械传动故障及其分析。4、工作可靠、寿命长。1、制造、安装精度要求较高。4、精度低时、噪音、振动较大。4、中心距a：即为两链轮的中心距离，一般取。2、传动比 i（i7）。3、带的线速度V（V=525m/s）。4、防止酸、碱或油污等腐蚀性物质和皮带的接触，工作温度不超过60。2、效率低，一般效率在0.70.8。青铜蜗轮不允许采用抗胶合能力强的活性润滑油，以免腐蚀青铜。曲柄、连杆、摇杆及机架构成平面四杆机构。几何形状简单便于加工，成本低。缺点：高副接触、比压较大、易磨损。(2)重,(Zhong),量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。下面三图分别是四线杀菌机液压装置外形图、及液压缸部分外形图。THANKYOU,第三十六页，共三十六页。,