凸轮轴的传动方式有哪几个?
链条传动、齿形皮带传动、圆柱齿轮传动。普通乘用车通常使用齿形皮带,
中高级轿车、卡车等高功率发动机一般使用链条或圆柱齿轮传动,可以保证配气正时的精度。由曲轴到凸轮轴的传动方式有齿轮传动、链条传动和齿带传动等三种。
下置凸轮轴和中置凸轮轴与曲轴之间的传动大多采用圆柱形正时齿轮传动,一般从曲轴到凸轮轴只需要一对齿轮传动,如果传动齿轮直径过大,可以再增加1个中间惰轮。为了啮合平稳并降低工作噪声,正时齿轮大多采用斜齿轮。
链条传动常见于顶置凸轮轴与曲轴之间,但其工作可靠性和耐久性不如齿轮传动。在高转速发动机上广泛使用齿形胶带代替传动链条,但在一些大功率发动机上仍然使用链条传动。齿形胶带具有工作噪声小、工作可靠以及成本低等特点。对于双顶置凸轮轴,一般是排气凸轮轴通过正时齿形胶带或链条由曲轴驱动,进气凸轮轴通过金属链条由排气凸轮轴驱动,或进气凸轮轴和排气凸轮轴均由曲轴通过齿形胶带或链条驱动。上置式凸轮轴及下置式凸轮轴的,气阀机构,大多釆用圆柱形正时齿轮传动,曲轴齿轮经过中间齿轮与凸轮轴齿轮啮合。正时齿轮多用斜齿,保证啮合平稳,减少噪音。齿轮用钢或铸铁制造。优点:结构及工艺简单,拆装方便,工艺可靠。但对于上置式凸轮轴采用齿轮传动时,中间齿轮数多,增加了复杂性和重量。
2.锥齿轮传动
这种传动方式多用于轻型高速大功率内燃机顶置式凸轮的传动上,因为凸轮轴远离曲轴,所以采用锥齿轮与立式弹性轴来传动。它的特点是:结构紧凑可靠,但很复杂,拆装不方便。
带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径选择结构形状,根据带的截型确定带轮外圆槽的尺寸。常用的传动带轮结构有实心式、腹板式、孔板式、轮幅式。实心式带轮,当基准直径小于等于2.5倍轴的直径时采用。腹板式带轮,当基准直径小于等于300毫米时采用。孔板式带轮,在孔板内外园直径之差大于等于100毫米时采用。轮辐式带轮,当基准直径大于300毫米时采用。基准宽度制是以基准线的位置和基准宽度来定义带轮的槽型和尺寸,当传动带的节面与带轮的基准直径重合时,带轮的基准宽度即为传动带节面轮槽内相应位置的宽度,用以表示轮槽轮截面特征值。它不受公差影响,是带轮与带标准化的基本尺寸。有效宽度制规定轮槽两侧的边的最外端宽度为有效宽度。该尺寸不受公差影响,在轮槽有效宽度处的直径是有效直径。由于尺寸制的不同,带的长度分别以基准长度和有效长度来表示。基准长度是在规定的张紧力下,传动带位于测量带轮基准直径处的周长;有效长度则是在规定张紧力下,位于测量带轮有效直径处的周长。普通传动带是用基准宽度制,窄传动带则由于尺寸制的不同,有两种尺寸系列。在设计计算时,基本原理和计算公式是相同的。尺寸则有差别。由于传动带传动的材料不是完全弹性体,带在工作一段时间后会发生伸长而松弛,张紧力降低。因此,传动带传动应设置张紧装置,以保持正常工作。传动带张紧装置,一般应安装在松边内侧,使带只受单向弯曲,以减少寿命损失;同时张紧轮还应尽量靠近大带轮,以减少对包角的影响。当传动带传动中任何一个带轮的轴心都不能移动时,所使用传动带的长度要能使传动带在处于固定位置的带轮之间装卸,在装挂完后,可用张紧轮将其张紧到运转状态。该张紧轮要能在张紧力的调整范围内调整,也包括对使用后传动带伸长的调整。
上置式凸轮轴及下置式凸轮轴的,气阀机构,大多釆用圆柱形正时齿轮传动,曲轴齿轮经过中间齿轮与凸轮轴齿轮啮合。正时齿轮多用斜齿,保证啮合平稳,减少噪音。齿轮用钢或铸铁制造。优点:结构及工艺简单,拆装方便,工艺可靠。但对于上置式凸轮轴采用齿轮传动时,中间齿轮数多,增加了复杂性和重量
2.锥齿轮传动
这种传动方式多用于轻型高速大功率内燃机顶置式凸轮的传动上,因为凸轮轴远离曲轴,所以采用锥齿轮与立式弹性轴来传动。它的特点是:结构紧凑可靠,但很复杂,拆装不方便。
3.链条式传动
链条式传动采用于某些上置式凸轮轴气阀机构上,能使气阀机构免受惯性载荷的作用,这种装置要求链条的质量高,工作中链条应具有一定的张力,以免发生脱链,因此装有止松链轮,调整止松链轮的位置即可改变链条的张力,其特点:工作可靠性好,但耐性不及齿轮传动装置
尽管链式输送机的品种繁多,有些结构还比较复杂,但作为组成输送机的功能部件,基本上由下述几类组成。
1、原动机
原动机是输送机的动力来源,一般都采用交流电动机。视需要可以采用普通的交流异步电动机,或采用交流调速电动机。可调速的电动机有变极式的小范围内有级调速的电动机,也有能无级调速的变频、滑差交流电动机。采用可调速电机,电动机本身成本较高,但驱动装置的结构却比较简单。
2、驱动装置
驱动装置,又称为驱动站。通过驱动装置将电动机与输送机头轴连接起来,驱动装置的组成取决于其要实现的功能,通常驱动装置要实现的功能如下。
(1)降低速度
由于驱动电机的转速相对于输送链条运行速度的要求高得多,所以链式输送机必须有减速机构。减速机构通常有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动和履带驱动机构等。
(2)机械调速
输送链条的运行速度如需在一定范围内变动,虽然可通过电动机调速来实现,由于单纯用电动机调速会有电机转速低输出转矩小的弊病,所以在驱动装置中设置机械调速装置,如机械无级变速机与变速箱等。
(3)安全保护
链式输送机工作过程中要求有安全保护与紧急制动的功能,安全保护设备与制动设备大都设置在驱动站的高速运行部分。
3、线体
链式输送机的线体是直接实现输送功能的关键部件。它主要由输送链条、附件、链轮、头轴、尾轴、轨道、支架等部分组成。
正确设计线体一定要注意输送链条与传动链条的区别,尽管两者在结构上有时可能很相似,甚至完全一样(例如短节距精密滚子链既可作传动用又可作输送用),但在功能上仍然是有区分的。输送链需要具备承载物品以及在轨道上运行的功能,所以,正确分析输送链的受力情况及其力流(即物料重力传送到输送的支承轨道上所流经的路程)分布是很重要的,设计线体时应遵循力流路线最短与力流路线所经过的各零件尽可能等强度的原则。
4、张紧装置
张紧装置用来拉紧尾轴,其作用在于:
①保持输送链条在一定的张紧状态下运行,消除因链条松弛使链式输送机运行时出现跳动、振动和异常噪声等现象。
②当输送链条因磨损而伸长时,通过张紧装置补偿,保持链条的预紧度。张紧装置有重锤张紧与弹簧张紧两种方法,张紧装置应安装于链式输送机线路中张力最小的部位。
5、电控装置
电控装置对单台链式输送机来说,其主要功能是控制驱动装置,使链条按要求的规律运行。但对由输送机组成的生产自动线,如积放式悬挂输送线、带移行器等转向装置的承托式链条输送线设备,它的功能就要广泛得多。除了一般的控制输送机速度外,还需完成双(多)机驱动的同步、信号采集、信号传递、故障诊断等使链条自动生产线满足生产工艺要求的各种功能。