精密传动及系统概论资料
传动系统原理
传动系统原理传动系统是指将动力从原动机传递到其他机械装置或工作部件的装置或机构。
它在各行业、各领域中广泛应用，如汽车、船舶、工程机械等。
本文将介绍传动系统的基本原理，包括传动系统的概念、分类和工作原理等。
一、传动系统的概念和分类传动系统是指由传动装置、传动机构以及传动元件组成的系统。
传动装置是将发动机的动力通过一系列的机械装置传递到车轮或其他工作部件上的装置。
传动机构是指实现动力传递的机械元件组成的系统，包括齿轮、皮带等。
传动元件是指传动机构中的各个部件，如齿轮、链条、皮带等。
传动系统根据传动方式的不同可以分为多种类型，常见的有机械传动、液压传动和电气传动等。
二、机械传动原理机械传动是指通过机械装置将动力传递到其他机械装置或工作部件的传动方式。
常见的机械传动方式有齿轮传动、链条传动和皮带传动等。
1. 齿轮传动原理齿轮传动是一种通过齿轮间的啮合来传递动力的方式。
传动比可通过齿轮的齿数比来确定，齿轮可分为主动齿轮和从动齿轮。
主动齿轮受到动力的输入，从动齿轮则将动力输出到其他装置或工作部件上。
2. 链条传动原理链条传动是一种通过链条上的铰链使链条传递扭矩的方式。
链条传动可分为带轮链条传动和齿轮链条传动两种形式。
带轮链条传动是利用链条与带轮之间的摩擦力来传递动力的，齿轮链条传动则是通过链条与齿轮间的啮合来传递动力的。
3. 皮带传动原理皮带传动是一种通过带状弹性材料（如橡胶、聚氨酯）来传递动力的方式。
皮带传动可分为平行轴皮带传动和交叉轴皮带传动两种形式。
平行轴皮带传动是通过皮带与带轮之间的摩擦力来传递动力的，交叉轴皮带传动则是利用皮带与带轮之间的形状匹配来传递动力的。
三、液压传动原理液压传动是一种通过液体介质的压力来传递动力的方式。
液压传动可分为液压液力传动和液压执行元件传动两种形式。
液压液力传动是通过液压泵将液体压力转换为机械能从而传递动力的，液压执行元件传动则是利用液压系统来实现对工作部件的控制。
四、电气传动原理电气传动是一种通过电能来传递动力的方式。
精密机械基础-第9章带传动
啮合传动型（同步带）
传动比准确，速比恒定，传动比范围大，允 许线速度高，传动效率可达98%，结构紧凑.
第二节
中心距 a
小带轮上的包角
1 180
D 2 D1 a
带传动的计算基础
大小带轮的直径D1, D2
一、带传动的几何关系
57.3
带的基本长度
L 2a
2
D1
第九章
1 概述
带传动
2 带传动的计算基础 3 V带传动的设计基础
试验台
矿山机械
印刷机械
建筑机械
第一节 概述
带传动：利用张紧在带轮上的传动带与带 轮的摩擦或啮合来传递运动和动力。
分类－根据传动原理的不同 1. 摩擦传动型 2. 啮合传动型(同步带）
摩擦传动型
结构简单、 传动平稳、具 有过载保护功 能，但不能保 证恒定的传动 比，传动精度 较低。
两轮转速
v1
n1 D 1
60 1000
v2
n2 D 2
60 1000
滑动率 －从动轮速度的降低率
v1 v 2 v1
n1 D 1 n 传动比
i
n1 n2
D2 D 1 (1 )
第三节
(1) V带的结构
V带传动的设计基础
D2
D 2 D1
4a
2
当 D1=D2=D时
L 2 a D
传动带张紧
静止时传动带应张紧在带轮上，使得 带与带轮接触间产生一定的压力。 带两边拉力相等，为初拉力F0
常用张紧方法:调节两轮中心距, 利用张紧轮
滑道式
摆架式
张紧轮
传动系知识点总结
传动系知识点总结一、传动系统的基本组成传动系统由多个部件组成，包括齿轮、皮带、链条、轴承等。
这些部件协同工作，将动力从一个地方传输到另一个地方。
其中，齿轮是最常见的传动元件，它可以分为直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等多种类型，用途也各不相同。
皮带和链条则是另外一种传动方式，它们常用于长距离传输动力或加速减速。
轴承是传动系统中的支撑部件，它起到支撑和减少摩擦的作用，提高传动系统的效率和寿命。
二、传动系统的工作原理传动系统的工作原理主要包括速比、传动比和效率。
速比是指传动系统输入轴与输出轴的转速比值，它决定了传动系统的速度变化情况。
传动比是指传动系统输入轴与输出轴的转矩比值，它决定了传动系统的力矩变化情况。
效率是指传动系统在能量传输中的损失情况，它决定了传动系统的工作效率和能源利用率。
传动系统的工作原理需要综合考虑这三个因素，从而选择合适的传动方式和参数。
三、常见的传动系统故障及解决方法传动系统在长期使用中容易出现一些故障，例如齿轮磨损、皮带断裂、链条松动等。
这些故障会严重影响传动系统的工作效率和安全性。
因此，及时发现和解决传动系统故障是非常重要的。
一般来说，对于齿轮磨损，需要及时更换磨损严重的齿轮；对于皮带断裂，需要及时更换断裂的皮带；对于链条松动，需要及时调整链条的张紧度。
除此之外，还需要定期进行传动系统的维护和保养，以延长传动系统的使用寿命。
四、传动系统的技术发展趋势随着科学技术的发展，传动系统也在不断创新和改进。
未来，传动系统的发展趋势主要包括以下几个方面：一是智能化技术的应用，例如智能传动系统可以通过传感器监测传动系统的工作状态，并通过控制系统对传动系统进行实时调整和优化；二是新材料的应用，例如一些新型复合材料和纳米材料可以用于传动系统的制造，从而提高传动系统的强度和耐磨性；三是新型传动方式的研发，例如一些新型无齿轮传动方式和无接触传动方式可以用于传动系统，从而减少传动系统的能量损失和噪音。
总之，传动系统是机械设备中非常重要的一部分，它的设计和性能对设备的效率和可靠性都有重大的影响。
绪论及第一章精密机械设计的基础知识
第二节
零件的工作能力及其计算
一、强度——零件抵抗外载荷作用的能力
零件的强度不足时，将发生断裂或产生塑性变形 1、静应力下的强度
简单应力：
max
[ ]
[ ]
lim
max [ ]
S
[ ]
lim
S
S
lim
或
S
lim
[S ]
[S ]
或 EX 0 1 0 ... 0 10 0 .4
则 EX 0 0 . 7 1 0 . 2 2 0 . 1 0 . 4
机械传动概论及精密传动进展-A
1.齿轮的设计与研究方面
1) 硬齿面、高精度将继续是齿轮技术发展的主流，在这方面 的研究将继续深入进行。
8）为了解决工程实践中的实际问题，将有更多的设计和研究 力量投入基础应用试验研究、预生产试验研究、生产试验以 及对机组在使用现场的测试和评价分析研究等，并根据需要 逐步发展机电一体化的产品，用微电子技术对机组的温度、 裂纹、噪声、振动、运行品质进行动态监控。
2.齿轮制造技术方面
1) 用切削和磨削两种方法精加工硬齿面齿轮的制造技术都 将进一步继续发展。
❖ 交错轴斜齿轮副：由两个配对的 斜齿轮组成的交错轴齿轮副。用 于传动轴间交角为0°～90°的 任意值传动中。缺点是啮合时滑 动速度较大，磨损较快，理论上 为点接触传动，承载能力较低
齿轮在生产/生活中的应用
齿轮传动可用于各行各业，其中包括： A：起重机械 B：运输机械 C：石油机械 D：化工机械 E：建筑机械 F：煤炭机械 G：轻工机械 H：纺织机械等机械设备
螺旋传动主要由螺杆和螺母组成。除自锁螺旋外，一般 用来把螺旋运动变成直线运动，也可把直线运动变为螺旋运 动，同时进行能量和力的传递，或者调整零件间的相互位置。
螺旋传动的类型
根据工作性质的不同，可分为三类。当其以传 递运动为主，并要求较高传动精度时，称传动螺旋。 如金属切削机床的进给螺旋；以传动能量和力为主 时，称传力螺旋，如螺旋压力机、螺旋起重器等； 以调整零件间的相互位置为主时，称调整螺旋，如 镗刀杆的差动微调螺旋等。 按螺纹副的摩擦状态， 螺旋传动可分为滑动传动、滚动传动、静压传动三 大类。下面分别介绍。
《传动系统概说》课件
03
，可以保证传动的稳定性和可靠性。
PART 05
液压传动系统
液压传动的原理
液压传动的基本原理是利用液体压力 能传递动力和运动。通过密封容器内 的液压油或工作介质，利用液体的压 力能实现动力和运动的传递。
液压传动系统由动力元件、执行元件 、控制元件和辅助元件等组成，通过 这些元件的协同作用，实现系统的能 量转换和传递。
功能
实现机械能的有效传递，使设备能够按照要求进行工作；通 过改变转速、转矩或运动方向等，满足设备对工作性能的不 同需求；在多轴传动系统中，实现动力的分配和组合。
传动系统的分类
根据传动方式
机械传动、液压传动、气压传动、电力传动等。
根据传动轴数目
单轴传动、多轴传动。
根据传动件特点
齿轮传动、带传动、链传动、蜗杆传动等。
02
阀门用于控制气体的流动方向和流量，有手动阀、脚踏阀和电磁阀等 类型。
03
过滤器用于清除压缩空气中的水分、尘埃和其他杂质，保证气压传动 系统的正常工作。
04
压力调节器用于调节压缩空气的压力，保持气压的稳定。
气压传动的应用场景
气压传动广泛应用于自 动化生产线、包装机械 、物料搬运、汽车制造
等领域。
01
在包装机械中，气压传 动系统用于驱动封口机 、填充机和打包机等设
备。
03
在汽车制造中，气压传 动系统用于驱动装配线 上的各种设备和工具。
05
在自动化生产线中，气 压传动系统用于驱动夹 具、定位和装配零件等
。
02
在物料搬运中，气压传 动系统用于驱动传送带 、升降机和搬运车等设
备。
04
气压传动的维护与保养
PART 04
精密传动及系统-大作业
1.对比摆线针轮行星传动和RV行星传动结构方面的主要区别，试分析RV行星传动结构相对于摆线针轮行星传动的改进所对其性能有哪些影响。
答：摆线针轮行星传动结构如图所示，主要由转臂H、摆线行星轮g、针轮、输出机构四部分组成。
图1 摆线针轮行星传动结构RV型行星传动结构如图所示。
它是由第一级的直齿轮减速部分和第二级的摆线针轮减速部分组合而成的两级行星传动机构。
在具体的结构上，它是由如下几个构件所组成的。
图2 RV型行星传动结构通过对比可以发现RV型行星传动结构比摆线针轮行星传动多了一级直齿轮减速传动。
由于摆线针轮行星传动转臂轴承承受力较大，且位于高速轴端，所以，转臂轴承是该传动的薄弱环节，使高速轴的转速和传递的功率受到限制，而RV传动增加了一级直齿轮减速传动从而克服了这一缺点，增大承受力与传动功率。
2.精密减速器中常见的输出机构形式有那些，各有什么优缺点。
答：精密减速器中常见的输出机构形式有：万向联轴式机构、平行四边形机构、销轴式机构和十字滑块式输出机构。
其优缺点为：（1）万向联轴式输出机构：万向联轴器式输出机构的平面视图如图3所示。
万向联轴器式输出机构就是用万向联轴器将行星轮与输出构件V连接起来。
万向联轴器式输出机构的轴向尺寸较大，且不能同时联接两个行星齿轮，因此在少齿差行星传动中很少采用。
图3联轴器式输出机构（2）平行四边形输出机构：允许有一定数量的径向位移，又能等速比地传动。
如图4所示。
图4平行四边形输出机构（3）销轴式输出机构：前两种机构或因其摩擦损失较大，或因其纵向尺寸较大等原因，因而很少采用。
销轴式输出机构，由于其结构简单、制造方便，且能同时连接两个行星轮，故目前应用较广泛。
图5所示是采用这种输出机构的摆线针轮行星减速器的结构示意图。
图5销轴式输出机构（4）十字滑块式输出机构：如图6所示，这种结构是由两个端面具有矩形棒的联接盘和两个端面具有凹槽的行星轮，以及一根带凹槽的输出轴所组成。
它的优点是结构简单、制造容易，成本较低，且可以补偿由于装配或零件制造的误差。
精密机械设计基础7-1
铣刀 号数 1
23
4
5
6
7
8
所切
齿轮 12～13 14～16 17～20 21～25 26～34 35～54 55～134 ≥135 齿数
仿形法加工的特点：
产生齿形误差和分度误差，精度较低，加工不连续，生产效 率低。适于单件生产。
第六节 渐开线直齿廓的切制原理
一、齿廓切制原理 ㈡范成法 利用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的
主要用途：
第一节 概述
1）传递任意两轴之间的运动和转矩 （平行，相交，交错）
2）变换运动方式
3）变速
灵敏部分-弹簧管
传动放大-
齿轮传动
O
第一节 概述
仪器仪表中应用：
p
增速，实现传动放大。
特点：
第一节 概述
• 传动比恒定（与带，链传动比较），传动精 度高。
• 结构紧凑。 • 传递较大的功率（力）(1、2)。 • 传动效率高、寿命长。 • 制造、安装成本高。
s1
e1
m
2
s2
e2
第五节 渐开线直齿圆柱齿轮传动
第五节 渐开线直齿圆柱齿轮传动
2.可分性：当两齿轮制成后，基圆半径不变，所以
中心距改变后传动比不变。
c’>c*m
’>
r’>r
i12
1 2
r2 rb2 r1 rb1
r2 cos r1 cos
r2 r1
mz2 mz1
2 z2 2 z1
常数
二、正确啮合条件
1 本质条件：
两齿轮的法向齿距应相等。 注：法向齿距－相邻两齿同侧齿
廓之间的垂直距离。 法向齿距=基圆齿距(基节)
pb1＝pb2 2 推演条件： m1cos1=m2cos2
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b)分流传动 传动装置 工作机动力机传动Fra bibliotek置传动装置
工作机
工作机
c)汇流传动 动力机 动力机 动力机 传动装置 传动装置 传动装置 工作机
传动的类型
机械传动、流体传动、电力传动、磁力传动……
机械传动，是利用机械方式传递动力和运动的 传动。
摩擦轮传动 直接接触 摩擦式无级变速器 摩擦传动 带传动 有中间挠性件 带式无级变速器 绳传动 普通齿轮传动 行星齿轮传动 直接接触 谐波齿轮传动 蜗杆传动 机械传动 啮合传动 螺旋传动 链传动 有中间挠性件 链式无级变速器 同步带传动 凸轮传动 直接接触 棘轮传动 推压传动 槽轮传动 有中间挠性件——连杆机构
传动装置；苏联的移动机器人，其成对安装的8个轮子也分别 采用了密闭式精密齿轮驱动装置；又如焊接机器人，其工况要 求其自由度为5或者6，其精密减速器的需要为每台5套或者6 套。
工业机器人、服务机器人、军事机器人是机器人用高性能减
速器的市场需求的典型行业。
传动的形式
a)单流传动
动力机
动力机 传动装置
工作机
重庆大学机械 传动国家重点 实验室
1988年，固定研 究人员51人
随着我国国民经济的高速发展，齿轮行业市场总规模和产销
额每年以15%左右的速度增长，我国已成为名副其实的齿轮制
造大国。 2012年齿轮行业的年产值已近2000亿元，排名稳居世界第2 位。齿轮是高端装备的关键基础件，而高端装备制造业是我国 重点发展的七大战略新兴产业，相关研发工作体现了我国国民 经济发展的需求和国家目标。
铁路客运专线和快速客运通道，预计高速齿轮箱的产值将达到60亿
元。 在城市轨道交通领域，到2015年前后，将新建79条轨道交通线 路，总里程将达到2260公里，对齿轮箱需求量很大。高铁齿轮箱的 基本要求是：高安全、轻量化、高速度、低噪声。
到目前为止，我国时速160公里以上动车和高铁齿轮箱完全依赖
进口。
船用齿轮箱是船舶动力系统的主推进传动装置，具有倒顺、 离合、减速和承受螺旋桨推力的功能，是船舶工业的重要关
键设备。
大功率船用齿轮箱由于其特殊的使用条件工况，要求承载 能力高、体积小、重量轻，综合技术性能指标远远高于其它 船用齿轮箱。 由于我国齿轮行业整体基础和技术发展不均衡，船舶基础
部件精细化设计技术薄弱、研发投入少，高承载轻量化齿轮
箱技术发展缓慢依然落后于船舶整机技术水平，与国际先进 技术水平存在明显差距，高端领域的大功率船舶齿轮箱依然 采用进口
高性能减速器是机器人系统的重要单元之一，且其性能对机 器人的总体性能产生重要影响。通常，每台机器人使用3～ 100台减速器。如美国的移动式机器人，全身各关节均采用电
机直接驱动精密减速器的结构，其中1个手臂就用了30个精密
贫油/无油情况下的生存能力。目前国外直升机主减器翻修间隔
期（TBO）已达到5000小时，而我国只能达到2000小时左右。
坦克的齿轮传动箱连接坦克发动机和变速箱，是坦克传动 装置的一个关键部件。
目前我国坦克年产量大约为500辆，已超越俄罗斯跃居世
界第一。预计在2008-2017年间，全球坦克的总产量将达到 大约6900辆，总价值高达279亿美元。国际预测公司报告显 示，在今后10年中，中国制坦克将占据大约40%的市场份额。 尽管我国坦克市场占有量及坦克性能有了大幅提高，但是
4、若干个运动形式和速度都不同的工作机构 ， 需 要 同 一个动 力机来带动。
实验室名称 英国纽卡斯尔 大学齿轮技术 研究中心
成立时间及规模 1970年，24位工 程师及技术人员
研究内容 齿轮设计、制造、分 析、表面工程等研究 及实验技术
研究特色
产品领域
齿面接触特性、失 风电、汽车、 效机理及表面改性 航空、国防
德国慕尼黑工 业大学齿轮研 究中心 美国俄亥俄州 齿轮传动实验 室
1951年，45位工 程师及技术人员
齿轮、变速箱以及汽 车传动系统的设计、 分析、摩擦学等研究 及实验技术
齿轮的可靠性及振 汽车、航空、 动特性 国防
1980年，26位工 程师及技术人员
齿轮传动的设计与分 齿轮动力学及噪声 汽车、工程机 析、接触力学，动力 控制 械、机床、航 学及有限元分析、功 空 率损耗和效率、接触 和弯曲疲劳工程、表 面磨损润滑摩擦机理、 计量和测试方法 设计理论与方法、界 新型传感器、齿轮 机床、工程机 面力学、系统动力学、 啮合原理及齿面创 械、汽车、航 高性能传动件、振动 成 空、船舶 噪声控制、新型传感 器及测试、机床装备、 加工制造等方面
其传动系统主要依赖进口或改制国外先进装备。因此研制重
量更轻、更紧凑的高功率密度传动箱是当前亟待解决的问题。
根据铁路中长期发展规划和东部铁路率先实现装备现代化的战 略部署以及国家《中长期铁路网规划（2008年调整）》，到2015 年，将在哈尔滨、沈阳、北京、济南、上海、郑州、南昌铁路局和 广铁集团公司投入大约1500列动车组，总里程达1.3万公里的高速
《精密传动及系统 》
概 论
传动：
是一种在距离间传递能量并兼实现某些其它作用的装置。
为什么机器中要有传动？
1、工作机构所要求的速度、转矩或力，通常与动力机不一致 。 2、工作机构常要求 能 够 变速，而用调节动力机速度的方法来 达到这一目的往往不很经济。
3、工作机构往往需要多样的运动 ， 而 动力机的输出轴一般只 作等速回转运动。
直升机是航空飞行器的典型代表，是军民通用的高技术运载 装备。市场预测显示，2008~2017年全世界直升机的新机总产 量将达20000架以上，总产值约3000亿美元，2018年，中国将
交付1500架左右的民用直升机，市场潜力巨大。
直升机传动系统的作用是将发动机的运动和动力按一定比例 传递到旋翼、尾桨和各附件，是发动机动力输出必不可少的传 输部件。 直升机传动系统性能指标有：功重比、安全性、寿命以及在