机械传动科学技术的发展历程与展望
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Ｍ Ａ Ｎ Ａ Ｇ Ｅ Ｍ ＥＮ Ｔ Ａ Ｎ Ｄ Ｄ Ｅ Ｖ Ｅ Ｌｏ ＰＭ Ｅ Ｎ Ｔ
２ ０ １ ３ 年１ ２ 月
力系统 ， 它的飞跃对于传动系统自 然提出了更高的需求 ， 从那以 后， 高标准 、 高质量的金属齿轮传动得到了极大应用。
２ 机械传动技术的发展
ｌ ９ 世纪末 ，电动机和内燃机获得广泛使用 ，对机械传动技
术提出了更高要求，到２ ｏ 世纪初期，机械传动技术有了很大发
展 ，直齿轮 、斜齿轮 、 锥齿轮和蜗杆传动相继 问世 ， 性能 、 精 度及耐久性方面都有了很大发展 ， 基本上可以满足机械 工业的 需要 。 ２ Ｏ 世纪４ ０ ＃代后 ，齿轮几何学逐渐 发展成为一门独立的学
评价机 械优 劣的重要指标 。所 以说 ，传 动系统是机械 制造领
域 最为重要 的研 究课题之 一 ，机械行业 的发 展与振 兴 ，在很 大程度 上取 决于传动技术 的发展 与突破 。 大体 来说 ，机械 的 传动 方 式主 要 有机 械传 动 、流体 传
动 、电传动 ， 近年来又出现了电磁轴承、电磁传动等非接触 式传动，扩展了传动技术的研究范畴。但到目前为止 ，机械
张 森
（ 晋 中职 业技 术学院 ，山西 榆 次 ０ ３ ０ ６ ０ ０）
【 摘 要】 传动 系统是机械 制造领域 最为 重要 的研 究课 题之 一 ，文章在 梳理机械 传动发展 历 史的基础 上 ，讨
论 了传 动 技 术 的研 究 方 向 与 前 景 展 望 。
【 关键词】机械传 动 ；轴承 ；智能化
传动仍 然是最为 主要的传动形 式 ，因为机械 传动所要求 的传 动 系统 必须具备 的要 件 ，机械 传动基本上 都具备 ，如恒 功率 输 出 、速度影响快 、效率高等 。机械传动包括 齿轮传动 、带 （ 链） 传动和摩 擦传动 ，其 中，齿轮传动 占主导 地位 。
１ 机械传 动技术的萌芽
精 密化 、小巧化 ，于是 ，人们开始研究金属齿轮 。
机械虽然 千差万 别 ，但都是 由原动力 系统 、 传 动系统和 执 行系统构 成的 ，三 者缺 一不可 。其 中 ，原动 力系统为机械
提 供动力 ，其构造一般 比较单一和 固定 ，而执行 系统则呈现
多样性 ， 这 中间就需要传 动系统将原 动力系统 与执 行系统有 机 地结合起来 ，可见传动 系统的重要性 ，堪称枢纽 。凡是机 械 ，就一定有传 动系统 ，而传动系统 的科 学性与效 率性 ，是
秋时期， 智慧的先人就已经开始了。另外，指南车是展示我国
先人智慧的又—发明，这是利用齿轮传动系统和离合装置来指
示方 向的车辆。关于指南车的记载 ，虽有神话成分 ，或存在史
【 收稿 日期】２ ０ １ ３ —１ ０ —ห้องสมุดไป่ตู้１ ５ 【 作者简介】张森 （ １ ９ ８ ２ －），男，汉族 ，山西晋 中人 ，毕业于 中原 工学 院，工学学士 ，助教 ，研 究方向 ：机械设 计与机械
原理。
科， 齿形 、啮合及齿轮之间的展成关系 ， 可 以通过数 学计算实
现精确化，这使得机械传动真正成为一门科学。在精确计算的 支撑下， 研究人员逐步掌握了齿轮传动的表面接触强度及轮齿 弯曲强度，基于动载荷的机械传动设计也初步成型， 并应用于
一
６５—
机械 管理 开发
第６ 期（ 总 第１ ３ ６ 期）
先人的智慧值得景仰， 但在工业革命之前，各类传动系统
也和 身 — 样 ，处于厉 蝴 段。直到ｌ ８ 性 初 ，蒸汽棚进 入
实用 ， 相续在矿井排水、铁路机车 、 加工制造等领域大显身手 ， 现代意义的机 械 才得Ｅ 。从本质上来说， 蒸汽机是机械的动
因为传动系统是机械不可缺少的组成部分 ，所以传动系统 与机械是 同时产生的 ， 甚至可以说 ，因为有了传运装置 ，机械 才得以产生 。比如 ， 我 国春秋时期即已经广泛使 用的桔槔 ， 便 可以视为简单的机 械 ， 其 中，最为智慧的 ，就是杠杆原理的运 用 ，而这里的杠杆 ， 恰 就是传动系统 ，可见传动系统在机械 中的重要作用 ，同时也说明 ， 对于机械的不 自 觉 使用 ，早在春
２ ０ １ ３ 年１ ２ 月
机械 管 理开 发
Ｍ ＥＣＨ Ａ Ｎ Ｉ ＣＡＬ Ｍ ＡＮ Ａ ＧＥＭ ＥＮ Ｔ ＡＮ Ｄ Ｄ ＥＶＥＬ０ ＰＭ ＥＮ Ｔ Ｄｅ ｃｅ ｍ ｂｅｒ ， ２０１ ３ Ｔ ｏｔ ａ ｌ ｏｆ１ ３６
总 第１ ３ ６ 期 应 用技 术
机 械 传 动 科 学 技 术 的发 展 历 程 与展 望
冲 圈分类号】Ｔ Ｈ １ ３ ２ — １
【 文献标识码】 Ａ
【 文章编号】 １ ０ ０ ３ — ７ ７ ３ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ６ ５ — ０ ３
引 言
实上的矛盾 ， 但《 宋史 ・ 舆服志 》 记 载的指南车结构和技 术规 范 ，尤其是 齿轮大小和齿数的详细记载 ，不仅证明指南车在我 国古代确实存在 ，也显示了我国古代机 械制造的高超水平 。另 据考证 ，早在战 国到 西汉之间 ，机械 传动的重要标 志— —齿 轮， 就 已经诞生了 ，另参酌其他古籍 ，当可推知 ，指南车的发 明， 肯定早于宋代 ，中国古代科技史学家王振铎认为 ， 三国时 期的马钧发明了指南车“ ，颇为 可信。 放眼 国外 ，关于机 械的记载 与使用也 比较 早 。早在古希 腊 时期 ， 就 有机械传动 的记载 。罗马 时代 ，则发明 了水 力驱 动 ，木制齿 轮传动的 “ 谷 物碾磨机 ” ， 后 来 ，瑞典人在谷物 磨 中率 先采用 了斜 齿轮 传 动 ，在传 动技 术 史上称 得上 是 突 破 ，只不过 ，这种斜齿轮 是由石头制成 的 ， 在 材料上显得过 于原始 。进入 ｌ ４ 世纪 ，以时钟 的发明为标 志 ，齿轮传动 系统 产 生了一个 飞跃 。因为时钟 比较精细 ， 传动齿 轮 自然也需要
２ ０ １ ３ 年１ ２ 月
力系统 ， 它的飞跃对于传动系统自 然提出了更高的需求 ， 从那以 后， 高标准 、 高质量的金属齿轮传动得到了极大应用。
２ 机械传动技术的发展
ｌ ９ 世纪末 ，电动机和内燃机获得广泛使用 ，对机械传动技
术提出了更高要求，到２ ｏ 世纪初期，机械传动技术有了很大发
展 ，直齿轮 、斜齿轮 、 锥齿轮和蜗杆传动相继 问世 ， 性能 、 精 度及耐久性方面都有了很大发展 ， 基本上可以满足机械 工业的 需要 。 ２ Ｏ 世纪４ ０ ＃代后 ，齿轮几何学逐渐 发展成为一门独立的学
评价机 械优 劣的重要指标 。所 以说 ，传 动系统是机械 制造领
域 最为重要 的研 究课题之 一 ，机械行业 的发 展与振 兴 ，在很 大程度 上取 决于传动技术 的发展 与突破 。 大体 来说 ，机械 的 传动 方 式主 要 有机 械传 动 、流体 传
动 、电传动 ， 近年来又出现了电磁轴承、电磁传动等非接触 式传动，扩展了传动技术的研究范畴。但到目前为止 ，机械
张 森
（ 晋 中职 业技 术学院 ，山西 榆 次 ０ ３ ０ ６ ０ ０）
【 摘 要】 传动 系统是机械 制造领域 最为 重要 的研 究课 题之 一 ，文章在 梳理机械 传动发展 历 史的基础 上 ，讨
论 了传 动 技 术 的研 究 方 向 与 前 景 展 望 。
【 关键词】机械传 动 ；轴承 ；智能化
传动仍 然是最为 主要的传动形 式 ，因为机械 传动所要求 的传 动 系统 必须具备 的要 件 ，机械 传动基本上 都具备 ，如恒 功率 输 出 、速度影响快 、效率高等 。机械传动包括 齿轮传动 、带 （ 链） 传动和摩 擦传动 ，其 中，齿轮传动 占主导 地位 。
１ 机械传 动技术的萌芽
精 密化 、小巧化 ，于是 ，人们开始研究金属齿轮 。
机械虽然 千差万 别 ，但都是 由原动力 系统 、 传 动系统和 执 行系统构 成的 ，三 者缺 一不可 。其 中 ，原动 力系统为机械
提 供动力 ，其构造一般 比较单一和 固定 ，而执行 系统则呈现
多样性 ， 这 中间就需要传 动系统将原 动力系统 与执 行系统有 机 地结合起来 ，可见传动 系统的重要性 ，堪称枢纽 。凡是机 械 ，就一定有传 动系统 ，而传动系统 的科 学性与效 率性 ，是
秋时期， 智慧的先人就已经开始了。另外，指南车是展示我国
先人智慧的又—发明，这是利用齿轮传动系统和离合装置来指
示方 向的车辆。关于指南车的记载 ，虽有神话成分 ，或存在史
【 收稿 日期】２ ０ １ ３ —１ ０ —ห้องสมุดไป่ตู้１ ５ 【 作者简介】张森 （ １ ９ ８ ２ －），男，汉族 ，山西晋 中人 ，毕业于 中原 工学 院，工学学士 ，助教 ，研 究方向 ：机械设 计与机械
原理。
科， 齿形 、啮合及齿轮之间的展成关系 ， 可 以通过数 学计算实
现精确化，这使得机械传动真正成为一门科学。在精确计算的 支撑下， 研究人员逐步掌握了齿轮传动的表面接触强度及轮齿 弯曲强度，基于动载荷的机械传动设计也初步成型， 并应用于
一
６５—
机械 管理 开发
第６ 期（ 总 第１ ３ ６ 期）
先人的智慧值得景仰， 但在工业革命之前，各类传动系统
也和 身 — 样 ，处于厉 蝴 段。直到ｌ ８ 性 初 ，蒸汽棚进 入
实用 ， 相续在矿井排水、铁路机车 、 加工制造等领域大显身手 ， 现代意义的机 械 才得Ｅ 。从本质上来说， 蒸汽机是机械的动
因为传动系统是机械不可缺少的组成部分 ，所以传动系统 与机械是 同时产生的 ， 甚至可以说 ，因为有了传运装置 ，机械 才得以产生 。比如 ， 我 国春秋时期即已经广泛使 用的桔槔 ， 便 可以视为简单的机 械 ， 其 中，最为智慧的 ，就是杠杆原理的运 用 ，而这里的杠杆 ， 恰 就是传动系统 ，可见传动系统在机械 中的重要作用 ，同时也说明 ， 对于机械的不 自 觉 使用 ，早在春
２ ０ １ ３ 年１ ２ 月
机械 管 理开 发
Ｍ ＥＣＨ Ａ Ｎ Ｉ ＣＡＬ Ｍ ＡＮ Ａ ＧＥＭ ＥＮ Ｔ ＡＮ Ｄ Ｄ ＥＶＥＬ０ ＰＭ ＥＮ Ｔ Ｄｅ ｃｅ ｍ ｂｅｒ ， ２０１ ３ Ｔ ｏｔ ａ ｌ ｏｆ１ ３６
总 第１ ３ ６ 期 应 用技 术
机 械 传 动 科 学 技 术 的发 展 历 程 与展 望
冲 圈分类号】Ｔ Ｈ １ ３ ２ — １
【 文献标识码】 Ａ
【 文章编号】 １ ０ ０ ３ — ７ ７ ３ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ６ ５ — ０ ３
引 言
实上的矛盾 ， 但《 宋史 ・ 舆服志 》 记 载的指南车结构和技 术规 范 ，尤其是 齿轮大小和齿数的详细记载 ，不仅证明指南车在我 国古代确实存在 ，也显示了我国古代机 械制造的高超水平 。另 据考证 ，早在战 国到 西汉之间 ，机械 传动的重要标 志— —齿 轮， 就 已经诞生了 ，另参酌其他古籍 ，当可推知 ，指南车的发 明， 肯定早于宋代 ，中国古代科技史学家王振铎认为 ， 三国时 期的马钧发明了指南车“ ，颇为 可信。 放眼 国外 ，关于机 械的记载 与使用也 比较 早 。早在古希 腊 时期 ， 就 有机械传动 的记载 。罗马 时代 ，则发明 了水 力驱 动 ，木制齿 轮传动的 “ 谷 物碾磨机 ” ， 后 来 ，瑞典人在谷物 磨 中率 先采用 了斜 齿轮 传 动 ，在传 动技 术 史上称 得上 是 突 破 ，只不过 ，这种斜齿轮 是由石头制成 的 ， 在 材料上显得过 于原始 。进入 ｌ ４ 世纪 ，以时钟 的发明为标 志 ，齿轮传动 系统 产 生了一个 飞跃 。因为时钟 比较精细 ， 传动齿 轮 自然也需要