第二章 机械传动

第二章机械传动知识

第一节基本概念

一、常用的传动方式

人类为了适应生活和生产上的需要，创造出各种各样的机器代替或减轻人的劳动。例如汽车、洗衣机以及各种机床。在机器中，通常工作部分的转速不等于动力部分的转速，运动形式往往也不同。在现代工业中，主要应用着下面四种传动方式：

1、机械传动采用带轮、齿轮、链轮、轴、涡轮与蜗杆、螺母与螺杆等机械零件组成的传动装置来进行功率和运动的传递。即采用带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动和螺旋传动等装置来进行功率和运动的传递。

2、液压传动采用液压元件，利用液体（油或水）作为工作介质，以其压力进行功率和运动的传递。目前在交通工具、建筑机械、污水处理机械以及其他机器上。

3、气压传动采用气动元件，利用压缩空气作为工作介质，以其压力进行运动和功率的传递。气压传动近年来在国内外都得到很快发展，这是因为它不仅可以实现单机自动化，而且控制流水线和自动线的生产过程，是实现自动控制的一种重要方法。

4、电气传动采用电气设备和电气元件，利用调整其电参数（电压、电流和电阻），来实现运动或改变运动速度。

二、机械传动在机器中的运用

机械传动在其中有如下作用：

1、改变运动速度电动机的转速是比较高的，经带与带轮传动到

齿轮箱，齿轮传动可将某一输入转速变为几种不同的输出转速。

2、改变运动方式将旋转运动可改变为直线运动。

3、传递动力电动机的输出功率通过带和减速机传动，完成工作。

第二节带传动

一、带传动的组成、类型和工作原理

带传动的组成带传动主要由主动带轮、从动带轮和紧套在两轮上的环形带所组成，由于带是紧套在带轮上，故在带与带轮的接触面上产生一定的正压力。在未承受外载时，带的两边都受到相同的初拉力的作用。而当主动轮旋转时，在带与带轮间的接触面上便产生摩擦力，主动轮通过摩擦力使带运动，同时带作用于从动轮的摩擦力使从动轮旋转。依靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。

1、带传动的类型带传动分为靠摩擦传动和靠啮合传动两种。（1）靠摩擦传动的带有平带、v带、圆带和多楔带传动都是靠带与带轮接触面之间的摩擦力来传递运动和动力的。

（2）靠啮合传动的带有同步带，它是靠带齿与带轮齿的啮合来传递动力的。

二、带传动的特点

1、带传动的优点

（1）带具有良好的弹性，能够缓和冲击，吸收振动，故传动平稳且无噪声。

（2）由于带传动依靠摩擦力传动，因此当传动功率超过许用负载，

即发生过载时，带就会在带轮上打滑，可避免轴上其他零件的损坏。这是带传动特有的过载保护作用。

（3）使用于两传动轴中心距较大的场合（中心距a最大可达10mm）。（4）结构简单、加工容易、成本低廉、维护方便。

2、带传动的缺点

（1）由于带具有弹性且依靠摩擦力来传动，所以工作时带与带轮之间存在弹性滑动，故不能保证瞬时传动比恒定。

（2）带传动的结构紧凑型较差，尤其当传动功率较大时，传动的外轮廓尺寸也较大。

（3）带的使用寿命往往较短，一般只有2000~3000h。

（4）带传动的效率较低，这是由于带传动中存在弹性滑动，消耗了部分功率。

（5）带传动不适用于油污、高温、易燃和易爆的场合。

三、带传动的应用

由于带传动存在传动效率较低、瞬时传动比不恒定和结构不紧凑的缺点，故一般用于传动比不要求准确的50kw以下中小功率的传动，带的工作速度一般为5~25m/s，传动比i≤7。带传动一般多用于动力部分（电动机）到工作部分的高速传动。

第三节链传动

一、链传动的组成和特点

1、链传动的组成链传动是由两轴线平行的主动轮、从动轮和联接它们的链条以及机架所组成。工作时，靠链与链轮轮齿的啮合来

传动，而不是靠摩擦力来传动，可见链传动是以链条作为中间挠性件的啮合传动。

2、链传动的优、缺点

（1）链传动的优点

1）由于链传动是具有中间挠性件的啮合传动，没有弹性滑动及打滑现象，所以平均传动比恒定不变。

2）链条装在链轮上不需要很大的张紧力，对轴的压力小。

3）链传动中两轴的中心距较大，最大可达5~6m。

4）能在较恶劣的环境（如油污、高温、多尘、潮湿、泥沙、易燃及有腐蚀性的条件）下工作。

（2）链传动的缺点

1）由于链条绕上链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形的间接传动，其瞬时传动比是变化的，所以在传动平稳性要求高的场合不能采用链传动。

2）链条与链轮工作时磨损较快，使用寿命较短，磨损后造成的链条节距增大、链轮齿形变瘦极易造成跳齿甚至脱链。

3）链传动时由于平稳性差，故有噪音。

4）安装时对两轮轴线的平行度要求较高。

5）无过载保护作用。

二、链传动的类型

链传动最常用的有滚子链和齿形链两种。

1、滚子链滚子链结构它由内链板、滚子、套筒、外链板和销

轴组成。为了使链板各截面上抗拉强度大致相等，并能减轻链条质量的惯性力，链板都制成“8”字形。链条中相邻两销轴中心的距离称为节距，用p表示，它是链传动的主要参数。节距较大，链的各元件尺寸也越大，链传递的功率也越大，但传动平稳性变差。故在设计时如果要求传动平稳，则应尽量选取较小的节距。若需传递较大功率，则可考虑用双排链或多排滚子链。

2、齿形链齿形链由一组齿形链板并列铰接而成。齿形链板两侧为直线，其夹角为60°。根据导片位置不同有内导片式齿形链和外导片式齿形链两种。

与滚子链传动相比其特点是：传动平稳、噪声小（又称无声链），允许链速较高，承受冲击能力较强，工作可靠，但结构复杂、价格较高。所以常用于高速或者平稳性、运动精度要求较高的传动中。齿形链也为标准件，使用时可查相应的国家标准。

三、链传动的应用

链传动主要用于两轴相距较远、传动功率较大且平均传动比又要求保持不变、工作条件恶劣（如多粉尘、油污、泥沙、潮湿、高温及有腐蚀性气体）的场合。目前多用于化工机械、矿山机械、农业机械、自行车、摩托车和装配流水线传动结构中。链传动的一般适用范围为：功率p一般小于100kw，传动比为滚子链i≤6~8、齿形链i≤10，效率n≈0.92~0.98，中心距a一般小于6m。

第四节齿轮传动

一、齿轮传动的组成