机械传动基本知识

机械传动基础知识
机器的种类很多。

它们的外形、结构和用途各不相同，有其个性，也有其共性。

我们将机器认真研究分析以后，可以看出，有些机器是可以将其他形式的能转变为机械能的，如电动机、汽油机、蒸汽轮机，这类机器叫做原动机；有些机器是需要原动机带动才能运转工作的，如车床、打米机、水泵，这类机器叫做工作机。

把运动从原动机传递到工作机，把运动从机器的这部分机件传递到那一部分机件叫做传动。

传动的方式很多，有机械传动，也有液压、气压传动以及电气传动。

这里只介绍最简单、最常用的机械传动知识。

（1）皮带传动
如果要把运动从原动机（如电动机）传递到距离较远的工作机（如打米机、水泵），最简单最常用的方法，就是采用皮带传动。

图6－21是几种常见的皮带传动方式。

它是依靠皮带与皮带轮之间的摩擦来传动的。

图中先转动起来的皮带轮D1叫主动轮，被主动轮带动而转动的皮带轮D2叫被动轮或从动轮。

(a)开口式传动；(b)交叉式传动；（c）半交叉式传动；（d）复式传动
图6－21
皮带传动在皮带传动中，两个轮的转速比与两轮的直径成反比，这个比叫传动比，用符号i 表示，即
式中：n1为主动轮转速；n2为被动轮转速；D1为主动轮直径；D2为被动轮直径。

如果是由几对皮带轮组成的传动，其传动比可以用下式计算：
…
（2）齿轮传动
两轴距离较近，要求传递较大转矩，且传动比要求较严时，一般都用齿轮传动。

齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动。

其形式很多，应用广泛。

齿轮传动的主要特点有：（1）效率高。

在常用的机械中，以齿轮传动效率最高，如一级齿轮传动的效率可达99%，这对大功率传动十分重要。

（2）结构紧凑。

在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸较小。

（3）工作可靠，寿命长。

设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮，寿命长达一二十年。

这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。

图6－22
齿轮（4）传动比较稳定。

齿轮传动之所以获得广泛应用，就是因其具有这一特点。

齿轮传动分为圆柱齿轮传动和圆锥齿轮传动两种。

圆柱齿轮有直齿、斜齿和内齿三种，分别如图6－22(a)，(b)，(c)所示。

直齿圆柱齿轮的特点是加工方便，用途较广，但齿上负荷集中，传动不平稳。

斜齿圆柱齿轮的特点是传动平稳，载荷分布均匀，但有轴向力产生，因此要用平面轴承。

内齿圆柱齿轮传动的特点是两轴旋转方向相同并且占空间小，但加工较困难。

圆柱齿轮用在两轴平行情况下的传动。

在两轴线相交的情况下采用圆锥齿轮传动。

圆锥齿轮有直齿和螺旋齿两种，分别如图6－22(d)(e)所示。

直齿圆锥齿轮特点是加工方便，但在传动中噪音较大。

螺旋齿圆锥齿轮的特点是传动圆滑，噪音小，但加工麻烦。

齿轮传动的传动比i可用下式表示：
复式齿轮传动的传动比可用下式表示：
…
式中，Z1、Z2、Z3、Z4…为各个齿轮的齿数。

（3）链传动
在两轴距较远而速比又要正确时，可采用链传动。

链传动的被动轮圆周速度虽然波动不定，但其平均值不变，因此，可以在传动要求不高的情况下代替齿轮传动。

链有滚子链和齿状链两种，如图6－23所示。

在传动速度较大时，一般多用齿状链，因为这种链在传动时声音较小，所以又叫做无声链。

链传动的传动比和齿轮传动相同。

图6－23链传动
（4）蜗杆蜗轮传动
在两轴轴线错成90°而彼此既不平行又不相交的情况下，可以采用蜗杆蜗轮传动，图6－24所示。

蜗杆蜗轮传动的特点是：蜗杆一定是主动的，蜗轮一定是被动的，因此应用于防止倒转的装置上。

但它的最大特点是减速，能得到较小的传动比，且所占的空间小，一般应用于减速器上。

（5）齿轮齿条传动
要把直线运动变为旋转运动，或把旋转运动变为直线运动，可采用齿轮齿条传动，如图6－25所示。

图6－24蜗杆蜗轮传动
图6－25齿轮齿条传动
图6－26螺旋传动
齿轮齿条传动时，可以是齿条不动而齿轮在齿条上滚动带动机件平移，也可是齿轮在原地旋转，而齿条在齿轮上移动一段距离。

（6）螺旋传动
要把旋转运动变为直线运动，也可以用螺旋传动。

例如，车床上的长丝杆的旋转，可以带动大拖板纵向移动，转动车床小拖板上的丝杆，可使刀架横向移动等，如图6－26所示。

在普通的螺旋传动中，丝杆转一圈，螺母移动一个螺矩，如果丝杆头数为K，螺距为h毫米，传动时，丝杆转一圈，螺母移动的距离
S=kh。