机械传动装置

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• 当天新增3例死亡病例，累计死亡2012例，平均致死率1.3%。

机械传动装置(mechanical transmission)在机械工程中应用非常广泛，主要是指利用机械方式传递动力和运动的传动。

• 分为两类：一是靠机件间的摩擦力传递动力的摩擦传动，二是靠主动件与从动件啮合或借助中介软体啮合传递动力或运动的啮合传动。
• 另有同名《机械传动》杂志。
• 机械传动有多种形式,主要可分为两类：
• ①靠机件间的摩擦力传递动力和运动的摩擦传动，包括带传动、绳传动和摩擦轮传动等。
  • 摩擦传动容易实现无级变速,大都能适应轴间距较大的传动场合,超载打滑还能起到缓冲和保护传动装置的作用，但这种传动一般不能用于大功率的场合，也不能保证准确的传动比。
• ②靠主动件与从动件啮合或借助中介软体啮合传递动力或运动的啮合传动，包括齿轮传动、链传动、螺旋传动和谐波传动等。
• 啮合传动能够用于大功率的场合，传动比准确，但一般要求较高的制造精度和安装精度。
• 基本产品分类：减速机、制动器、离合器、联轴器、无级变速机、丝杠、滑轨等。
• 电力传动在大功率及低速大转矩的场合普及使用尚有一段距离。
• 在工程机械的应用上，由于电源限制，结构笨重，无法进行频繁的启动、制动、换向等原因。
• 机械传动在机械工程中套用非常广泛，主要是指利用机械方式传递动力和运动的传动。
• 机械传动机构，可以将动力所提供的运动的方式、方向或速度加以改变，被人们有目的地加以利用。
• 中国古1、齿轮传动。其出现时间不晚于西汉，西汉时的指南车、记里鼓车，东汉张衡发明的水力天文仪器上，都使用了相当复杂的齿轮传动系统。代传动机构类型很多，套用很广，除了上面介绍的以外，像地动仪、鼓风机等等，都是机械传动机构的产物。中国古代传动机构，主要有齿轮传动、绳带传动和链传动。
• 2、链传动。链，在我国古代出现很早，商代的马具上已有青铜链条，其他青铜器和玉器上也有用链条作为装饰的。西安出土的秦代铜车马上，有十分精美的金属链条。
• 3、绳带传动。这是一种利用摩擦力的传动方式; 在西汉时，四川出产井盐，在凿井、提水时，都是用牛带动大绳轮，收卷绕过滑轮上的绳索，来提升凿井工具、卤水等。西汉时出现的手摇纺车，是一种典型的绳带传动。

机械传动装置齿轮传动特点与应用

• 当动力机械的输出转速、转矩和输出轴的几何位置等与工作机械要求不相适应时，可选用齿轮传动装置将它们连接起来，以满足不同工况的不同要求。
  • 技术经济综合指标是选择齿轮传动方案的最根本的因素，特别对于重要的或大功率传动应以此为选型的出发点。
  • 一般对较小功率传动，应在满足工作性能的前提下，选用结构简单、初始费用低的传动装置;对于较大功率的传动，应优先考虑齿轮传动的效率，以节约能源，降低运转与维修费用。
  • 齿轮传动装置的选用必须与设计制造技术水准相适应，通常尽可能选用齿轮与齿轮装置专业生产的标准通用齿轮传动产品。
• 齿轮传动特点--齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。
  • 按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。
  • 具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
  • 齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接传递运动和动力的装置。
  • 在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。
  • 齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、结构紧凑、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。
  • 例如传递功率可以从很小至几十万千瓦;速度最高可达300m/s;齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生杂讯。
• 齿轮传动类型:
• 1.圆柱齿轮传动--　　用于平行轴间的传动，一般传动比单级可到8，最大20，两级可到45，最大60，三级可到200，最大300。
  • 传递功率可到10万千瓦，转速可到10万转/分，圆周速度可到300米/秒。
  • 单级效率为0.96～0.99。直齿轮传动适用于中、低速传动。
  • 斜齿轮传动运转平稳，适用于中、高速传动。人字齿轮传动适用于传递大功率和大转矩的传动。
  • 圆柱齿轮传动的啮合形式有3种：外啮合齿轮传动，由两个外齿轮相啮合，两轮的转向相反;内啮合齿轮传动，由一个内齿轮和一个小的外齿轮相啮合，两轮的转向相同;齿轮齿条传动，可将齿轮的转动变为齿条的直线移动，或者相反。
• 2.锥齿轮传动--用于相交轴间的传动。
  • 单级传动比可到6，最大到8，传动效率一般为0.94～0.98。直齿锥齿轮传动传递功率可到370千瓦，圆周速度5米/秒。
  • 斜齿锥齿轮传动运转平稳，齿轮承载能力较高，但制造较难，应用较少。曲线齿锥齿轮传动运转平稳，传递功率可到3700千瓦，圆周速度可到40米/秒以上。
• 3.双曲面齿轮传动--用于交错轴间的传动。
  • 单级传动比可到10，最大到100，传递功率可到750千瓦，传动效率一般为0.9～0.98，圆周速度可到30米/秒。
  • 由于有轴线偏置距，可以避免小齿轮悬臂安装。
  • 广泛应用于汽车和拖拉机的传动中。
• 4.螺旋齿轮传动--用于交错间的传动，传动比可到5，承载能力较低，磨损严重，应用很少。
• 5.蜗杆传动--交错轴传动的主要形式，轴线交错角一般为90°。蜗杆传动可获得很大的传动比，通常单级为8～80，用于传递运动时可达1500;传递功率可达4500千瓦;蜗杆的转速可到3万转/分;圆周速度可到70米/秒。
  • 蜗杆传动工作平稳，传动比准确，可以自锁，但自锁时传动效率低于0.5。蜗杆传动齿面间滑动较大，发热量较多，传动效率低，通常为0.45～0.97。
• 6.圆弧齿轮传动--用凸凹圆弧做齿廓的齿轮传动。空载时两齿廓是点接触，啮合过程中接触点沿轴线方向移动，靠纵向重合度大于1来获得连续传动。
  • 特点是接触强度和承载能力高，易于形成油膜，无根切现象，齿面磨损较均匀，跑合性能好;但对中心距、切齿深和螺旋角的误差敏感性很大，故对制造和安装精度要求高。
• 7.摆线齿轮传动--用摆线作齿廓的齿轮传动。
  • 这种传动齿面间接触应力较小，耐磨性好，无根切现象，但制造精度要求高，对中心距误差十分敏感。仅用于钟表及仪表中。
• 8.行星齿轮传动--具有动轴线的齿轮传动。
  • 行星齿轮传动类型很多，不同类型的性能相差很大，根据工作条件合理地选择类型是非常重要的。
  • 常用的是由太阳轮、行星轮、内齿轮和行星架组成的普通行星传动，少齿差行星齿轮传动，摆线针轮传动和谐波传动等。
  • 行星齿轮传动一般是由平行轴齿轮组合而成，具有尺寸小、重量轻的特点，输入轴和输出轴可在同一直线。

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机械传动装置的优缺点

• 机械传动主要包括齿轮传动；涡轮涡杆传动；带传动；链传动；轮系，几种主要形式，下面我们主要分析一下这几种传动的优缺点。
• 齿轮传动--包括：平面齿轮传动、空间齿轮传动。
  • 优点：适用的圆周速度和功率范围广；传动比准确、稳定、效率高；工作可靠性高、寿命长；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。
  • 缺点：要求较高的制造和安装精度；成本较高；不适宜远距离两轴之间的传动。渐开线标准齿轮基本尺寸的名称有齿顶圆、齿根圆、分度圆、摸数、压力角等。
• 2、涡轮涡杆传动--适用于空间垂直而不相交的两轴间的运动和动力。
  • 优点：传动比大；结构尺寸紧凑。
  • 缺点：轴向力大；易发热；效率低；只能单向传动。
• 3、带传动--包括：主动轮、从动轮 、环形带; 用于两轴平行回转方向相同的场合，称为开口运动，中心距和包角的概念。带的型式按横截面形状可分为平带、V带和特殊带三大类。
  • 优点：适用于两轴中心距较大的传动；带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动；超载时打滑防止损坏其他零部件；结构简单、成本低廉。
  • 缺点：传动的外廓尺寸较大；需张紧装置；由于打滑，不能保证固定不变的传动比 ；带的寿命较短；传动效率较低。
• 4、链传动--包括：主动链、从动链、环形链条。链传动与齿轮传动相比，
  • 优点点：制造和安装精度要求较低；中心距较大时，其传动结构简单；
  • 缺点：暂态链速和暂态传动比不是常数，传动平稳性较差。
• 5、轮系--轮系分为定轴轮系和周转轮系两种类型。
  • 轮系中的输入轴与输出轴的角速度(或转速)之比称为轮系的传动比; 等于各对啮合齿轮中所有从动齿轮齿数的乘积与所有主动齿轮齿数乘积之比。
  • 在周转轮系中，轴线位置变动的齿轮，即既作自转，又作公转的齿轮，称为行星轮,轴线位置固定的齿轮则称为中心轮或太阳轮。
  • 周转轮系的传动比不能直接用求解定轴轮系传动比的方法来计算，必须利用相对 运动的原理，用相对速度法(或称为反转法)将周转轮系转化成假想的定轴轮系进行计算。
  • 轮系的主要特点：适用于相距较远的两轴之间的传动；可作为变速器实现变速传动；可获得较大的传动比；实现运动的合成与分解。

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