常見(jiàn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 主講人：王友賓 時(shí) 間： 2014年 6月 19號(hào) 一、概述 1.1常見(jiàn)機(jī)械傳動(dòng)的分類(lèi) 常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)按傳力方式分，可分為摩 擦傳動(dòng)、嚙合傳動(dòng)，摩擦傳動(dòng)又分為摩擦輪傳 動(dòng)和帶傳動(dòng)等，嚙合傳動(dòng)可分為齒輪傳動(dòng)、渦 輪蝸桿傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等等；按傳動(dòng)比又可分為 定傳動(dòng)比和變傳動(dòng)比傳動(dòng)。 1.2 作用 a.減速或增速：工作機(jī)速度往往和原動(dòng)機(jī)速度不一致， 利用傳動(dòng)裝置可以達(dá)到改變速度的目的； b.調(diào)速：許多工作機(jī)的速度需要根據(jù)工作要求進(jìn)行調(diào) 整，而依靠原動(dòng)機(jī)直接調(diào)速往往不經(jīng)濟(jì)，甚至不可 能，而利用傳動(dòng)裝置可以很方便的進(jìn)行調(diào)速； c.改變運(yùn)動(dòng)形式：原動(dòng)機(jī)的輸出形式常為等速回轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，而工作機(jī)要求的運(yùn)動(dòng)形式是多種多樣的，靠傳 動(dòng)裝置可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的改變； d.增大轉(zhuǎn)矩：工作機(jī)需要的轉(zhuǎn)矩往往是原動(dòng)機(jī)輸 出轉(zhuǎn)矩的幾倍或幾十倍，通過(guò)減速傳動(dòng)裝置可實(shí) 現(xiàn)增大轉(zhuǎn)矩的要求； e.動(dòng)力和傳動(dòng)的傳遞：原動(dòng)機(jī)有時(shí)距離工作機(jī)距 離較遠(yuǎn)，需要傳動(dòng)裝置進(jìn)行中間傳動(dòng)； f.動(dòng)力和傳動(dòng)的分配：一臺(tái)原動(dòng)機(jī)有時(shí)要帶動(dòng)若 干臺(tái)不同轉(zhuǎn)速、不同載荷的工作機(jī)，這是傳動(dòng)裝 置可以起到分配動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的作用。 皮帶傳動(dòng)是由主動(dòng) 輪、從動(dòng)輪和緊張?jiān)趦?輪上的皮帶所組成。由 于張緊，在皮帶和皮帶 輪的接觸面間產(chǎn)生了壓 緊力，當(dāng)主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)， 借摩擦力帶動(dòng)從動(dòng)輪旋 轉(zhuǎn)，這樣就把主動(dòng)軸的 動(dòng)力傳給從動(dòng)軸。 二、帶傳動(dòng)（摩擦型） 皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)： a.可用于兩軸中心距離較大的傳動(dòng)； b.皮帶具有彈性、可緩沖和沖擊與振動(dòng)，使傳動(dòng)平 穩(wěn)、噪聲??； c.當(dāng)過(guò)載時(shí)，皮帶在輪上打滑，可防止其它零件損 壞； d.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便； e.由于皮帶在工作中有滑動(dòng)，故不能保持精確的傳 動(dòng)比。外廓尺寸大，傳動(dòng)效率低，皮帶壽命短； f.由于帶傳動(dòng)中存在 “ 彈性滑動(dòng) ” 現(xiàn)象 ，故帶傳動(dòng) 的傳動(dòng)比是一個(gè)近似值。 帶傳動(dòng)的截面結(jié)構(gòu)形式 按截面的形狀分為平帶、 V形帶（三角帶）、 圓形帶、多楔帶傳動(dòng)等。 三、鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)由兩個(gè)具有特殊齒 形的的齒輪和一條閉合的鏈條所組成，工作時(shí) 主動(dòng)連輪的齒與鏈條的鏈節(jié)相嚙合帶動(dòng)與鏈條 相嚙合的從動(dòng)鏈輪傳動(dòng)。 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)： a.能保證較精確的傳動(dòng)比（和皮帶傳動(dòng)相比較） , 但不能保持恒定的瞬間傳動(dòng)比； b.可以在兩軸中心距較遠(yuǎn)的情況下傳遞動(dòng)力（與齒 輪傳動(dòng)相比）； c.只能用于平行軸間的同向傳動(dòng)，不能反向； d.鏈條磨損后，鏈節(jié)變長(zhǎng)，容易產(chǎn)生脫鏈現(xiàn)象。 常用鏈條有滾子鏈、齒形鏈等 滾子鏈可以做成多排，排數(shù)越 多，傳動(dòng)能力越大 鏈條 鏈輪 鏈輪的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)而自 由的進(jìn)入和退出齒合，并便于加工 小直徑的鏈輪為實(shí)心 中等直徑的鏈輪為孔板式 大直徑的鏈輪為組合式，組合式鏈 輪磨損后可更換 四、齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)是由分別安裝在主動(dòng)軸及從動(dòng)軸 上的兩個(gè)齒輪相互嚙合而成，依靠輪齒齒廓直 接接觸來(lái)傳遞 空間任意兩軸間 的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 a.能保證傳動(dòng)比穩(wěn)定不變； b.能傳遞很大的動(dòng)力； c.結(jié)構(gòu)緊湊、效率高； d.制造和安裝的精度要求較高； e.當(dāng)兩軸間距較大時(shí)，采用齒輪傳動(dòng)就比 較笨重。 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)的分類(lèi) a. 用于平行軸傳動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu) b.用于相交軸間的錐齒輪機(jī)構(gòu) c.用于交錯(cuò)軸間的齒輪機(jī)構(gòu) 齒輪傳動(dòng) 基本要求：瞬時(shí)傳動(dòng)比必須保持相對(duì)的恒定 傳動(dòng)平穩(wěn)就是要求齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比不變， 否則當(dāng)主動(dòng)輪以等角速度回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)輪的角 速度為變量，因而產(chǎn)生慣性力，就產(chǎn)生了附加 動(dòng)載荷，從而引起沖擊、振動(dòng)和噪聲。故齒輪 要滿足一定的規(guī)律，即齒廓嚙合基本定律。 齒廓嚙合基本定律 齒廓 嚙合基本定律：為保證齒輪傳動(dòng)的瞬 時(shí)傳動(dòng)比恒定不變，則兩輪不論在何處接 觸，過(guò)接觸點(diǎn)所作兩輪的公法線必須與兩 輪的連心線交于一定點(diǎn)。定點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)， 分別以 1、 2為圓心，過(guò)節(jié)點(diǎn)所作的 兩個(gè)相切的圓稱(chēng)為節(jié)圓。 N1N2稱(chēng)為嚙合線， 嚙合線與兩節(jié)圓公切線之間的夾角 稱(chēng) 為嚙合角。 齒 廓嚙合定律制出的齒廓曲線主要有漸開(kāi) 線、擺線和圓弧線三種，近年來(lái)還開(kāi)發(fā)出 變態(tài)擺線和拋物線齒廓。其中漸開(kāi)線齒廓 易于制造，便于安裝，應(yīng)用最為廣泛。 直齒圓柱齒輪 a.齒數(shù) Z P*Z=周長(zhǎng) = *d b.模數(shù) m m=P/ c.分度圓壓力角 標(biāo)準(zhǔn)值 20 d.齒頂高系數(shù) ha*=1、頂隙系數(shù) c* =0.25 齒輪輪齒的失效形式 a.輪齒折斷 輪齒折斷 有多種形式，在正常情 況下，主要是齒根彎曲疲勞折斷， 因?yàn)樵谳嘄X受載時(shí)，齒根處產(chǎn)生 的彎曲應(yīng)力最大，再加上齒根過(guò) 渡部分的截面突變及加工刀痕等 引起的應(yīng)力集中作用，當(dāng)輪齒重 復(fù)受載后，齒根處就會(huì)產(chǎn)生疲勞 裂紋，并逐步擴(kuò)展，致使輪齒疲 勞折斷 b.齒面磨損 在 輪傳動(dòng)中，齒面隨著工作條 件的不同會(huì)出現(xiàn)不同的磨損形 式。例如當(dāng)嚙合齒面間落入磨 料性物質(zhì)（如砂粒、鐵屑等） 時(shí)，齒面即被逐漸磨損而至報(bào) 廢。這種磨損稱(chēng)為磨粒磨損 ， 是開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形 式之一。 c.齒面點(diǎn)蝕 點(diǎn)蝕 就是齒面材料變化著的接觸應(yīng)力作用 下，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀損傷現(xiàn)象。 在潤(rùn)滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)中，常見(jiàn)的齒 面失效形式多為點(diǎn)蝕。 d.齒面膠合 對(duì)于 高速重載的齒輪傳動(dòng)（如航空發(fā)動(dòng) 機(jī)減速器的主傳動(dòng)齒輪），齒面間的壓 力大，瞬間溫度高，潤(rùn)滑效果差，當(dāng)瞬 時(shí)溫度過(guò)高時(shí)，相嚙合的兩齒面就會(huì)發(fā) 生粘在一起的現(xiàn)象，由于此時(shí)兩齒面又 在作相對(duì)滑動(dòng)，相粘結(jié)的部位 即被撕破，于是在齒面上沿相 對(duì)滑動(dòng)的方向形成傷痕，稱(chēng)為 膠合 。 f.塑形變形 輪齒在過(guò)大的應(yīng)力作用下，輪 齒材料處于屈服狀態(tài)而產(chǎn)生的 齒面或齒體塑形流動(dòng)所形成的， 屬于齒輪永久變形一大類(lèi)的失 效形式。 針對(duì)齒輪的失效形式，可以采取提高齒芯材料韌 性、減小齒根應(yīng)力集中，改用閉式齒輪傳動(dòng)，選 用合適的潤(rùn)滑劑及潤(rùn)滑方法，適當(dāng)選配主、從懂 齒輪的材料及硬度，減小齒面粗糙度，并進(jìn)行適 當(dāng)?shù)哪ズ?(跑合 )等方式來(lái)提高齒輪的壽命。 五、蝸桿機(jī)構(gòu) 蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng) 力的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩軸線交錯(cuò)的夾角可以為任意 值，常用的為 90 。 a.結(jié)構(gòu)緊湊、并能獲得很大的傳動(dòng)比，動(dòng)力傳 動(dòng)中一般傳動(dòng)比為 7-80，若只傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng) 比可達(dá) 1000； b.由于蝸桿和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合和逐漸退 出嚙合的，同時(shí)嚙合的齒對(duì)又較多，故沖擊載 荷小，工作平穩(wěn)無(wú)噪音； c.當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦 角時(shí)，具有自鎖性； d.傳動(dòng)效率低，特別是具有自鎖性的蝸桿傳動(dòng) 效率一般低于 0.5； e.發(fā)熱量大，齒面容易磨損，成本高。 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) 六、螺旋傳動(dòng) 螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成 的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的，主要用 于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳 遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 a.傳力螺旋：以傳遞動(dòng)力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生 較大的軸向推力，用于克服工作阻力。如各種起重或加 壓裝置的螺旋。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力， 一般為簡(jiǎn)寫(xiě)工作，每次工作時(shí)間較短，工作速度也不高。 b.傳導(dǎo)螺旋：以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也承受較大的軸向 載荷。如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋等。 傳導(dǎo)螺旋主要在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度較高， 因此，要求具有較高的傳動(dòng)精度。 c.調(diào)整螺旋：以調(diào)整、固定零件的相對(duì)位置。如機(jī)床、 儀器、及測(cè)試裝置中的微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。調(diào)整螺旋不經(jīng) 常轉(zhuǎn)動(dòng)，一般在空載下調(diào)整。 螺旋傳動(dòng)的分類(lèi) 傳力螺旋 傳導(dǎo)螺旋 調(diào)整螺旋 螺桿轉(zhuǎn)動(dòng) ,螺母移動(dòng) .這種 機(jī)構(gòu)占據(jù)空間小，用于長(zhǎng) 行程螺桿 ,但螺桿兩端的軸 在和螺母防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使其結(jié) 構(gòu)較復(fù)雜。 螺桿不動(dòng) ,螺母旋轉(zhuǎn)并移動(dòng) . 由于螺桿固定不轉(zhuǎn) ,因而兩 端支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,但精度不 高 .如應(yīng)用于某些鉆床工作 臺(tái)的升降 . 螺旋的四種傳動(dòng)方式 螺旋的四種傳動(dòng)方式 螺母固定不動(dòng) ,螺桿轉(zhuǎn)動(dòng) 并移動(dòng) .這種結(jié)構(gòu)以固定 螺母為主要支承 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單 ,但占據(jù)空間大 .常用于 螺旋壓力機(jī)、螺旋起重器、 千分尺等。 螺母轉(zhuǎn)動(dòng) ,螺桿移動(dòng) .螺 桿應(yīng)設(shè)置防轉(zhuǎn)裝置和螺 母轉(zhuǎn)動(dòng)要設(shè)置軸承均使 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,且螺桿運(yùn)動(dòng)時(shí) 占據(jù)空間尺寸 ,故很少應(yīng) 用。