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第一章 机械传动基础知识第一节 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来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（或速度）不等于动力部分的转速（或速度） ，运动形式往往也不同通常，将机器中动力部分的动力和运动按预定的要求传递到工作部分的中间环节，称为传动传动可以通过机、电、液等形式来实现在现代工业中，根据传动的原理不同，主要应用着机械传动、液压传动、气压传动和电传动等四种传动方式每种不同的传动形式都是通过一定的介质来传递能量和运动的，而由于传递介质的不同，形成了不同的传动特点，以及不同的适用范围1．机械传动机械传动是利用带轮、齿轮、链轮、轴、蜗杆与蜗轮、螺母与螺杆等机械零件作为介质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机械传动是最常见的传动方式，它具有传动准确可靠、操纵简单、容易掌握、受环境影响小等优点，但也存在传动装置笨重、效率低、远距离布置和操纵困难、安装位置自由度小等缺点2．液压传动液压传动是采用液压元件，利用处于密封容积内的液体（油或水）作为工作介质，以其压力进行功率和运动的传递。

液压传动由于自身所具有的特点，在现代工业中得到广泛的应用3．气压传动气压传动是采用气动元件，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，而且可以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．电传动电传动是采用电力设备和电气元件，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如收录机中拖动磁带的小电机，机床电气控制装置，直流电机，变频电机等以上四种传动方式在现代传动装置中，充分发挥着各自的特点和作用下面将着重介绍一些常见的机械传动形式：带传动、链传动、齿轮传动和螺旋传动二、机械传动在机器中的应用我们以图 1-1 所示牛头刨床的传动简图为例，来说明机械传动在机器中的作用由图可知，牛头刨床由床身、滑枕、刨刀、工作台、齿轮、带轮、带、导杆、滑块等组成电动机是刨床的动力来源，安装在床身上 刨刀和工作台是直接完成切削任务的工作部分 要将动力部分的动力和运动传到工作部分，1就离不开这两者之间的传动部分刨床的动力和运动的传递由如下方式实现：在偏心销上套有一个可以绕其轴线回转的滑块，而滑块嵌入导杆中间的槽内，它与导杆中间的槽可作相对滑移。

导杆上端与滑枕用铰链相联，当电动机经齿轮传动装置带动大齿轮转动时，通过偏心销和滑块，便可带动导杆作往复摆动，从而通过铰链使滑枕沿床身的导轨作往复移动因此，在动力部分和工作部分之间，有带传动、齿轮传动、平面连杆机构等传动装置图 1-1 牛头刨床1— 电动机； 2— 齿轮传动装置； 3— 带传动； 4—大齿轮； 5— 滑枕； 6— 床身； 7— 销钉；8 —螺旋传动； 9— 刨刀； 10— 工作台； 11— 偏心销； 12— 滑块； 13— 导杆通过分析牛头刨床的传动系统，可以看出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，经带传动到齿轮箱输入轴上的大带轮时，转速已降低再通过改变滑移齿轮啮合位置能获得几种不同的转速可见带传动和齿轮传动可将某一输入转速变为几种不同的输出转速，从而使滑枕能够获得多种不同的移动速度 2）改变运动形式牛头刨床的动力部分是电动机，输入的运动形式是回转运动，经过带传动和齿轮传动后仍为回转运动，但经过曲柄滑块机构（由偏心销、滑块、导杆组成）后，牛头刨床的滑枕却变成了直线往复运动 3）传递动力电动机的输出功率通过带传动和齿轮传动及曲柄滑块机构把动力传给滑枕，然后使装在刀架上的刨刀有足够的切削力完成刨削工作。

第二节 带传动一、带传动的工作原理和传动形式1．带传动的工作原理- 2带传动是一种应用很广泛的机械传动装置，它是利用传动带作为中间的挠性件，依靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力带传动由主动轮 1 、从动轮 2 和挠性传动带3 组成，如图 1-2 所示当主动轮回转时，在摩擦力的作用下，带动传动带运动，而传动带又带动从动轮回转，图 1-2带传动的工作原理这样就把主动轴的运动和动力传给从动轴1— 主动轮； 2— 从动轮； 3—传动带2．带传动的形式在实际使用中，由于使用场合和转动方向不同，有不同的传动形式根据两轴在空间的相互位置和转动方向的不同，带传动主要有开口传动、交叉传动和半交叉传动三种传动形式，如表 1-1 所示 1）开口传动开口传动用于两轴平行并且旋转方向相同的场合两轴保持平行，两皮带轮的中间平面应重合开口传动的性能较好，可以传递较大的功率 2）交叉传动交叉传动用于两轴平行但旋转方向相反的场合由于交叉处皮带有摩擦和扭转，因此传动带的寿命和载荷容量都较低，允许的工作速度也较小，线速度一般在 11m/s 以下交叉传动不宜用于传递大功率，载荷容量不应超过开口传动的 70～ 80%，传动比可到 6。

为了减少磨损，轴间距离不应小于 20 倍的带轮宽度 3）半交叉传动半交叉传动用于空间的两交叉轴之间的传动，交角通常为 90°传动带在进入主动轮和从动轮时，方向必须对准该轮的中间平面，否则，传动带会从带轮上掉下来半交叉传动的线速度一般不宜超过 11m/s ，传动比一般不超过 3，载荷容量约为开口传动的 70～ 80% ，并且只能单向传动，不能逆转表 1-1 常用带的传动形式开口传动 交叉传动 半交叉传动传动简图二、带传动的主要类型、特点和应用1．带传动的主要类型根据传动原理，带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动两类 1）摩擦型带带传动的主要类型是摩擦型带传动这种带传动中，由于带紧套在两个带轮上，带与带轮接触面间产生压力，当主动轮回转时，依靠带与带轮接触面间的摩擦力，拖动从动轮一起回转而传递一定的运动和动力根据带的截面形状，常用的摩擦型带传动可分为平带传动、 V 带传动、多楔带传动和圆带传动，3如图 1-3 所示平带传动 V 带传动 多楔带传动 圆带传动图 1-3 摩擦型带传动平带横截面为扁平矩形，质轻且挠曲性好传动结构简单，带轮制造容易，在传动中心距较大的情况下应用较多一般用的平带是有接头的橡胶帆布带，运转不平稳，不适于高速运转。

在某些高速机械（如磨床、离心机等）中常用无接头的高速环形胶带、丝织带和锦纶编织带等V 带横截面为等腰梯形，其工作面为带轮上制出的环形沟槽相接触的两侧面，带与轮槽底不接触在带对带轮的压紧力 Q 相同时， V 带传动产生的最大摩擦力约为平带传动的 3 倍，因此 V 带能传递较大的功率此外，允许的传动比较大、中心距较小，外廓尺寸小，且 V 带无接头，传动较平稳，故应用最广多楔带是在平胶带基体上做出若干纵向楔的环形传动带，其工作面为楔的侧面，带轮也有相应的环形轮槽多楔带有平带挠曲性好和 V 带摩擦力较大的优点， 并能克服多根 V 带传动各带受力不均的特点，常用于传递功率较大而结构要求紧凑及速度较高的场合圆带的横截面为圆形，一般用皮革或棉绳制成，结构简单，但传动功率很小常用于低速轻载的机械，如缝纫机、仪表机械、真空吸尘器和磁带盘等的机械传动 2）啮合型带啮合型带传动是依靠带上的齿与带轮轮齿的相互啮合传递运动和动力，比较典型的是图 1-4 所示的同步带传动，它除保持了摩擦带传动的优点外，还具有传递功率大，传动比准确等优点，故多用于要求传动平稳、传动精度较高的场合 图 1-4 同步带传动2．带传动的特点带传动的主要优点是：（ 1）适用于两轴中心距较大的传动，中心距最大可达 10m。

2）带传动是弹性体，可缓冲、吸振，传动平稳，噪声小 3）结构简单，制造、安装和维护方便，成本低廉 4）过载时，带在带轮上打滑，可防止其它零件损坏，起安全保护作用带传动的主要缺点是：- 4（ 1）带传动的结构不够紧凑，传动装置的外廓尺寸较大 2）带在带轮上有弹性滑动，瞬时传动比不恒定，且传动效率低，带的寿命较短 3）因需要张紧，对轴的压力大 4）带传动中的摩擦会产生电火花，不适宜用在高温、易燃、易爆或经常与油水接触的场合3．带传动的应用由于带传动的上述特点，带传动多用于机械中要求传动平稳、传动比要求不严格、中心距较大、传递功率不大的高速级传动中通常，带传动的传动效率约为 0.94～ 0.97，工作速度一般为 1～ 21m/s为使传动结构紧凑，带传动传递的功率最大不超过 10kW 为防止传动时带打滑，带传动的常用传动比不超过 7，一般平带 i≤ 3， V 带 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，如牛头刨床中的带传动第三节 链传动一、链传动的工作原理链传动是以链条作为中间挠性传动件，通过链节与链轮齿的不断啮合和脱开而传递运动和动力的，它属于啮合传动如图 1-5 所示，链传动由主动链轮 1、链条 2 和从动链轮 3 组成。

当主动链轮转动时，通过链条与链轮之间的啮合力带动从动链轮跟着旋转，同时将主动轴的运动和动力传递给从动轴二、链传动的类型、特点和应用1．链传动的类型根据用途的不同，链传动分为传动链、起重链和 图 1-5 链传动牵引链传动链用来传递动力和运动，起重链用于起 1— 主动链轮； 2— 链条； 3 —从动链轮重机械中提升重物，牵引链用于链式输送机中移动重物一般机械传动中常用的是传动链 传动链有齿形链和短节距精密滚子链 （简称滚子链） 齿形链又称无声链，由成组齿形链板左右交错排列，并用铰链联接而成，如图 1-6 所示它运转平稳，噪声小，承受冲击载荷的能力高，但结构复杂，质量大，价格高，常用于高速或运动精度和可靠性较高的传动装置中 a）链结构 （ b）啮合传动图 1-6 齿形链1— 轴瓦； 2—轴销； 3— 链板5滚子链结构简单，成本较低，生产量大，从低速到较高速、从轻。