传动机构的作用是把动力源的动力和运动传递给工作机械(执行机构),以完成预 定的工作。在传递过程中有时需完成变速、变向和改变转矩的任务。
常用的机械传动机构有:带传动机构、链传动机构、齿轮传动机构以及滚珠丝杆传 动机构等。
常用的变速机构主要是分级变速机构。
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(一)带传动机构
! " 带传动的类型
根据带的横截面形状,带传动可分为平带传动、# 带传动、圆带传动和同步带传动
(见图 ! $ % $ !)。
图 ! $ % $ ! 带传动的类型
&)平带传动 ’)# 带传动 ()圆带传动 ))同步带传动
! $ 带 % $ 带轮
% " 带传动的特点
传动带作为中间挠性件具有弹性,是通过与带轮间的摩擦力进行传动的,故有以下 特点:
(!)适用于两中心距较大的传动。
(%)带本身具有弹性,能吸收振动和缓和冲击,使传动平稳,且无噪声。
(*)过载时,带在轮上打滑,可防止其它零件损坏。
(+)结构简单,成本低,安装维护方便。
(,)带传动的外廓尺寸较大,结构不够紧凑。
(-)不能保证准确的传动比。
(.)由于带需要施加张紧力,所以轴和轴承受力较大,带传动寿命较短。
* " 传动带的应用
生产上应用的带传动以平带和 # 带使用最多,平带多用于高速远距离传动;# 带 的传动能力强,多用于大功率传动;其它传动带应用场合相对较少,圆带主要用于功率 很小的简单传动,如缝纫机和医疗设备上;同步带因为有齿的啮合,能保证恒定的传动 速比,并且刚度好,可以广泛用于输送自动线上,在机床、通风设备和计算机中也有应 用。
(二)链传动机构
! " 链传动的类型
链传动类型主要是齿形链和套筒滚子链,见图 ! $ % $ %、图 ! $ % $ * 所示。
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图 ! " # " # 齿形链 图 ! " # " $ 套筒滚子链
%)单排 &)双排
! " 滚子 # " 套筒 $ " 销轴 ’ " 内链板 ( " 外链板
齿形链由基本链板和导向链板组成,基本链板与链轮相啮合,导向链板是防止链向 外侧移动。套筒滚子链由滚子、套筒、销轴和内、外链板组成,链节与链轮啮合传动时,
滚子与轮齿之间为滚动摩擦,故摩擦阻力较小,磨损较轻。套筒滚子链可制成单排、双 排、三排和四排。
# ) 链传动的特点
链传动主要有以下特点:
(!)传动比准确。
(#)结构比带传动紧凑。
($)承载能力较大,效率高。
(’)振动和噪声较大,无过载保护作用。
(()铰链易磨损,链条会伸长,易发生脱链现象。
$ ) 链传动的应用
链传动既可用于减速传动,也可用于增速传动,最适合于两轴相距较远,工作现场 温度高,不允许打滑的场合,如输送机械设备、起重机械设备等。
(三)齿轮传动机构
! ) 齿轮传动的类型
齿轮传动类型如图 ! " # " ’ 所示,按齿轮轴线的相对位置关系可分为平行轴的直 齿轮传动、斜齿轮传动和齿轮齿条传动;相交轴的锥齿轮传动,交错轴的弧齿圆柱齿轮 和蜗轮蜗杆传动。此外还有人字齿轮传动、行星齿轮传动等。
# ) 齿轮传动特点
(!)传动比恒定不变,适应的速度范围广。
(#)传动功率范围较大,可以从几瓦到几万千瓦。
($)传动效率高,可达 * ) +, - * ) ++。
+ —
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(!)结构紧凑,工作可靠,使用寿命长。
(")制造和安装精度要求高,精度较低的齿轮在高速运转时会产生较大的振动和噪 声。
(#)不适合中心距较大的传动。
图 $ % & % ! 齿轮传动类型
’)直齿轮 ()斜齿轮 ))齿轮齿条
*)锥齿轮 +)弧齿圆柱齿轮 ,)蜗轮蜗杆传动
- . 齿轮传动的应用
齿轮传动是最常用的传动型式。一般在仪表中主要用于传递运动,并且多采用摆 线齿轮;在机器中既用于传递运动又用于传递转矩,并且多使用渐开线齿轮。
(四)滚珠丝杠传动
如图 $ % & % " 所示,滚珠丝杠传动机构主要由螺母 $、丝杠 &、滚珠 - 和滚珠循环装 置 ! 等组成。滚珠沿螺纹滚道滚动,并沿滚珠循环装置的通道返回,构成封闭循环。由 于滚动运动与滑动运动相比摩擦阻力小得多,所以机械效率可以达到 /01 以上,并且 运动稳定,动作灵敏。一般用于高速度和高位置精度的机械传动中,如数控机床和精密 机床的进给机构、精密测量仪器以及各种自动控制装置中。
图 $ % & % " 滚珠螺旋机构
$ % 螺母 & % 丝杠 - % 滚珠 ! % 滚珠循环装置
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(五)常用变速机构
机械变速机构很多,但在机床中常用的分级变速机构有:塔轮变速机构、滑移齿轮 变速机构、离合器变速机构及配换齿轮变速机构等,见图 ! " # " $。
图 ! " # " $ 常用分级变速机构
%)塔轮变速机构 &)滑移齿轮变速机构 ’)、()离合器变速机构 ))、*)配换齿轮变速机构
(六)传动链及其传动比
将若干个传动副组合起来,即构成一个传动系统,习惯上称为传动链。在研究传动系统 时,常常把各种传动件进行简化,用规定的示意性符号代表传动件,绘成传动系统图。
图 ! " # " + 传动链图例
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图 ! " # " $ 所示的传动链中,运动从电动机轴经带传动输入到!轴;又经 !!、!#齿 轮传动传给"轴;再经 !%、!& 齿轮传动给#轴;最后,经 !$、!’齿轮传动到$轴,运动从
$轴输出。
若已知电动机的转速为 "!,带轮的直径为 #!、## 和各齿轮的齿数 !!、!#、!%、!&、
!$、!’,即可确定任一轴的转速。如求$轴的转速,可按下式计算
"$( "!・$总( "!・$!・$#・$%・$&( "!・#!
##・!!
!#・!%
!&・!$
!’
式中 $!、$#、$%、$&———分别为各传动副的传动速比。
$总———传动链的总传动比。
为了使用方便,表 ! " # " ! 给出了常用传动副及这些传动副传动速比的计算式。
表 ! " # " ! 常用传动副及传动比
注:"!、""、" 为相应传动轴与传动件的转速或转数;#!、##为带轮直径;!!、!#、!%为齿轮、蜗轮的齿数;%
为蜗杆头数;& 为齿轮和齿条的模数;’ 为丝杠螺母的导程;( 为齿轮(或齿条)、螺母(或丝杠)的直线 运动速度或位移量。
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