《机械设计基础》第十六章 机械传动系统设计课件.ppt

机械设计基础 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 《机械设计基础》 * 第十六章 机械传动系统设计 16.1 传动系统的功能与分类 16.1.1 传动机构的功能 1．变速：通过实现变速传动，以满足工作机的变速要求； 2．传递动力：把原动机输入的转矩变换为工作机所需要的转矩或力； 3．改变运动形式：把原动机输入的等速旋转运动，转变为工作机所需要的各种运动规律变化，实现运动运动形式的转换； 4．实现运动的合成与分解：实现由一个或多个原动机驱动若干个相同或不同速度的工作机； 5．作为工作机与原动机的桥梁：由于受机体外形、尺寸的限制，或为了安全和操作方便，工作机不易与原动机直接连接时，也需要用传动装置来连接。 6．实现某些操纵控制功能：如起停、离合、制动或换向等。 * 16.2 常用机械传动机构的选择 1．实现运动形式的转换 原动件（如电动机）的运动形式都是匀速回转运动，而工作机构所要求的运动形式是多种多样的。传动机构可以把匀速回转运动转变为诸如移动、摆动、间歇运动和平面复杂运动等各种各样的运动形式。 2．实现运动转速（或速度）的变化 一般情况下，原动件转速很高，而工作机构则较慢，并且根据不同的工作情况要求下获得不同的运动转速（或速度）。 当需要获得较大的定传动比时，可以将多级齿轮传动、带传动、蜗杆传动和链传动等组合起来满足速度变化的要求，即选用减速器或增速器来实现减速或增速的速度变化。根据具体的使用场合，可采用多级圆柱齿轮减速器、圆锥-圆柱齿轮减速器、蜗杆减速器以及蜗杆-圆柱齿轮减速器等来实现方案。 * 3．实现运动的合成与分解 采用各种差动轮系可以进行运动的合成与分解。 4．获得较大的机械效益 根据一定功率下减速增矩的原理，通过减速传动机构可以实现用较小驱动转矩来产生较大的输出转矩，即获得较大的机械效益的功能要求。 当工作机构的运转速度需要调节的时，齿轮变速传动机构则是一种经济的实现方案。当然也可以采用机械无级调速变速器，或者采用电动机的变频调速方案来实现。 * 16.3 机械传动的特性和参数 机械传动是用各种形式的机构来传递运动和动力，其性能指标有两类：一是运动特性，通常用转速、传动比、变速范围等参数来表示；二是动力特性，通常用功率、转矩、效率等参数来表示。 1．功率 2．圆周速度的转速 传递的功率与转矩、转速的关系为 * 3．传动比 传动比反映了机械传动增速或减速的能力。一般情况下，传动装置均为减速运动。在摩擦传动中，V带传动可达到的传动比最大，平带传动次之，然后是摩擦轮传动。在啮合传动中，就一对啮合传动而言，蜗杆传动可达到的传动比最大，其次是齿轮传动和链传动。 4．功率损耗和传动效率 机械传动效率的高低表明机械驱动功率的有效利用程度，是反映机械传动装置性能指标的重要参数之一。机械传动效率低，不仅功率损失大，而且损耗的功率往往产生大量的热量，必须采取散热措施。 传动装置的功率损耗主要是由摩擦引起的。因此，为了提高传动装置的效率就必须采取措施设法减少传动中的摩擦。 * 5．外廓尺寸和重量 传动装置的尺寸与中心距a、传动比i、轮直径d及轮宽b有关，其中影响最大的参数是中心距a 。 挠性传动（如带传动、链传动）的外轮廓尺寸较大，啮合传动中的直接接触传动（如齿轮传动）外廓尺寸较小。传动装置的外廓尺寸及重量的大小，通常以单位传递功率所占用的体积及重量来衡量。 * 16.4 机械传动的方案设计 机构类型 运动及动力特性 连杆机构 可以输出多种运动，实现一定轨迹、位置要求。运动副为面接触，承载能力大，但动平衡困难，不宜用于高速 凸轮机构 可以输出任意运动规律的移动、摆动，但动程不大。运动副为滚动兼滑动的高副，不适于重载 齿轮机构 圆形齿轮实现定传动比传动，非圆形齿轮实现变传动比传动。功率和转速范围都很大，传动比准确可靠 螺旋机构 输出移动或转动，实现微动、增力、定位等功能。工作平稳，精度高，但效率低，易磨损 棘轮机构 输出间歇运动，并且动程可调；但工作时冲击、噪声较大，只适用于低速轻载 槽轮机构 输出间歇运动，转位平稳；有柔性冲击，不宜用于高速 带传动 中心距变化范围较广。结构简单，具有吸振特点，无噪声，传动平稳。过载打滑，可起安全保护作用 链传动 中心距变化范围较广。平均传动比准确，瞬时传动比不准确，比带传动承载能力强，传动工作时动载荷及噪声大，在冲击振动情况下工作时寿命较短 常用机构的运动及动力特性 * 机械传动类型可参照下述原则进行选择： 1．定传动比传动的类型选用原则 （1）功率范围