機(jī)械傳動(dòng)裝置的比較研究

【摘 要】本文對(duì)機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)和電傳動(dòng)做了簡要的分析比較，其傳動(dòng)原理和傳動(dòng)特點(diǎn)決定了其使用范圍。機(jī)械傳動(dòng)中幾種常見的傳動(dòng)裝置：齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)，在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的工作狀況，傳動(dòng)效率，并考慮相應(yīng)的成本，然后再進(jìn)行傳動(dòng)布置。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械傳動(dòng);效率;成本;傳動(dòng)布置

1.機(jī)器的組成原理

現(xiàn)代機(jī)器主要有動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分共同組成。動(dòng)力機(jī)又稱原動(dòng)力裝置，提供機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量；傳動(dòng)裝置通過能量的分配、轉(zhuǎn)速的改變、運(yùn)動(dòng)形式的改變等方式實(shí)現(xiàn)所預(yù)定的運(yùn)動(dòng)；工作機(jī)是完成預(yù)定功能的部分。一個(gè)機(jī)器工作效率的高低主要取決于傳動(dòng)裝置效率的高低，因此研究改進(jìn)傳動(dòng)裝置對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

2.傳動(dòng)裝置的分類及其特點(diǎn)

傳動(dòng)裝置主要分為機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)和電傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)和流體傳動(dòng)輸入的是機(jī)械能，輸出的也是機(jī)械能；電傳動(dòng)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。機(jī)械傳動(dòng)根據(jù)傳動(dòng)原理可分為嚙合傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)；流體傳動(dòng)可分為液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)。電傳動(dòng)能集中供應(yīng)能量，有高速回轉(zhuǎn)、動(dòng)力分配與傳送容易、傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)，但其制造成本較高，噪聲較大。嚙合傳動(dòng)能保證準(zhǔn)確傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高，作用于工作部分壓力較大，安裝布置比較困難。摩擦傳動(dòng)靠裝置間摩擦力的作用實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，直線運(yùn)動(dòng)簡單，但不能保證高的傳動(dòng)比，并且磨損嚴(yán)重，壽命低。液壓傳動(dòng)在同等體積下，比電傳動(dòng)產(chǎn)生更大的動(dòng)力，工作運(yùn)行平穩(wěn)，能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)調(diào)速并且易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，但液壓傳動(dòng)效率較低有很大的能量損失，工作性能易受溫度影響。氣壓傳動(dòng)便于集中和遠(yuǎn)距離輸送，對(duì)元件的材料和制作精度要求較低，但傳動(dòng)效率較低。因此，在機(jī)器工作時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的工作需要和成本計(jì)算來選擇合適的傳動(dòng)裝置。下面我們就幾種常見的機(jī)械傳動(dòng)裝置作比較分析。

3.齒輪傳動(dòng)

齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)形式，廣泛應(yīng)用于機(jī)床、儀器、汽車等機(jī)械傳動(dòng)中，因此提高齒輪的傳動(dòng)效率成為了提高生產(chǎn)效率的重要因素。和其他傳動(dòng)裝置相比，齒輪的主要優(yōu)點(diǎn)是：瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；工作可靠，使用壽命長；結(jié)構(gòu)緊湊等。主要缺點(diǎn)是：不適合大間距傳動(dòng)；齒輪制造需要專用的機(jī)床，費(fèi)用較高；噪音大。齒輪按工作條件可分為開式齒輪傳動(dòng)、半開式齒輪傳動(dòng)和閉式齒輪傳動(dòng)；根據(jù)兩軸的相對(duì)位置和輪齒的方向可分為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、錐齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、人字齒輪傳動(dòng)。一般齒輪根據(jù)閉式傳動(dòng)和開式傳動(dòng)具有不同的設(shè)計(jì)和校核準(zhǔn)則。閉式傳動(dòng)，輪齒折斷為主要失效形式，首先根據(jù)輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后用齒面疲勞強(qiáng)度校核；開式傳動(dòng)，齒輪點(diǎn)面磨損為主要失效形式，應(yīng)根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)用輪齒彎曲強(qiáng)度校核。

4.帶傳動(dòng)

帶傳動(dòng)是兩個(gè)或多個(gè)帶輪之間用帶作為中間撓性元件的傳動(dòng)，工作時(shí)需要依靠帶與帶輪間的摩擦力傳傳動(dòng)。根據(jù)帶的種類不同可分為平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)和多楔帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合也比較廣泛，通常在多級(jí)傳動(dòng)中放在高速級(jí)，此時(shí)不需要準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。帶傳動(dòng)是一種摩擦傳動(dòng)，因此彈性滑動(dòng)是其特有的現(xiàn)象，當(dāng)帶的負(fù)載過大時(shí)，超過帶傳動(dòng)的臨界狀態(tài)將首先在進(jìn)入小帶輪緊邊處發(fā)生打滑現(xiàn)象。打滑是帶傳動(dòng)的一種失效形式，可以通過減小負(fù)載避免發(fā)生，而彈性滑動(dòng)是不可以避免的，通過增大材料的彈性模量可以減小彈性滑動(dòng)。帶傳動(dòng)相比齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)效率低，但能緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)無沖擊，過載時(shí)將發(fā)生打滑現(xiàn)象，避免其他零件損壞。

5.蝸桿傳動(dòng)

蝸桿傳動(dòng)用于傳遞交錯(cuò)軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絕大多數(shù)情況下，兩軸夾角90°。蝸桿傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械、機(jī)床、汽車、冶金機(jī)械等機(jī)械制造部門，能夠傳送較大的功率。蝸桿根據(jù)旋線不同分為左旋和右旋，一般情況采用右旋。蝸桿傳動(dòng)多用于減速，以蝸桿為原動(dòng)件，相比于其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無噪聲、沖擊振動(dòng)小以及能得到很大的單級(jí)傳動(dòng)比。但是蝸桿在制造精度和傳動(dòng)比相同的情況下，蝸桿的傳動(dòng)效率比齒輪低，同時(shí)蝸桿需要貴重的減磨材料，加工制造費(fèi)用高。

6.鏈傳動(dòng)

鏈傳動(dòng)是在兩個(gè)或兩個(gè)以上的鏈輪之間用鏈作為撓性元件的一種嚙合運(yùn)動(dòng)，因其經(jīng)濟(jì)、可靠廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運(yùn)輸、石油、化工、紡織等各種機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng)中。鏈傳動(dòng)作為一種嚙合運(yùn)動(dòng)沒有滑動(dòng)，效率高，不需要很大的張緊力可以在溫度和濕度很大的環(huán)境中使用。但是鏈傳動(dòng)只能應(yīng)用于平行軸間的傳動(dòng)，瞬時(shí)傳動(dòng)不均勻，高速傳動(dòng)時(shí)不平穩(wěn)，工作時(shí)有噪聲，制造費(fèi)用高。

7.結(jié)束語

傳動(dòng)裝置是一個(gè)機(jī)器的重要組成部分，機(jī)器效率高低，壽命長短往往取決于傳動(dòng)裝置的優(yōu)劣。研究傳動(dòng)裝置，尤其是機(jī)械傳動(dòng)的特點(diǎn)，找出提高其效率的方法，找到提高壽命的方法，對(duì)機(jī)器效率提高具有重要意義。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社.1997.