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二、机器上常用的传动机构及其传动关系

(一)螺旋传动机构

螺旋传动机构是用内、外螺纹组成的螺旋副来传动运动和动力的装置。主要用于将回转运动变为直线用运动，同时传递运动和动力。

螺纹分类：

按牙形分：三角形、矩型、梯形和锯齿形。

按旋向分：左旋、右旋。一般机器中大都采用右旋螺纹。

按螺旋线的数目分：单线、双线、三线和多线。

螺纹主要参数：

导程s：指同一螺旋线上的相邻两牙在中线上对应两点之间的轴向距离。

螺距p，相邻两牙在中线上对应两点之间的轴向距离。S=kp

在普通螺旋机构中，位移与转速之间关系为：L=nst

螺旋传动能实现自锁，但传动效率低。

为了克服螺旋传动效率低的特点，采用以滚动摩擦代替滑动摩擦的滚珠螺旋传动。

组成：丝杠、螺母、滚珠。

分类：外循环、内循环

外循环是滚珠在回路过程中离开螺旋表面的。内循环是滚珠在循环过程中始终不脱离螺旋表面。

特点：1、传动效率高，摩擦损失小。η=0.90～0.95

2、磨损小，能长时间保持精度，寿命长。

3、启动转矩接近运动转矩，传动灵敏、平稳。

4、有较高的传动精度和轴向刚度。

5、不能自锁，传动具有可逆性。

6、制造工艺复杂，成本高。

常用于数控机床。

(二)带传动机构

带传动传动是利用胶带与带轮间的摩擦传递运动和力。

分类：平带、三角带、圆形带和齿形带。

目前机器中用的最多的是三角带，它是具有梯形截面的无接头胶带，通常几根同时使用。三角带与平带相比，主要是传动能力强(约为平带的三倍)。因为平带的工作面是内表面，而三角带的工作面是两个侧面。

下图所示为带传动在车床上的应用及传动简图。

传动比：被动轮转速与主动轮转速之比。

i=n2/n1=d1/d2

如考虑带与带轮间的滑动，则：i=(d1/d2)ε ε-滑动系数

带传动特点：1、运动平稳无噪声，可以缓冲冲击和吸振;

2、结构简单，传动距离远;

3、制造和安装简单，维护方便，不需润滑;

4、过载打滑，可起保护作用;

5、外尺寸大，效率低，寿命短，传动精度不高。

(三)齿轮传动机构

齿轮传动是一种啮合传动，如图2-7所示。

传动比：i=n2/n1= z1/z2

齿轮传动的分类：

为满足机器工作的需要，通常在主动轴和从动轴之间采用一系列相互啮合的齿轮系统来传递运动，这种由一系列齿轮所组成的齿轮系统称为轮系。根据轮系中各齿轮的轴线在空间位置是否固定，将基本轮系分为定轴轮系和周转轮系。

(1)定轴轮系：当轮系运转时，若各齿轮几何轴线的位置都是固定不变的，则称为定轴轮系。

(2)周转轮系：轮系运转时，其中至少有一个齿轮的几何轴线是绕另一齿轮的几何轴线转动的轮系，称为周转轮系。

具有运动轴线的齿轮称为行星轮。

在轮系运转中，轴线位置不变的齿轮称为中心轮或太阳轮。

支承行星轮并使行星轮围绕太阳轮转动的支承件H称为转臂、系杆或行星架。

周转轮系由行星轮、中心轮和转臂组成。

周转轮系分为行星轮系(有一个中心轮固定不变)和差动轮系(中心轮都能转动)两类。

混合轮系：由定轴轮系和周转轮系组合而成。

轮系的功用：

1.可以得到很大的传动比

2.可以变速

3.可以连接相距较远的两轴

4.可以获得从动轴不同的旋转方向

5.能够实现运动的合成和分解

(四)链传动机构

链传动机构是由一个具有特殊齿形的主动链轮，通过闭合链条带动另一个与主动链轮具有相同齿形的从动链轮，进行传递运动和动力的机构。

组成：主、从动链轮、链条。功用：传递运动和动力。如图2-13

传动比：

由上式得出：链传动的传动比与和链轮齿数成反比。

与带传动、齿轮传动相比链传动的特点：

1、优点

(1)与带传动相比平均传动比准确，传动功率大，轮廓尺寸小。

(2)与齿轮传动相比，传动中心距大。

(3)能在低速、重载、高温以及环境恶略条件下工作。

(4)效率高，最大可达0.99。

2、缺点

(1)不能保持恒定的瞬时传动比;

(2)链单位长度重量大，引起噪声。急速反向性能差，不能用于高速传动。

(五)蜗杆蜗轮传动

蜗杆蜗轮传动是通过蜗杆与蜗轮间的啮合来传递运动和动力的机构。

蜗杆蜗轮正确啮合条件：蜗杆轴向模数、轴向压力角分别等于蜗轮端面模数和端面压力角。

主要特点：

1、降速效果好。

2、传动平稳。

3、有自锁作用(在一定条件下)。

4、效率低。一般为0.7～0.8，有自锁时0.5。

(六)平面连杆机构

连杆机构是用铰链、滑道方式，将构件相互联接成的机构，用以实现运动变换和传递动力。

平面连杆机构中各构件都是杆状，所以统称为连杆机构。或四杆机构。如图2-16破碎机破碎机构为曲柄摇杆机构。为方便起见，只画出能表达其运动特性的简图，称为机构运动简图。如图2-17 AB称为曲柄，CD称为摇杆，BC称为连杆，AD称为机架。

四杆机构分类：曲柄摇杆机构;双曲柄机构;双摇杆机构。

(七)凸轮机构

凸轮机构功用：将凸轮的连续转动转化为从动件的往复移动或摆动。

分类：1、平板凸轮。2、移动凸轮。3、圆柱凸轮。

特点：机构简单，紧凑;容易磨损，多用于传递动力不大的控制机构和调节机构。

(八)间歇运动机构

间歇运动机构是将主动件连续的运动转变为运作—停止—动作的机构。

分类：棘轮机构和槽轮机构。

1、 棘轮机构。如图2-27O1A连续的旋转运动变成棘轮的间歇运动。

2、 槽轮机构。如图2-28拨盘1连续的转动变成槽轮的间歇运动。应用如电影放映机。

(九)传动链的传动比及效率

各种传动副连接成为传递运动和动力的系统叫传动链。

每条传动链有首端件和末端件。按一定规律组成就是传动比。

分析过程：找出传动链的首、末端件，然后计算传动比。如图2-29为一传动链，首端件：Ⅰ轴;末端件Ⅵ轴。Ⅰ、Ⅱ轴传动比i1;Ⅱ、Ⅲ轴传动比i2;Ⅲ、Ⅵ传动比i3;Ⅳ、Ⅴ轴传动比i4;Ⅴ、Ⅳ传动比i5。

总传动比i总= i1 i2 i3 i4 i5

例3教材。

已知：电动机转速以及各个齿轮的齿数，ε=0.98

试求：1.主轴最高转速与最低转速;

2.主轴转动一圈，螺母P移动距离。

总传动效率是各个轴间的传动效率乘积。

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（责任编辑：中大编辑）

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