機械傳動簡介MICROVIEWELECTRONICS(SHENZHEN)INCORP.聯積電子（深圳）有限公司傳動定義傳動種類.概念機械傳動方式介紹機械傳動特性一.傳動的定義

原動部分：機器的動力來源，如電

機等。

傳動部分：將原動部分的功率和運

動傳遞到工作部分的中

間環節，如帶傳動、鏈

傳動、齒輪傳動等。

工作部分：直接完成生產所需的工

藝動作部分.如脫泡機的風葉等。機器在日常工作中，傳動無處不在，可以這么說，只要是機器，就會有傳動，首先我們了解下機器的組成及定義。傳動裝置定義：是實現能量傳遞及運動轉換的裝置作用：1）能量的分配與傳遞

2）運動形式的改變

3）運動速度的改變右圖為加壓脫泡機開門的傳動裝置圖，電動機通過減速機將能量傳遞給開門齒輪，減速機除傳遞能量外，還改變轉速（如由1500r/min降低為250r/min）。

二.傳動的種類

按工作原理可將傳動分為機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動、磁力傳動等。其中機械傳動最為常見。按照傳動原理，機械傳動可分為兩大類：

1、摩擦傳動――依靠構件接觸面的摩擦力來傳遞動力和運動的，如帶傳動、摩擦輪傳動；

2、嚙合傳動――依靠構件間的相互嚙合來傳遞動力和運動的，如齒輪傳動、蝸桿傳動、鏈傳動等。

齒輪傳動皮帶傳動傳動圖片兩個基本概念

1.

在旋轉的機械傳動中，傳動比是指機構中主動件的轉速n1

與從動件轉速n2

的比值，并以i

表示，

i12=n1/n2

(3－1)

i>1，為減速,i<1為增速。機械傳動中，減速居多。

兩個基本概念2.在機械傳動中，摩擦損失是不可避免的，因此，傳動的輸出功率P2永遠小于輸入功率P1。機械傳動的效率，用h表示

h=P2/P1×

100%

(3－2)效率的大小是衡量各種機械傳動形式的一項重要指標。三.機械傳動方式介紹下面主要針對常用的機械傳動方式加以介紹帶傳動齒輪傳動鏈條傳動一、帶傳動

1、傳動原理——以張緊在至少兩輪上帶作為中間撓性件，靠帶與輪接觸面間產生摩擦力來傳遞運動與動力（一）帶傳動的工作過程：帶傳動是由主動輪1、從動輪2和張緊在兩輪上的環形傳動帶3所組成（圖3－2）。由于張緊，靜止時帶已受到預拉力，并使帶與帶輪的接觸面間產生壓力。當主動輪回轉時靠帶與帶輪接觸面間的摩擦力帶動從動輪回轉。觀看帶傳動動畫傳動輪主動輪（二）帶的類型

按截面形狀，傳動帶可分為：平帶、Ｖ形帶（又稱三角帶）、圓形帶等類型，如圖3－3所示。普通V形帶的工作面是兩側面，與平帶相比，由于截面的楔形效應，其摩擦力較大，所以能傳遞較大的功率。普通Ｖ形帶無接頭，傳動平穩，應用最廣泛。本章主要介紹Ｖ形帶傳動。

a.平型帶傳動——最簡單，適合于中心距a較大的情況b.V帶傳動——三角帶c.多楔帶傳動——適于傳遞功率較大要求結構緊湊場合d.同步帶傳動——嚙合傳動，高速、高精度，適于高精度儀器裝置中帶比較薄，比較輕。二、主要類型與應用a平面皮帶（貼標機）d同步皮帶（加壓脫泡機）b攻絲機1.1V形帶的截面結構及尺寸

圖3－4所示為V形帶的截面結構。其包布層是由膠帆布構成的保護層；伸張層和壓縮層由橡膠構成，帶彎曲時分別承受拉伸和壓縮；強力層承受基本拉力，由簾布或粗繩構成，粗繩結構較柔軟，有利于提高帶的壽命。1.V形帶

V形帶已標準化，按截面尺寸的不同，分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號，其截面尺寸見表3－1。表3-1V形帶截面尺寸（GB/T13575.1-92）/mm

型號YZABCDE節寬bp5.38.51114192732頂寬b6101317223238高度h4.06.08.011141925楔角j40度沿V形帶中性層（寬度為bp處）量得的帶的周長稱為節線長度Lp，又稱為基準長度、公稱長度，它主要用于帶傳動的幾何尺寸計算，其長度系列見表3－2。Lp型號Lp型號Lp型號200

224

250

280

315

355Y

900

1000

1120

1250

1400ZAB

4000BCD

4500

5000

5600E6300

7100

8000

9000

10000

1600C400

450

500Z1800

2000

2240

2500

560

630

710

800A2800

3150

3550

D11200

12500

1400016000

表3－2普通Ｖ形帶節線長度系列（GB11544-89）/mm1、三角皮帶的規格是由寬（背）與高（厚）的尺寸來劃分的。

2、對應尺寸(寬*高）：O（10*6）、A（12.5*9）、B（16.5*11）、C（22*14）、D（21.5*19）、E（38*25.5）.

3、通過第二點的方法量出型號，再用皮尺在內周上量出長度即可

V帶（基準寬度制）的角度是40度，而皮帶輪的槽角分為32度34度36度38度，具體的選擇要根據帶輪的槽型和基準直徑選它用來表示三角帶的截面形狀和尺寸

比如B-48：

B型三角帶截面尺寸(梯形截面)為上寬X高=17X11MM

48表示長度，48英寸，公制長度等于48X25.4MM擇理論長度=(半徑1+半徑2)X3.14+圓心距;3.14(R1+R2)+L

實際長度=(半徑1+半徑2)X3.14+圓心距-皮帶厚;3.14(R1+R2)+L-H工業皮帶分為很多種，其常規所說的長度執行標準是不一樣的，一般有以下三種：內周長（LI），節線長（LD，LP）和外周長（LA）。

同步帶執行的標準基本都是按照節線長（LD，LP）來表示皮帶的長度，它的節線指的就是皮帶的強力線，強力線的長度就是節線長！當同步帶垂直其底邊彎曲時，在帶中保持原長度不變的周線，稱為節線，節線長以LP表示。2、帶傳動的特點：1、由于帶具有彈性與撓性，故可緩和沖擊與振動，運轉平穩，噪音小。2、可用于兩軸中心距較大的傳動。3、由于它是靠摩擦力來傳遞運動的，當機器過載時，帶在帶輪上打滑，故能防止機器其它零件的破壞。4、結構簡單，便于維修。5、帶傳動在正常工作時有滑動現象，它不能保證準確的傳動比。另外，由于帶摩擦起電，不宜用在有爆炸危險的地方，這在化工廠中有爆炸危險的車間應特別注意。6、帶傳動的效率較低（與齒輪傳動比較），約為87%～98%3、V形帶的應用：

通常V形帶用于功率小于100kW、帶速5～30m/s、傳動比i≤7(少數可達10)、傳動比要求不十分準確的中小功率傳動。

。其它帶傳動簡介

1.多楔帶兼有Ｖ帶和平帶二者的優點，既有平帶的柔軟、韌性好的特長，又有Ｖ帶結構緊湊、高效率的優點。因此應用廣泛，其主要特點有：１、帶體為整體，傳動時長短不一現象可消除，充分發揮了膠帶的作用；２、空間相同時,多楔帶比普通V帶的傳動功率提高30％；３、帶體薄，柔軟性好，能適應于小帶輪傳動；４、適用于高速傳動，帶速可高達40m／s，發熱少，運轉平穩。多楔帶型號有：PH、PJ、PK、PL、PM

2.同步帶傳動綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的優點。由于帶的工作面呈齒形，與帶輪的齒槽作嚙合傳動，并由帶的抗拉層承受負載，故帶與帶輪之間沒有相對滑動，從而使主、從動輪間能作無滑差的同步傳動。同步帶傳動的速度范圍很寬，從每分鐘幾轉到線速度40m／s以上，傳動效率可達99.5％，傳動比可達10，傳動功率從幾瓦到數百千瓦。同步帶現已在各種儀器、計算機、汽車、工業縫紉機、紡織機和其它通用機械中得到廣泛應用。同步帶型號有：MXL、XXL、XL、L、H、XH、XXH等上述同步帶的節距依次增大。一.帶傳動的運動分析

1、彈性滑動：工作時，帶兩邊拉力不相等，帶兩邊彈性變形也不相等，由此引起的帶與輪之間局部而微小的相對滑動稱為彈性滑動。顯然彈性滑動使主動輪圓周速度大于從動輪圓周速度。彈性滑動的大小是隨帶的兩邊拉力差（F1－F2）的變化而變化。因此彈性滑動是靠摩擦力工作的帶傳動不可避免的物理現象。不利之處：①彈性滑動是引起傳動比不恒定的重要原因；②引起帶的磨損和溫度升高，并降低了傳動效率。

2、打滑：有效圓周力的大小與帶傳遞的功率P以及帶的速度υ有關。當工作機要求傳遞的功率增大時，帶兩邊拉力差F1－F2＝Fe也要相應地增大，帶兩邊拉力的這種變化，實際上反映了帶和帶輪接觸面上摩擦力的變化。實踐證明，當其他條件不變，且初拉力F0一定時，這個摩擦力有一極限值。若帶所傳遞的圓周力超過帶與帶輪接觸面間的極限摩擦力時，帶就會沿著輪面發生全面滑動，這種現象稱為打滑。打滑將使傳動失效。注：

彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。

打滑是由過載引起的帶在帶輪上的全面滑動，造成傳動失效，應當避免。

彈性滑動是由帶的拉力差引起的，只要傳遞圓周力，必然會發生彈性滑動，它是不可避免的。

為便于裝拆環狀V形帶，帶輪宜懸臂裝在軸端上。在水平或近似水平的傳動中，應使帶的緊邊在下，松邊在上（如圖3－5所示）。為了延長帶的使用壽命，確保帶傳動的正常運行，必須正確使用和維修。

1．安裝時兩帶輪軸線必須平行，輪槽應對正，否則將加劇帶的磨損，甚至使帶脫落。安裝時先縮小中心距，然后套上V形帶，再作調整，不得硬撬。

2．嚴防帶與礦物油、酸、堿等介質接觸，以免變質。也不宜在陽光下曝曬。

3．多根帶的傳動，壞了少數幾根，不要用新帶補上，以免新舊帶并用，長短不一，受載不均勻而加速新帶損壞。這時可用未損壞的舊帶補全或全部換新。

4．為確保安全，傳動裝置須設防護罩。

5．帶工作一段時間后，會因變形伸長，導致張緊力逐漸減小，嚴重時出現打滑。因此，要重新張緊帶，調整帶的初拉力，圖3－12為常見的張緊裝置，圖中(a)和(b)設有調整螺栓，可隨時調整電動機的位置；圖中(c)所示的結構，是靠電動機和機架重量的自動張緊裝置；圖中(d)為帶輪中心距固定，利用張緊輪調緊。

二、齒輪傳動（1）齒輪傳動概述齒輪機構是各種機構中應用最為廣泛的一種傳動機構。它可用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，并具有功率范圍大、傳動效率高、傳動比準確、使用壽命長、工作安全可靠等特點。傳動比:一對齒輪在嚙合過程中，其傳動比定義為相互嚙合齒輪的角速度之比(i12=ω1/ω2）定傳動比（即i12=常數）。變傳動比（即i12按一定的規律變化）外嚙合齒輪傳動：其兩齒輪的轉動方向相反。內嚙合齒輪傳動：其兩齒輪的轉動方向相同。齒輪與齒條傳動：齒輪與齒條傳動（2）齒輪傳動種類

圓形齒輪機構的可將其分為平面齒輪機構和空間齒輪機構兩類。

①平面齒輪機構：用于兩平行軸之間的傳動。

a)直齒圓柱齒輪傳動：直齒圓柱齒輪或簡稱直齒輪。

下面主要對圓形齒輪機構加以介紹b)斜齒圓柱齒輪傳動:斜齒圓柱齒輪又簡稱斜齒輪。斜齒輪輪齒的齒向對其軸線傾斜了一個角度（稱為螺旋角），斜齒輪傳動也可分為外嚙合傳動、內嚙合傳動和齒輪與齒條傳動等三種情況。c)人字齒輪傳動:人字齒輪可看作是由螺旋角方向相反的兩個斜齒輪所組成的。它可制成整體式的或拼合式的。②空間齒輪機構：空間齒輪機構用來傳遞空間兩相交軸或相錯軸（既不平行又不相交）之間的運動和動力。a)錐齒輪傳動：錐齒輪用于兩相交軸之間的傳動。錐齒輪的輪齒分布在截圓錐體的表面上，有直齒、斜齒及曲線齒之分。b)交錯軸斜齒輪傳動:交錯軸斜齒輪傳動用于傳遞兩相錯軸之間的運動。c)蝸桿傳動:蝸桿傳動也是用于傳遞相錯軸之間的運動。其兩軸的交錯角一般為90°。d)準雙曲面齒輪傳動:也是用于相錯軸之間的齒輪傳動。（3）漸開線標準齒輪各部分的名稱和尺寸齒廓線是漸開線的齒輪稱漸開線齒輪。①齒頂圓:以齒輪的軸心為圓心，通過齒輪各輪齒頂端所作的圓稱為齒頂圓。其直徑和半徑分別以da和ra表示。②齒根圓:以齒輪的軸心為圓心，通過齒輪各齒槽底部所作的圓稱為齒根圓。其直徑和半徑分別以df和rf表示。③齒厚:沿任意圓周所量得的輪齒上的弧線厚度稱為該圓周上的齒厚，以sk表示。④齒槽寬:相鄰兩輪齒之間的齒槽沿任意圓周所量的弧線寬度，稱為該圓周上的齒槽寬，以ek表示。⑤齒距:沿任意圓周所量得的相鄰兩齒上同側齒廓之間的弧長稱為該圓上的齒距，以pk表示，pk=sk+ek。⑥分度圓：在齒輪上作為計算基準的一個圓，其上的齒厚與齒槽寬相等，稱該圓為齒輪的分度圓。其直徑、半徑、齒厚、齒槽寬和齒距分別以d、r、s、e和p表示，即e=s，且p=s+e。⑦齒頂高:介于分度圓與齒頂圓之間的輪齒部分稱為齒頂，其徑向高度稱為齒頂高，以ha表示。⑧齒根高:介于分度圓與齒根圓之間的輪齒部分稱為齒根，其徑向高度稱為齒根高，以hf表示。⑨齒全高:齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離，即齒頂高與齒根高之和稱為齒全高，以h表示，則h=ha+hf。（3）漸開線標準齒輪的基本參數①齒數:在齒輪整個圓周上輪齒的總數稱為齒數，用z表示。②模數:為了便于計算、制造和檢驗，人為規定p/π的值叫做模數，以m表示，即令m=p/π，其單位為mm，于是得d=zm。模數m是決定齒輪尺寸的一個基本參數。③傳動比:相互嚙合兩齒輪的角速度之比，用i12來表示。i12=ω1/ω2=z2/z1。模數:齒輪的分度圓是設計、計算齒輪各部分尺寸的基準,而齒輪分度圓的周長=πd=zp,于是得分度圓的直徑

d=zp/π

由于在上式中π為一無理數,不便于作為基準的分度圓的定位.為了便于計算,制造和檢驗,現將比值p/π人為地規定為一些簡單的數值,并把這個比值叫做模數(module),以m表示,即令其單位為mm.模數m是決定齒輪尺寸的一個基本參數.齒數相同的齒輪模數大,則其尺寸也大.為了便于制造,檢驗和互換使用,齒輪的模數值已經標準化了.

說得通俗一點.模數好比衣服的號碼,模數越大,齒輪各部份的尺寸都隨著成比例地增大,牙齒上能承受的力量也就大.

具體地說模數是二個齒(在分度圓上)相距的弧長尺寸,單位為毫米,

模數與齒輪外徑尺寸的關系是:

外徑尺寸=模數×(齒數+2)

模數有統一的標準.這樣各個地方造出來齒輪才能互配.

實際計算中，你可以用m＝d/z來求，d為分度圓直徑，z為齒數

各部分名稱及標識（4）齒輪傳動的主要失效形式

齒輪的失效形式主要有以下5種：①輪齒折斷:

輪齒折斷一般發生在齒根部分，因為輪齒受力時齒根彎曲應力最大，而且應力集中。在載荷的多次重復作用下，彎曲應力超過彎曲持久極限時，齒根部分將產生疲勞裂紋。裂紋逐漸擴展，最終引起斷齒，這種折斷稱為疲勞折斷。齒輪因短時過載或沖擊過載而引起的突然折斷，叫做過載折斷。用淬火鋼或灰鑄鐵等脆性較大的材料制成的齒輪，容易發生這種斷齒。②齒面點蝕：輪齒在嚙合中，齒輪工作表面嚙合點處的接觸應力是脈動循環變化的。當齒面接觸應力超過材料的接觸持久極限時，在載荷的多次重復作用下，齒面表層就會產生細微的疲勞裂紋，這些裂紋的逐漸擴展將使金屬微粒剝落下來，形成微小的凹坑，這種現象稱為點蝕。③齒面膠合:

在高速重載傳動中，常因齒面嚙合區溫度升高而引起潤滑失效，致使兩齒面金屬直接接觸而熔粘在一起，當兩齒面相對運動時，較軟的齒面沿滑動方向被撕下而形成溝紋，這種現象稱為膠合④齒面磨損:

齒輪傳動時，兩漸開線齒廓之間有相對滑動，在載荷作用下會引起齒面磨損。一種情況是由于灰塵、硬屑粒等進入齒面間而引起的磨粒性磨損；另一種是因齒面不可避免的互相摩擦而產生的磨合性磨損。⑤齒面塑性變形：在重載作用下，較軟的齒面上可能產生局部的塑性變形，使齒面失去正確齒形。這種損壞常在低速和過載、起動頻繁的傳動中遇到。磨粒性磨損三.鏈傳動（1）鏈傳動組成及工作原理它是由裝在平行軸上的主鏈輪、從動鏈輪和繞在鏈輪上的環形鏈條組成。鏈輪上制有特殊齒形的齒，靠鏈與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力。1）傳動鏈和鏈輪鏈傳動中用的傳動鏈，按其結構不同主要有滾子鏈和齒形鏈。①齒形鏈：齒形鏈因工作時沖擊和噪聲較小，故又稱無聲鏈。它是由一組帶有兩個齒的鏈板并列左右交錯用鉸鏈連接而成。②滾子鏈:

由內鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子組成。其中內鏈板與套筒之間，外鏈板與銷軸之間分別用過盈配合相固聯，分別稱為內鏈節、外鏈節。而套筒和銷軸之間是間隙配合，這樣內外鏈節就構成了一個鉸鏈。滾子和套筒之間也是間隙配合，滾子可以自由轉動。滾子鏈可制成單排鏈、雙排鏈或三排鏈。雙排鏈滾子鏈滾子鏈上相鄰兩銷軸中心之間的距離稱為鏈的節距，用p表示，它是鏈條的基本特性參數。節距p愈大，鏈條各部分的尺寸也愈大，承載能力亦愈高，同時沖擊和振動也隨之增加。鏈條的長度一般是用鏈節（節距）為單位。為了使鏈聯成封閉環狀，鏈的兩端應聯接起來。當組成鏈的鏈條長度為偶數個鏈節時，鏈節的兩端正好外鏈板與內鏈板相聯，可用開口銷或彈簧夾將接頭上的活動銷軸固定。當組成鏈的總節數為奇數時，則需要采用過渡鏈節。

(a)開口銷固定 (b)彈簧夾固定 (c)過渡鏈節滾子鏈接頭型式③滾子鏈鏈輪:

鏈輪的輪廓曲線必須保證工作時鏈能自由而順利地進入和退出嚙合，在嚙合時與滾子接觸良好，并且其加工工藝性要好。鏈輪的軸面齒形兩側呈圓弧狀，便于鏈節進入和退出嚙合。在鏈輪工作圖上，其軸面齒形需繪出，并應注明鏈節距p、齒數z、分度圓直徑d、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df等。鏈輪齒形雖已標準化，但國家標準中只規定了最大齒槽形狀和最小齒槽形狀，其主要有：齒槽的齒面圓弧半徑re、齒溝圓弧半徑ri和齒溝角α的最大值和最小值。目前較常用的一種端面齒形為“三圓弧一直線”齒形，它由三段弧、、和直線組成。在鏈傳動中，由于小鏈輪輪齒的嚙合次數比大鏈輪輪齒的嚙合次數多，所受沖擊也較嚴重，故小鏈輪應采用比大鏈輪更好的材料。（2）鏈傳動的失效形式①鏈條的疲勞破壞:

鏈條不斷地由松邊到緊邊周而復始地運動著，在緊邊拉力和松邊拉力反復作用下，經過一定的循環次數后，鏈板首先開始出現疲勞斷裂。②鏈條鉸鏈磨損失效:

在工作條件惡劣、潤滑不良的開式鏈傳動中，由于鉸鏈中銷軸與套筒間的壓力較大，彼此又相對轉動，因而使鉸鏈磨損、鏈的實際節距變長，導致傳動更不平穩，容易引起跳齒或脫鏈。③鏈條鉸鏈的膠合失效:

鏈輪轉速過高而又潤滑不良時，銷軸和套筒間潤滑膜破壞，使其兩者在很高溫度下直接接觸，從而導致膠合。因此，膠合在一定程度上限制了鏈傳動的極限轉速。④過載拉斷失效:

在低速（v＜6m/s）重載或短期過載情況下，鏈條所受的拉力超過了鏈條的靜強度時，鏈條將被拉斷。⑤滾子和套筒的多沖疲勞破壞:由于鏈節與鏈輪輪齒在嚙合時，滾子與鏈輪間產生沖擊。在高速時，由于沖擊載荷較大，使套筒與滾子表