机械原理（朱龙英西电版）第11章机械传动系统方案设计

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1、第11章　机械传动系统方案设计11.1机械传动系统方案设计的过程11.2传动类型的选择11.3传动链的方案设计11.4原动机的选择思考题及习题11.1机械传动系统方案设计的过程机械传动系统的设计是机械设计中极其重要的一环，设计得正确、合理与否，对提高机械的性能和质量、降低制造成本与维护费用等影响很大，故应认真对待。机械传动系统方案的设计是一项创造性活动，要求设计者善于运用已有知识和实践经验，认真总结过去的有关工作，广泛收集、了解国内外的有关信息，充分发挥创造思维和想象能力，灵活应用各种设计方法

2、和技巧，以便设计出新颖、灵巧、高效的传动系统。机械传动系统设计过程如下：(1)确定传动系统的总传动比。(2)选择传动类型，即根据设计任务书中所规定的功能要求，执行系统对动力、传动比或速度变化的要求以及原动机的工作特性，选择合适的传动装置。(3)拟定传动链布置方案，即根据空间位置、运动和动力传递路线及所选传动装置的传动特点和适用条件，合理拟定传动路线，安排各传动机构的先后顺序，以完成从原动机到各执行机构之间的传动系统的总体布置方案。(4)分配传动比，即根据传动系统的组成方案，将总传动比合理分

3、配至各级传动机构。(5)确定各级传动机构的基本参数和主要几何尺寸，计算传动系统的各项运动学和动力学参数，为各级传动机构的结构设计、强度计算和传动系统方案评价提供依据和指标。(6)绘制传动系统运动简图。11.2传动类型的选择传动装置的类型很多，选择不同类型的传动机构，将会得到不同形式的传动系统。为了得到理想的传动方案，需要合理选择传动类型。11.2.1传动机构的类型及特点1．按传动的方式分1)机械传动利用机构所实现的传动称为机械传动，其优点是工作平稳、可靠，对环境的干扰不敏感；缺点

4、是响应速度较慢、控制欠灵活。机械传动按传动原理又可分为啮合传动和摩擦传动两大类（见表11-1）。啮合传动传动比恒定、传递功率大、尺寸小（除链传动外）、速度范围广、工作可靠、寿命长，但加工制造复杂、噪音大，需安装过载保护装置；摩擦传动工作平稳、嗓音小、结构简单、容易制造、价格低、有吸收冲击和过载保护的能力，但传动比不稳定、传递功率较小、速度范围小、轴与轴承承载大、寿命较短。2)液压、液力传动利用液压泵、阀、执行器等液压元器件实现的传动称为液压传动；液力传动则是利用叶轮通过液体的动能变化来传递能

5、量的。液压、液力传动的主要优点是速度、扭矩和功率均可连续调节；调速范围大，能迅速换向和变速；传递功率大；结构简单，易实现系列化、标准化，使用寿命长；易实现远距离控制，动作快速；能实现过载保护。它的缺点主要是传动效率低，不如机械传动准确；制造、安装精度要求高；对油液质量和密封性要求高。3)气压传动以压缩空气为工作介质的传动称为气压传动。气压传动的优点是易快速实现往复移动、摆动和高速转动，调速方便；气压元件结构简单，适合标准化、系列化，易制造，易操纵；响应速度快，可直接用气压信号实现系统控制，

6、完成复杂动作；管路压力损失小，适于远距离输送；与液压传动相比，经济且不易污染环境，安全能适应恶劣的工作环境。它的缺点是传动效率低；因压力不能太高，故不能传递大功率；因空气的可压缩性，故载荷变化时，传递运动不太平稳；排气噪音大。4)电气传动利用电动机和电气装置实现的传动称为电气传动。电气传动的特点是传动效率高、控制灵活、易于实现自动化。由于电气传动的显著优点和计算机技术的应用，传动系统也正在发生着深刻变化。在传统系统中作为动力源的电动机虽仍在大量应用，但已出现了具有驱动、变速与执行等多重功能的

7、伺服电机，从而使原动机、传动机构、执行机构朝着一体化的最小系统发展。目前，电气传动已在一些系统中取代了传动机构，而且这种趋势还会增强。2．按传动比和输出速度的变化情况分按传动比和输出速度的变化情况对传动类型分类，如表11-2所示。1）定传动比传动定传动比传动的输入与输出转速对应，适应于执行机构的工况固定或其工况与原动机对应变化的场合。2）变传动比有级变速传动变传动比有级变速传动的一个输入转速可对应于若干个输出转速，适用于原动机工况固定而执行机构有若干种工况的场合，或用于扩大原动机的调速范

8、围。3）变传动比无级变速传动变传动比无级变速传动的一个输入转速对应于某一范围内无限多个输出转速，适用于执行机构工况很多或最佳工况不明确的情况。4）变传动比周期性变速传动变传动比周期性变速传动的输出角速度是输入角速度的周期性函数，以实现函数传动或改善动力特性。11.2.2传动类型的选择原则机械传动类型的选择关系到整个机械系统的方案设计，机器的工作性能、可靠性、尺寸、质量和成本，只有通过多种方案的分析比较，才能较合理地选用传动类型。选择传动类型的依据主要有：（1）工作机的性能和工况。（