机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。机械传动装置位于原动机和工作机之间,如图13-1所示,用来传递运动和动力,并可用来改变转速、转矩的大小或改变运动形式,以适应工作机功能的要求。传动装置的设计对整台机器的性能、尺寸、重量和成本等都有很大影响,因此传动方案设计是整台机器设计中最关键的环节。
图13-1 带式运输机的传动装置
(a)结构图;(b)传动方案示意图
1—电动机;2—联轴器;3—减速器;4—传动滚筒;5—输送带
1.对传动方案的要求
合理的传动方案,首先应满足工作机的功能要求,其次应具有结构简单、尺寸紧凑、重量轻、工艺性好、成本低廉、传动效率高和使用维护方便等特点,以保证工作机的工作质量和可靠性。任何一个方案要满足上述要求和所有特点是十分困难的,所以设计时要统筹兼顾,满足最主要的和最基本的要求。
2.传动方案的拟定
拟定传动方案就是根据工作机的功能要求和工作条件,选择合适的传动机构类型,确定各传动的布置顺序和各组成部分的连接方式,绘制出传动方案示意图。当然,满足同一工作机功能要求,往往可采用不同的传动机构、不同的组合和布局,从而可得出不同的传动方案。拟定传动方案时,应充分了解各种传动机构的性能及适用条件,结合工作机所传递的载荷性质和大小、运动方式和速度以及工作条件等,对各种传动方案进行分析比较,合理选择。选择传动机构类型的基本原则为:
(1)传递大功率时,应充分考虑提高传动装置的效率,以减少能耗、降低运行费用,这时应选用传动效率高的传动机构,如齿轮传动等。而对于小功率传动,在满足功能条件下,可选用结构简单、制造方便的传动形式,以降低制造费用。
(2)载荷多变和可能发生过载时,应考虑缓冲吸振及过载保护问题。这时可选用带传动、弹性联轴器或其他过载保护装置。
(3)传动比要求严格、尺寸要求紧凑的场合,可选用齿轮传动或蜗杆传动。但应注意,蜗杆传动效率低,故常用于中小功率、间歇工作的场合。
(4)在多粉尘、潮湿、易燃、易爆场合,宜选用链传动、闭式齿轮传动或蜗杆传动,而不采用带传动或摩擦传动。
当采用由几种传动形式组成的多级传动时,要合理布置其传动顺序,以充分发挥各自的优点。下列提出的几点原则可供拟定传动方案时参考:
(1)传动能力较小的带传动及其他摩擦传动宜布置在高速级,有利于整个传动系统结构紧凑,同时有利于发挥其传动平稳、缓冲吸振、减小噪声和过载保护的特点。(www.xing528.com)
(2)链传动由于工作时链速和瞬时传动比呈周期性变化,运转不平稳,冲击振动大,为了减小冲击和振动,故应将其布置在低速级。
(3)闭式齿轮传动、蜗杆传动一般布置在高速级,以减小闭式传动的外廓尺寸、降低成本。开式齿轮传动制造精度较低、润滑不良、工作条件差,为了减少磨损,一般应放在低速级。
(4)当同时采用直齿轮传动和斜齿轮传动时,应将传动较平稳、动载荷较小的斜齿轮传动布置在高速级。
(5)当同时采用齿轮传动及蜗杆传动时,宜将蜗杆传动布置在高速级,使啮合面有较高的相对滑动速度,容易形成润滑油膜,提高传动效率。
(6)圆锥齿轮尺寸过大时加工有困难,因此应将圆锥齿轮传动布置在高速级,并限制其传动比,以控制其结构尺寸。
表1-9中列出了常用机械传动的单级传动比推荐值及功率适用范围。由于减速器在传动装置中应用广泛,为了便于合理选择减速器的类型,表13-1列出了常用减速器的类型及特点,供选型时参考。
应当指出,在课程设计任务书中,若已提供机械传动方案,则学生应论述此方案的合理性;也可提出改进意见,另行拟定更合理的方案。
表13-1 常用减速器的类型及特点
(续表)
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