机械传动：带、链、齿轮和蜗杆的基本原理与设计方法

【工程背景】

传动装置是机器的重要组成部分。它的主要任务是在原动机与执行机构之间转换运动方式并传递运动，同时还具有传递动力，改变运动、动力参数，进行能量转换的功能。

实践证明，传动装置在整台机器的质量和成本中都占有很大的比例。机器的工作性能和运转费用也在很大程度上取决于传动装置的优劣。因此，机器的传动装置设计是否合理，工作是否安全可靠，对提高、改进机器的性能是至关重要的。

各种机器中的传动形式归纳起来主要有机械传动、流体传动和电气传动等。本课程只讨论机械传动。

根据工作原理的不同，机械传动可分为：摩擦传动，如直接接触的摩擦轮传动，有中间件的带传动；啮合传动，如直接接触的齿轮传动、蜗杆传动，有中间件的同步带传动、链传动。

带式输送机（见图3a）由于结构简单，使用与维修方便，在生产中得到了广泛的应用。

由图3a 可知，整个机械系统由电动机、V 带传动、齿轮减速器、联轴器、驱动滚筒及输送带等组成。带传动和减速器是联接电动机（原动机）和工作机起传递动力或改变运动状态的部分，称为传动装置。其中，带传动是中间挠性传动，在日常生活和生产（工程实际）中除了带传动外，链传动也是一种应用广泛挠性传动；减速器是由封闭在刚性箱体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动（见图3b）组成的独立部件，起到降低转速和增大转矩的作用。

本模块重点介绍带传动、链传动、齿轮传动及蜗杆传动的基本知识、基本原理和基本设计方法。

【知识目标】

1.了解带传动的工作原理、特点、类型及其应用。

2.掌握带传动的工作情况分析。

3.掌握V 带传动的设计计算。

4.了解链传动的类型、特点、滚子链及链轮结构。

图3　a　带式输送机传动装置及机构简图

1—电动机；2—带传动；3—两级齿轮减速器；4—联轴器；5—传动滚筒

5.链传动的运动特性分析。

6.链传动主要参数的选择。

7.了解齿轮传动的特点、分类和应用。

8.掌握齿轮失效的形式及计算准则。(www.xing528.com)

9.熟悉常用齿轮材料和热处理方式。

10.掌握轮齿传动的受力分析和强度计算。

11.了解斜齿轮、圆锥齿轮作用力分析及强度计算。

12.掌握齿轮传动的结构设计。

13.了解蜗杆传动的类型、特点及应用。

14.理解普通蜗杆传动的主要参数。

15.掌握蜗杆传动的受力分析及强度计算。

16.掌握蜗杆传动的润滑、效率和热平衡计算。

图3　b　齿轮-蜗轮蜗杆减速器

【能力目标】

1.能科学使用带传动、链传动装置。

2.能设计常用带传动装置，并能正确安装使用与维护。

3.能设计常用链传动装置，并能正确安装使用与维护。

4.能识别齿轮折断、点蚀、磨损等齿轮失效形式及分析其产生的原因，并提出解决方法。

5.能对齿轮传动、蜗轮蜗杆传动进行受力分析。

6.能设计直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮传动。

7.能设计蜗轮、蜗杆传动。

8.能使用计算机软件绘制齿轮、蜗轮零件图。