傳動系統是處于動力機和執行機構之間的中間裝置。一般,以傳遞動力為主的傳動稱為動力傳動,以傳遞運動為主的傳動稱為運動傳動。
一、傳動系統的組成
傳動系統通常由傳動部分、操縱部分及相應的輔助部分組成。
(1) 傳動部分 由各種傳動元件或部件,軸及軸系、制動、離合、換向和蓄能元件組成,以實現動力和運動的傳遞。
(2) 操縱部分 由具有啟動、離合、制動、調速、換向等機能的操縱裝置,通過手動或電動方式進行操作,以改變動力機或傳動系統的工作狀态和參數,使執行機構保持或改變其運動和力。
(3) 輔助部分 為保證傳動系統的正常工作,改善工作條件,延長使用壽命而設的裝置。如:冷卻、潤滑、計數、照明、消聲、防振和除塵等裝置。
二、傳動的類型現代機械系統的傳動裝置可按以下幾種方式分類:
(1) 按傳動的工作原理分類 (見表1);
(2) 按傳動比變化情況分類 (見表2);
(3) 按傳動輸出速度變化情況分類 (見表3)。
表1
表1
表1
表1
表2
表3
三、傳動的選擇
傳動類型的選擇關系到整個機械的運動方案設計和工作性能參數。技術經濟指标是确定傳動方案的主要因素,隻有對各種傳動方案的技術經濟指标作細緻的綜合分析和對比,才能較合理地選用傳動的類型。
(一) 傳動類型選擇的依據
選擇傳動類型時,應綜合考慮下列條件:
(1) 工作機的工況;
(2) 動力機的機械特性和調速性能;
(3) 對傳動的尺寸、重量和布置方案方面的要求;
(4) 工作環境 如對多塵、高溫、低溫、潮濕、腐蝕、易燃、易爆等惡劣環境的适應性,噪聲的限度等;
(5) 經濟性 如工作壽命和傳動效率、初始費用、運轉費用、維修費用等;
(6) 操作方法和控制方式;
(7) 其他要求 如國家的技術政策 (材料的選用、标準化和系列化等)、現場的技術條件 (能源、制造能力等)、環境保護等。
上述條件有時是相互矛盾的,不能全部得到滿足。應該根據具體情況,全面地分析考慮,在滿足機器主要功能的條件下,本着适用、經濟、美觀的原則,通過進行技術、經濟等方面的評價,給以恰當解決。
(二) 選擇的基本原則
(1) 小功率傳動,應在滿足工作性能的要求下,選用結構簡單的傳動裝置,盡可能降低初始費用。
(2) 大功率傳動,應優先考慮傳動裝置的效率,以節約能源,降低運轉和維修費
用。
(3) 當工作機要求變速時,若能與動力機調速比相适應,可直接聯接或采用定傳動比傳動裝置;當工作機要求變速範圍大,用動力機調速不能滿足機械特性和經濟性要求時,則應采用變傳動比傳動。除工作機需要連續變速者外,盡量采用有級變速傳動。
(4) 當載荷變化頻繁,且可能出現過載時,應考慮過載保護裝置。
(5) 當工作機要求與動力機同步時,應采用無滑動的傳動裝置。
(6) 傳動裝置的選用必須與制造技術水平相适應,應盡可能選用專業廠生産的标準傳動元件。
(三) 定傳動比傳動的選擇
定傳動比傳動主要采用機械傳動裝置。具體選擇時,應考慮以下因素:
(1) 功率及轉速 選擇傳動類型時,首先應考慮能否實現所傳遞的功率及運轉速度,當功率小于100kW 時,各種傳動類型都可以選用。
2) 傳動效率 對于大功率傳動,應優先選用效率高的傳動。齒輪傳動的效率較
高,但與其設計參數、制造及安裝精度和潤滑情況有關。
(3) 傳動比範圍 各種傳動類型在單級傳動時的最大傳動比是選擇傳動類型的重要依據之一。單級傳動不能滿足傳動比要求時,可采用多級傳動,效率相應降低。但單級蝸杆傳動的效率往往低于傳動比相同的多級齒輪傳動。所以,當傳動類型不同時,單級傳動和多級傳動的效率需要進行方案比較,以便選擇既滿足傳動比要求效率又較高的傳動方案。
對于大傳動比傳動,可采用行星齒輪傳動,其外廓尺寸小,重量輕,效率高,能傳遞大功率,但制造精度要求較高,裝配也較複雜。蝸杆傳動結構較簡單,傳動比大,但效率較低。諧波傳動、擺線針輪傳動和漸開線少齒差行星傳動可在傳遞的功率較小時采用。
(4) 結構尺寸和安裝布置要求 當傳動要求尺寸緊湊時,應優先選用齒輪傳動。當傳動比較大且又要求尺寸緊湊時,可考慮選用行星齒輪傳動、蝸杆傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動等。
選擇傳動形式時還應考慮布置上的要求。當主、從動軸平行時,可選用帶、鍊或圓柱齒輪傳動。當主、從動軸間距離大,或主動軸需同時驅動多根距離較大的平行軸時,則可選用帶或鍊傳動;當同時還要求同步時,則應選用鍊傳動或齒輪傳動。按兩軸的位置,當要求兩軸在同一軸線上時,可選用雙級、多級齒輪傳動或行星齒輪傳動。當兩軸相交時,可選用圓錐齒輪傳動或圓錐摩擦輪傳動。當兩軸交錯時,可選用蝸杆傳動或螺旋齒輪傳動。
(四) 有級變速傳動的選擇
有級變速傳動常采用直齒圓柱齒輪變速裝置,因為圓柱齒輪換檔方便。采用有級變速傳動主要有兩種情況:
(1) 當執行機構要求有多檔固定轉速,而動力機是非調速的時,采用有級變速傳動系統可适應執行機構的多檔速度要求。
(2) 當執行機構要求有較大的變速範圍時,可采用有級變速傳動和調速動力機聯合調速的方法,以實現執行機構的大範圍變速要求。
(五) 無級變速傳動的選擇
機械傳動、流體傳動和電力傳動都能實現無級變速。
機械無級變速傳動結構簡單,傳動平穩,維修方便,但壽命較短,通常用于較小功率傳動。
液壓無級調速裝置的尺寸小、重量輕。
氣壓無級調速裝置多用于小功率傳動和各種惡劣環境。
電力無級調速傳動的功率範圍大,容易實現自控和遙控,而且能遠距離傳遞動力。
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