機械系統(tǒng)設計 傳動系統(tǒng)設計

第四章 傳動系統(tǒng)設計四、內(nèi)聯(lián)傳動系統(tǒng)的設計一、傳動系統(tǒng)的類型五、典型傳動系統(tǒng)二、傳動系統(tǒng)的組成三、傳動系統(tǒng)的運動設計第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型 與 組 成一、傳動系統(tǒng)的作用2 將 (或 某 個 執(zhí) 行 件 )的 速 度 、 力 矩 傳 遞給 (或 另 一 執(zhí) 行 件 ） ， 使 該 執(zhí) 行 件 具 有 某 種運 動 和 出 力 的 功 能 。傳 動 系 統(tǒng) 執(zhí) 行 系 統(tǒng)動 力 系 統(tǒng) 外 聯(lián) 傳 動 鏈 內(nèi) 聯(lián) 傳 動 鏈第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型一、傳動系統(tǒng)的作用3將 動 力 機 的 動 力 傳 遞 給 執(zhí) 行 機 構(gòu) ， 以 滿 足 執(zhí) 行 機 構(gòu) 對轉(zhuǎn) 矩 和 轉(zhuǎn) 速 的 要 求 。 1） 把 動 力 機 輸 出 的 速 度 降 低 或 增 高 ， 以 適 應 執(zhí) 行 機 構(gòu) 的需 要 。2） 實 現(xiàn) 變 速 傳 動 以 滿 足 執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 經(jīng) 常 變 速 要 求 。3） 把 動 力 機 輸 出 的 轉(zhuǎn) 矩 ， 變 換 為 執(zhí) 行 機 構(gòu) 所 需 要 的 轉(zhuǎn) 矩或 力 。4） 把 動 力 機 輸 出 的 等 速 運 動 ， 轉(zhuǎn) 變 為 執(zhí) 行 機 構(gòu) 所 要 求 的 、其 速 度 按 某 種 規(guī) 律 變 化 的 旋 轉(zhuǎn) 或 其 他 類 型 的 運 動 。5） 實 現(xiàn) 由 一 個 或 多 個 動 力 機 驅(qū) 動 若 干 個 相 同 或 不 同 速 度的 執(zhí) 行 機 構(gòu) 。6） 受 機 體 外 形 尺 寸 限 制 或 為 了 安 全 和 操 作 方 便 ， 執(zhí) 行 機構(gòu) 不 宜 與 動 力 機 直 接 聯(lián) 接 時 ， 也 需 要 用 傳 動 裝 置 來 聯(lián) 接第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型二、傳動系統(tǒng)的類型4 a、 按 驅(qū) 動 機 械 系 統(tǒng) 的 動 力 源 分 為 ： 、等 ， 而 電 動 機 驅(qū) 動 又 有 交 流 異 步 電 動 機 (單 、 多 速 )驅(qū) 動 ， 直 流并 激 電 動 機 、 交 流 調(diào) 速 主 軸 電 動 機 驅(qū) 動 ， 交 、 直 流 伺 服 電 動 機驅(qū) 動 ， 步 進 電 動 機 驅(qū) 動 等 。 b、 按 動 力 源 驅(qū) 動 執(zhí) 行 件 的 數(shù) 目 分 為 ： 、 和等 。 c、 按 傳 動 裝 置 分 為 ： 機 械 傳 動 裝 置 、 液 壓 傳 動 裝 置 、 電 氣 傳動 裝 置 以 及 上 述 裝 置 的 組 合 。 機 械 傳 動 裝 置 ： 和 兩 類 。 輸 出 速 度 可 變 ： 分 為 和 。 第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型二、傳動系統(tǒng)的類型5 d、 按 能 量 的 流 動 路 線 分 為第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型二、傳動系統(tǒng)設計要求6第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型二、傳動類型選擇依據(jù)7第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型（一）有級與無級變速傳動系統(tǒng)8指 執(zhí) 行 件 的 (或 速 度 )在 一定 的 范 圍 內(nèi) 這 樣 可 以 使 執(zhí) 行 件 獲 得 最 有 利 的 速 度 ，能 在 系 統(tǒng) 運 轉(zhuǎn) 中 變 速 ， 也 便 于 實 現(xiàn) 自 動 化 等 。u 依 靠 摩 擦 力 來 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 ；u 存 在 轉(zhuǎn) 速 損 失 ， 故 不 能 用 于 調(diào) 速 精 度 高 的 場 合 ；u 變 速 范 圍 小 ， 通 常 為 4 6， 少 數(shù) 可 達 10 15。 傳 動 平 穩(wěn) 運 動 換 向 沖 擊 小 易 于 實 現(xiàn) 直 線 運 動 第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型（一）有級與無級變速傳動系統(tǒng)9在 變 速 范 圍 內(nèi) 不 能 連 續(xù) 地 變換 ， 屬 于 有 級 變 速 。u 傳 遞 的 功 率 大u 變 速 范 圍 寬u 傳 動 比 準 確u 工 作 可 靠u 有 轉(zhuǎn) 速 損 失第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型（一）有級與無級變速傳動系統(tǒng)10CA7620型 液 壓 多 刀 半 自 動 車 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 及 轉(zhuǎn) 速 圖 第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型（一）有級與無級變速傳動系統(tǒng)113.固 定 傳 動 比 的 傳 動 系 統(tǒng) 機 械 系 統(tǒng) 執(zhí) 行 件 要 求 以某 一 固 定 的 轉(zhuǎn) 速 (速 度 )工 作 ， 則 連 接 動 力 源 與執(zhí) 行 件 的 傳 動 系 統(tǒng) 屬 于固 定 傳 動 比 的 傳 動 系 統(tǒng) ，即 該 系 統(tǒng) 是 由 若 干 個 固定 傳 動 比 串 聯(lián) 組 成 。 起 重 機 傳 動 系 統(tǒng) 簡 圖 第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型（二）獨立和聯(lián)合驅(qū)動傳動系統(tǒng)121.獨 立 驅(qū) 動 傳 動 系 統(tǒng) (1) 只 有 一 個 執(zhí) 行 件 ；(2) 有 多 個 運 動 不 相 關(guān) 的 執(zhí) 行 件 ； (3) 數(shù) 控 機 械 系 統(tǒng) 。由 電 動 機 9通 過 一 對 齒 輪 副 8、 7及 離 合 器 6帶 動 曲 軸 4旋 轉(zhuǎn) ， 再 通 過 連 桿 3使 滑 塊 2在機 身 10的 導 軌 中 作 往 復 運 動 。 操 縱 桿 1使離 合 器 接 合 或 脫 開 。 制 動 器 5與 離 合 器 6的動 作 要 協(xié) 調(diào) 配 合 ， 工 作 前 ， 制 動 器 先 放 松 ，離 合 器 后 結(jié) 合 ， 停 車 時 ， 離 合 器 先 脫 開 ，制 動 器 后 結(jié) 合 。 第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型（二）獨立和聯(lián)合驅(qū)動傳動系統(tǒng)132 集 中 驅(qū) 動 傳 動 系 統(tǒng) 機 械 系 統(tǒng) 的 多 個 執(zhí) 行 件 均 由 一 個 動 力 源 驅(qū) 動 。(1)執(zhí) 行 件 間 有 嚴 格 的 傳 動 比 要 求 ；(2)各 執(zhí) 行 件 間 運 動 有 順 序 或 協(xié) 調(diào) 的 要 求 ； (3)各 執(zhí) 行 件 的 運 動 相 互 獨 立 。 龍 門 起 重 機 有 三 個 主 要 運動 ： 大 車 運 行 、 小 車 運 行和 重 物 升 降 ， 這 三 個 運 動互 不 相 關(guān) ， 都 是 獨 立 的 ，執(zhí) 行 機 構(gòu) 分 別 由 各 自 的 電動 機 單 獨 驅(qū) 動 。 第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型（二）獨立和聯(lián)合驅(qū)動傳動系統(tǒng)14由 兩 個 或 多 個 動 力 源 經(jīng) 各 自 的 傳 動 鏈 聯(lián) 合 驅(qū) 動 一 個 執(zhí) 行件 的 傳 動 系 統(tǒng) ， 主 要 用 于 低 速 、 重 載 、 大 功 率 、 執(zhí) 行 件少 而 慣 性 大 的 機 械 。 l） 執(zhí) 行 機 構(gòu) 間 有 一 定 的 傳 動 比 要 求 2） 各 執(zhí) 行 機 構(gòu) 之 間 有 順 序 或 協(xié) 調(diào) 動 作 要 求 3 聯(lián) 合 驅(qū) 動 傳 動 系 統(tǒng) 4 數(shù) 字 控 制 機 械 系 統(tǒng) 第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型（二）獨立和聯(lián)合驅(qū)動傳動系統(tǒng)15l） 執(zhí) 行 機 構(gòu) 間 有 一 定 的 傳 動 比 要 求 高 精 度 絲 桿 車 床 的 傳 動 系 統(tǒng) 圖 ， 機 床 的 主 軸 和 刀 架 由 一 個 無 級 變 速 電 動 機 驅(qū) 動 ，電 動 機 經(jīng) 帶 傳 動 和 蝸 桿 傳 動 驅(qū) 動 主 軸 。 主 軸 經(jīng) 交 換 掛 輪 及 絲 桿 螺 母 驅(qū) 動 刀 架 。加 工 高 精 度 螺 紋 時 ， 要 求 主 軸 與 刀 具 的 相 對 運 動 保 持 十 分 準 確 的 傳 動 比 關(guān) 系 ，即 主 軸 每 轉(zhuǎn) 二 轉(zhuǎn) ， 刀 架 的 移 動 距 離 為 工 件 的 螺 紋 導 程 S。 這 種 關(guān) 系 是 由 進 給 傳動 鏈 保 證 當 工 件 的 導 程 S改 變 時 ， 需 調(diào) 整 交 換 掛 輪 的 齒 數(shù) 。第 一 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 類 型（二）獨立和聯(lián)合驅(qū)動傳動系統(tǒng)16 2） 各 執(zhí) 行 機 構(gòu) 之 間 有 順 序或 協(xié) 調(diào) 動 作 要 求第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成17一 、 變 速 裝 置 二 、 起 停 和 換 向 裝 置 要 求 省 力 、 可 靠 、 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 有 足 夠 的 動 力三 、 制 動 裝 置 要 求 可 靠 、 方 便 、 平 穩(wěn) 、 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 尺 寸 小 、 磨 損 小 、散 熱 好四 、 安 全 保 護 裝 置 銷 釘 安 全 聯(lián) 軸 器 ， 鋼 珠 安 全 離 合 器 ， 摩 擦 安 全 離 合 器 第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成一、變速裝置18作 用 ： 改 變 動 力 機 的 輸 出 轉(zhuǎn) 速 和 轉(zhuǎn) 矩 以 適 應 執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 需 要 。若 執(zhí) 行 機 構(gòu) 不 需 要 變 速 ， 可 采 用 具 有 固 定 傳 動 比 的 傳 動 系 統(tǒng)或 采 用 標 準 的 減 速 器 、 增 速 器 實 現(xiàn) 降 速 傳 動 或 增 速 傳 動 。 1 交 換 齒 輪 變 速 機 構(gòu) 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 不 需 要 變 速 操 縱 機 構(gòu) ， 軸 向 尺 寸 小 ， 變 速 箱的 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 。 更 換 齒 輪 費 時 費 力 ， 只 適 用 于 不 需 要 經(jīng) 常 變 速 的機 械 ， 如 各 種 自 動 和 半 自 動 機 械 。2 滑 移 齒 輪 變 速 機 構(gòu) 可 傳 遞 大 的 轉(zhuǎn) 矩 和 轉(zhuǎn) 速 ， 變 速 方 便 。 第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成一、變速裝置19第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成一、變速裝置20 3 離 合 器 變 速 機 構(gòu) 離 合 器 變 速 機 構(gòu) 有 牙 嵌 式 離 合 器 、 齒 輪 式 離 合 器 以 及 摩擦 片 式 離 合 器 。 牙 嵌 式 離 合 器 和 齒 輪 式 離 合 器 屬 于 剛 性 傳 動 ， 傳 動 比 準確 ， 可 傳 遞 較 大 轉(zhuǎn) 矩 ， 但 不 能 在 運 轉(zhuǎn) 中 變 速 。 摩 擦 式 離 合 器 是 靠 摩 擦 片 之 間 的 摩 擦 力 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 ， 可 在運 轉(zhuǎn) 中 變 速 ， 結(jié) 合 平 穩(wěn) 、 無 沖 擊 ， 并 可 起 過 載 保 護 作 用 。 但結(jié) 構(gòu) 復 雜 ， 傳 遞 大 轉(zhuǎn) 矩 時 體 積 較 大 ， 傳 動 比 不 準 確 ， 此 外 ，摩 擦 離 合 器 也 是 一 個 熱 源 和 噪 聲 源 。 第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成一、變速裝置21 4 嚙 合 器 變 速 機 構(gòu) 嚙 合 器 分 普 通 嚙 合 器 和 同 步 嚙 合 器 兩 種 ， 廣 泛 用 于 汽 車 變速 箱 中 。 可 采 用 常 嚙 合 ， 運 轉(zhuǎn) 平 穩(wěn) ， 能 在 運 動 中 變 速 ， 可 傳 遞較 大 轉(zhuǎn) 矩 。 普 通 嚙 合 器 的 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 但 軸 向 尺 寸 大 ， 變 速 過 程 中 易 出現(xiàn) 頂 齒 現(xiàn) 象 ， 故 換 檔 不 太 輕 便 ， 噪 聲 較 大 。 同 步 嚙 合 器 的 工 作 原 理 是 變 速 過 程 中 先 使 將 要 進 入 嚙 合 的一 對 齒 輪 的 圓 周 速 度 相 等 ， 然 后 才 進 入 嚙 合 ， 即 先 同 步 后 變 速 。第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成一、變速裝置設計要點22第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成一、變速裝置設計要點23第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成二、啟停和換向裝置24用 于 控 制 執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 起 動 、 停 車 以 及 改 變 運 動 方 向 。設 計 要 求 ： 起 停 和 換 向 方 便 省 力 ， 操 作 安 全 可 靠 ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ，并 能 傳 遞 足 夠 的 動 力 。在 選 擇 起 停 和 換 向 裝 置 時 ， 除 應 考 慮 機 械 的 工 況 外 ， 還 應 考 慮動 力 機 的 類 型 與 功 率 以 及 起 停 和 換 向 的 操 縱 方 式 。 第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成二、啟停和換向裝置251 動 力 機 為 電 動 機 當 換 向 不 頻 繁 或 換 向 雖 頻 繁 但 電 動 機 功 率 較 小 時 ， 可 直 接 由電 動 機 起 停 和 換 向 。 這 種 方 式 的 優(yōu) 點 是 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 操 縱 方 便 ，因 此 得 到 廣 泛 的 應 用 。 當 功 率 較 大 且 起 停 和 換 向 頻 繁 時 ， 常 采 用 離 合 器 起 停 和 換 向 。執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 轉(zhuǎn) 速 較 高 時 采 用 摩 擦 離 合 器 ， 執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 轉(zhuǎn) 速 較 低時 可 采 用 牙 嵌 離 合 器 等 剛 性 的 嚙 合 式 離 合 器 。 第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成二、啟停和換向裝置262 動 力 機 為 內(nèi) 燃 機 由 于 內(nèi) 燃 機 不 能 在 負 載 下 起 動 ， 故 必 需 用 摩 擦 離 合 器 或 液力 偶 合 器 來 實 現(xiàn) 起 停 。 內(nèi) 燃 機 不 能 反 向 運 轉(zhuǎn) ， 執(zhí) 行 機 構(gòu) 需 要反 向 時 應 在 傳 動 鏈 中 設 置 反 向 機 構(gòu) 。 用 離 合 器 實 現(xiàn) 起 停 時 ， 為 了 減 小 摩 擦 離 合 器 的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 ，應 將 它 放 置 在 轉(zhuǎn) 速 較 高 的 傳 動 軸 上 。 由 于 靠 近 動 力 機 ， 故 當離 合 器 脫 開 時 ， 傳 動 鏈 中 大 部 分 傳 動 件 停 止 運 動 ， 可 以 減 少空 轉(zhuǎn) 功 率 損 失 。 第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成二、啟停和換向裝置27 換 向 機 構(gòu) 放 在 靠 近 動 力 機 的 轉(zhuǎn) 速 較 高 的 傳 動 軸 上 ， 也 可 使其 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 。 但 會 使 換 向 的 傳 動 件 較 多 ， 能 量 損 失 較 大 。 對 于 傳 動 件 少 、 慣 性 小 的 傳 動 鏈 ， 宜 將 換 向 機 構(gòu) 放 在 前 面即 靠 近 動 力 機 處 ， 反 之 ， 宜 將 換 向 機 構(gòu) 放 在 傳 動 鏈 的 后 面 即靠 近 執(zhí) 行 機 構(gòu) 處 ， 以 提 高 傳 動 的 平 穩(wěn) 性 和 效 率 。第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成二、啟停和換向裝置齒 輪 摩 擦 離 合 器 換 向 機 構(gòu) 齒 輪 Z1和 Z3空 套 在 軸 上 ， 摩 擦 離 合 器 向 左 接 合 時 ，通 過 Z2傳 動 軸 。 摩 擦 離 合器 向 右 接 合 時 ， 通 過 Z0、 Z4傳 動 軸 實 現(xiàn) 反 轉(zhuǎn) ， 摩 擦 離合 器 處 于 中 間 位 置 時 ， 軸 不 轉(zhuǎn) 。 這 樣 就 可 實 現(xiàn) 軸 I的起 停 和 換 向 。 第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成二、啟停和換向裝置第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成二、啟停和換向裝置第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成二、啟停和換向裝置第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成二、啟停和換向裝置第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成二、啟停和換向裝置第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成三、制動裝置34使 執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 運 動 能 夠 迅 速 停 止 。 由 于 運 動 構(gòu) 件 具 有 慣 性 ，當 起 停 裝 置 斷 開 后 ， 運 動 構(gòu) 件 不 能 立 即 停 止 ， 而 是 逐 漸 減 速后 才 能 停 止 運 動 。 轉(zhuǎn) 速 愈 高 ， 運 動 構(gòu) 件 的 慣 性 愈 大 及 摩 擦 阻力 愈 小 ， 停 車 的 時 間 就 愈 長 。 為 了 節(jié) 省 輔 助 時 間 ， 對 于 起 停頻 繁 或 運 動 構(gòu) 件 慣 性 大 、 運 動 速 度 高 的 傳 動 系 統(tǒng) ， 應 安 裝 制動 裝 置 。 基 本 要 求 是 工 作 可 靠 ， 操 縱 方 便 ， 制 動 迅 速 平 穩(wěn) ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ，尺 寸 小 ， 磨 損 小 ， 散 熱 好 。 常 用 制 動 方 式 有 電 氣 制 動 和 機 械 制 動 。 電 動 機 起 停 和 換 向時 ， 常 采 用 反 接 制 動 。 它 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 操 作 方 便 、 制 動 迅速 等 優(yōu) 點 ， 但 反 接 制 動 電 流 較 大 ， 傳 動 系 統(tǒng) 受 到 的 慣 性 沖 擊較 大 。第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成三、制動裝置35 當 傳 動 鏈 較 長 、 起 動 比 較 頻 繁 、 傳 動 系 統(tǒng) 慣 性 較 大 及 傳 遞功 率 較 大 時 ， 常 采 用 機 械 制 動 方 式 ， 如 帶 式 、 外 抱 塊 式 、 內(nèi)張 蹄 式 和 盤 式 等 摩 擦 式 制 動 器 。 此 外 ， 還 經(jīng) 常 使 用 磁 粉 式 、磁 渦 流 式 和 水 渦 流 式 等 非 摩 擦 式 制 動 器 。第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成三、制動裝置36 1） 制 動 器 與 離 合 器 必 需 互 鎖 。 2） 合 理 確 定 制 動 器 的 安 裝 位 置 。 若 要 求 制 動 轉(zhuǎn) 矩 較 小 ，則 制 動 器 安 裝 在 轉(zhuǎn) 速 較 高 的 軸 上 。 這 樣 制 動 平 穩(wěn) ， 制 動 器 體積 也 小 。 若 要 求 制 動 時 間 短 、 制 動 靈 活 ， 則 制 動 器 可 直 接 安裝 在 主 軸 或 其 他 執(zhí) 行 機 構(gòu) 上 。 通 常 ， 制 動 器 安 裝 在 轉(zhuǎn) 速 較 高 、變 速 范 圍 較 小 的 軸 上 。 3） 帶 式 制 動 器 的 操 縱 力 應 作 用 在 制 動 帶 的 松 邊 。 制 動 器 的 設 計 與 安 裝 應 考 慮 如 下 問 題 ： 第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成三、制動裝置37第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成三、制動裝置38第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成三、制動裝置39第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成三、制動裝置40第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成三、制動裝置41第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成三、制動裝置42第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成四、安全保護裝置43機 械 在 工 作 中 若 載 荷 變 化 頻 繁 、 變 化 幅 度 較 大 、 可 能 過載 而 本 身 又 無 保 護 作 用 時 ， 應 在 傳 動 鏈 中 設 置 安 全 保 護裝 置 ， 以 避 免 損 壞 傳 動 機 構(gòu) 。 如 果 傳 動 鏈 中 有 帶 、 摩 擦離 合 器 等 摩 擦 副 ， 則 具 有 過 載 保 護 作 用 ， 否 則 應 在 傳 動鏈 中 設 置 安 全 離 合 器 或 安 全 銷 等 過 載 保 護 裝 置 。 當 傳 動鏈 所 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 超 過 規(guī) 定 值 時 ， 靠 安 全 保 護 裝 置 中 連 接件 的 折 斷 、 分 離 或 打 滑 來 停 止 或 限 制 轉(zhuǎn) 矩 的 傳 遞 。安 全 保 護 裝 置 裝 在 轉(zhuǎn) 速 較 高 的 傳 動 構(gòu) 件 上 ， 可 使 結(jié) 構(gòu) 尺寸 小 些 。 若 裝 在 靠 近 執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 傳 動 構(gòu) 件 上 ， 則 一 旦 發(fā)生 過 載 ， 就 能 迅 速 停 止 運 動 ， 并 可 使 傳 動 鏈 中 其 他 傳 動構(gòu) 件 避 免 超 負 荷 運 行 。 所 以 安 全 保 護 裝 置 宜 放 在 靠 近 執(zhí)行 機 構(gòu) 且 轉(zhuǎn) 速 較 高 的 傳 動 構(gòu) 件 上 。第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成四、安全保護裝置441 銷 釘 安 全 聯(lián) 軸 器 在 傳 動 鏈 中 設 置 一 個 最 薄 弱 的 環(huán) 節(jié) ， 如 剪 斷 銷 或 剪 斷 鍵 ， 當傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 超 過 允 許 值 時 ， 銷 或 鍵 被 剪 斷 ， 使 傳 動 鏈 斷 開 ， 執(zhí)行 機 構(gòu) 便 停 止 運 動 。 剪 斷 銷 或 剪 斷 鍵 應 裝 在 傳 動 鏈 中 易 于 更 換的 位 置 上 。第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成四、安全保護裝置452 鋼 珠 安 全 離 合 器靈 敏 度 較 高 、 工 作 可 靠 、 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 但 打 滑 時 會 產(chǎn) 生 較 大 的 沖 擊 ，連 接 剛 度 較 小 ， 反 向 回 轉(zhuǎn) 時 運 動 的 同 步 性 較 差 。第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成四、安全保護裝置463 摩 擦 安 全 離 合 器結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 多 用 于 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 不 大 的 場 合 。 如 果 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 較大 ， 也 可 采 用 雙 圓 錐 摩 擦 安 全 離 合 器 或 摩 擦 片 安 全 離 合 器 。第 二 節(jié) 傳 動 系 統(tǒng) 的 組 成四、安全保護裝置47第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)481、 行 星 齒 輪 傳 動2、 擺 線 針 輪 行 星 傳 動3、 諧 波 齒 輪 傳 動第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)一、行星齒輪傳動49中 心 輪行 星 輪內(nèi) 齒 輪行 星 架第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)一、行星齒輪傳動50 一 個 或 一 個 以 上 齒 輪 的繞 另 一 齒 輪 的 迴 轉(zhuǎn)的 齒 輪 傳 動 。三 者 都 不 固 定 確定 機 構(gòu) 運 動 時 需 要 給 出 兩 個 構(gòu)件 的 角 速 度 固 定 內(nèi) 齒 輪 b或 太陽 輪 a。第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)一、行星齒輪傳動51 差 動 輪 系 可 以 把 兩 個 給 定 運 動 合 成 起 來 也 可 把 一 個給 定 運 動 按 照 要 求 分 解 成 兩 個 基 本 件 的 運 動 。 行 星 齒 輪 傳 動 應 用 廣 泛 并 可 與 無 級 變 速 器 液 力 耦合 器 和 液 力 變 矩 器 等 聯(lián) 合 使 用 進 一 步 擴 大 使 用 范 圍 。 第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)一、行星齒輪傳動52(1) 齒 圈 固 定 ， 太陽 輪 主 動 ， 行 星 架被 動 此 種 組 合 為 降 速 傳 動 ，通 常 傳 動 比 為 2.5 5，且 轉(zhuǎn) 向 相 同 。 52第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)一、行星齒輪傳動53(2) 齒 圈 固 定 ， 行 星架 主 動 ， 太 陽 輪 被 動 此 種 組 合 為 升 速 傳 動 ，傳 動 比 為 0.2 0.4，且 轉(zhuǎn) 向 相 同 。 53第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)一、行星齒輪傳動54(3) 太 陽 輪 固 定 ，齒 圈 主 動 ， 行 星架 被 動 此 種 組 合 為 降 速 傳 動 ，傳 動 比 為 1.25 1.67，且 轉(zhuǎn) 向 相 同 。54第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)一、行星齒輪傳動55(4) 太 陽 輪 固 定 ，行 星 架 主 動 ， 齒圈 被 動 此 種 組 合 為 升 速 傳 動 ， 傳 動比 為 0.6 0.8， 且 轉(zhuǎn) 向 相 同 。 55第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)一、行星齒輪傳動56(5) 行 星 架 固 定 ，太 陽 輪 主 動 ， 齒圈 被 動 此 種 組 合 為 降 速 傳 動 ，傳 動 比 為 1.5 4， 且轉(zhuǎn) 向 相 反 56第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)一、行星齒輪傳動5757(6) 行 星 架 固 定 ，齒 圈 主 動 ， 太 陽輪 被 動 此 種 組 合 為 升 速 傳 動 ， 傳 動 比為 0.25 0.67， 且 轉(zhuǎn) 向 相 反 。 57第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)一、行星齒輪傳動5858(7) 把 三 元 件 中 任意 兩 元 件 接 合 為 一體 的 情 況 行 星 齒 輪 間 沒 有 相 對 運 動 ， 作為 一 個 整 體 運 轉(zhuǎn) ， 傳 動 比 為 1，且 轉(zhuǎn) 向 相 同 。 第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)二、擺線針輪行星傳動5959第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)二、擺線針輪行星傳動60601 擺 線 行 星 輪 ， 2 針 輪 ， H 系 桿 ， V 輸 出 軸第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)二、擺線針輪行星傳動6161運 動 由 系 桿 H輸 入 ， 通 過 輸 出 機 構(gòu) 由 軸 V輸 出 。 擺 線 針 輪 行 星 傳 動也 是 一 種 KHV型 一 齒 差 行 星 傳 動 。 在 擺 線 針 輪 傳 動 中 ， 行 星 輪 的 齒 廓 曲 線 不 是 漸 開 線 ， 而 是 變態(tài) 外 擺 線 ， 中 心 內(nèi) 齒 輪 采 用 了 針 齒 ， 又 稱 為 針 輪 。 同 漸 開 線 少 齒差 行 星 傳 動 一 樣 ， 其 傳 動 比 為 ： 由 于 Z1 Z2 = 1， 故 i = -Z2， 即 擺 線 針 輪 行 星 傳 動 可 獲 得大 傳 動 比 。 擺 線 針 輪 行 星 傳 動 具 有 減 速 比 大 （ 一 級 減 速 比 9 - 115，多 級 可 獲 更 大 減 速 比 ） 、 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 、 傳 動 效 率 高 （ 一 般 可 達 90% 94%） 、 傳 動 平 穩(wěn) 、 承 載 能 力 高 、 使 用 壽 命 長 等 優(yōu) 點 ， 與 漸 開 線 少齒 差 行 星 傳 動 相 比 ， 無 齒 頂 相 碰 和 齒 廓 重 疊 干 涉 等 問 題 。 在 軍 工 、礦 山 、 冶 金 、 化 工 等 工 業(yè) 部 門 得 到 廣 泛 應 用 ， 以 其 多 方 面 的 優(yōu) 點取 代 了 一 些 笨 重 龐 大 的 傳 動 裝 置 。 其 主 要 缺 點 是 加 工 工 藝 復 雜 ，制 造 成 本 較 高 。 i = -Z2 /（ Z1 Z2） 第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)三、諧波齒輪傳動6262 諧 波 傳 動 是 建 立 在 彈 性 變 形 理 論 基 礎(chǔ) 上 的 一 種 新 型 傳 動 。1為 具 有 內(nèi) 齒 的 剛 輪 ， 2為 具 有 外 齒 的 柔 輪 ， H為 波 發(fā) 生 器 。 這三 個 構(gòu) 件 與 少 齒 差 行 星 傳 動 機 構(gòu) 的 中 心 內(nèi) 齒 輪 、 行 星 輪 2和 系桿 H相 當 。 通 常 波 發(fā) 生 器 為 主 動 件 ， 而 剛 輪 或 柔 輪 之 一 為 從 動件 ， 另 一 個 為 固 定 件 。 當 波 發(fā) 生 器 裝 入 柔 輪 內(nèi) 孔 時 ， 由 于 前 者 的 總 長 度 略 大 于 后者 的 內(nèi) 孔 直 徑 ， 故 柔 輪 變 為 橢 圓 ， 是 在 橢 圓 的 長 軸 兩 端 產(chǎn) 生 了柔 輪 與 剛 輪 輪 齒 的 兩 個 局 部 嚙 合 區(qū) ， 同 時 在 橢 圓 的 短 軸 兩 端 ，兩 輪 輪 齒 完 全 脫 開 。 至 于 在 其 余 各 處 ， 根 據(jù) 柔 輪 回 轉(zhuǎn) 方 向 的 不同 ， 或 處 于 嚙 入 狀 態(tài) ， 或 處 于 嚙 出 狀 態(tài) 。 當 波 發(fā) 生 器 連 續(xù) 轉(zhuǎn) 動時 ， 柔 輪 長 短 軸 的 位 置 不 斷 變 化 ， 從 而 使 輪 齒 的 嚙 合 區(qū) 和 脫 開區(qū) 也 隨 之 不 斷 變 化 ， 于 是 在 柔 輪 與 剛 輪 之 間 就 產(chǎn) 生 了 相 對 位 移 ，從 而 傳 遞 運 動 。 第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)三、諧波齒輪傳動6363第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)三、諧波齒輪傳動6464 在 波 發(fā) 生 器 轉(zhuǎn) 動 一 周 期 間 ， 柔 輪 上 一 點 變 形 的 循 環(huán) 次 數(shù) 與 波 發(fā)生 器 上 的 凸 起 部 位 數(shù) 是 一 致 的 ， 稱 為 波 數(shù) 。 常 用 的 有 兩 波 和 三 波 。 為了 有 利 于 柔 輪 的 力 平 衡 和 防 止 輪 齒 干 涉 ， 剛 輪 和 柔 輪 的 齒 數(shù) 差 應 等 于波 發(fā) 生 器 波 數(shù) （ 即 波 發(fā) 生 器 上 的 滾 輪 數(shù) ） 的 整 倍 數(shù) ， 通 常 取 作 等 于 波數(shù) 。 由 于 在 諧 波 齒 輪 傳 動 過 程 中 ， 柔 輪 與 剛 輪 的 嚙 合 過 程 與 行 星 齒 輪傳 動 類 似 ， 其 傳 動 比 可 按 周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 計 算 方 法 求 得 。 當 剛 輪 1固 定 ， 波 發(fā) 生 器 H主 動 ， 柔 輪 2從 動 時 ， 傳 動 比 為 ： iH2 = Z2 / （ Z1 Z2） 當 柔 輪 2固 定 ， 波 發(fā) 生 器 H主 動 ， 剛 輪 1從 動 時 ， 傳 動 比 為 ： iH1 = Z1 / （ Z1 Z2） 在 波 發(fā) 生 器 轉(zhuǎn) 動 一 周 期 間 ， 柔 輪 上 一 點 變 形 的 循 環(huán) 次 數(shù) 與 波 發(fā)生 器 上 的 凸 起 部 位 數(shù) 是 一 致 的 ， 稱 為 波 數(shù) 。 常 用 的 有 兩 波 和 三 波 。為 了 有 利 于 柔 輪 的 力 平 衡 和 防 止 輪 齒 干 涉 ， 剛 輪 和 柔 輪 的 齒 數(shù) 差 應等 于 波 發(fā) 生 器 波 數(shù) （ 即 波 發(fā) 生 器 上 的 滾 輪 數(shù) ） 的 整 倍 數(shù) ， 通 常 取 作等 于 波 數(shù) 。 由 于 在 諧 波 齒 輪 傳 動 過 程 中 ， 柔 輪 與 剛 輪 的 嚙 合 過 程 與行 星 齒 輪 傳 動 類 似 ， 其 傳 動 比 可 按 周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 計 算 方 法 求 得 。 當 剛 輪 1固 定 ， 波 發(fā) 生 器 H主 動 ， 柔 輪 2從 動 時 ， 傳 動 比 為 ： iH2 = Z2 / （ Z1 Z2） 當 柔 輪 2固 定 ， 波 發(fā) 生 器 H主 動 ， 剛 輪 1從 動 時 ， 傳 動 比 為 ： iH1 = Z1 / （ Z1 Z2） 3、 諧 波 齒 輪 傳 動 65第 三 節(jié) 特 殊 傳 動 機 構(gòu)三、諧波齒輪傳動6666優(yōu) 點 ： 傳 動 比 大 、 范 圍 寬 （ 一 級 傳 動 比 范 圍 為 50 - 500， 二 級 傳 動可 達 2500-250000） ， 且 在 傳 動 比 很 大 的 情 況 下 ， 仍 具 有 較 高 的效 率 ； 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 體 積 小 、 重 量 輕 （ 與 一 般 齒 輪 減 速 器 相 比 ， 零 件可 減 少 約 50 %， 體 積 可 減 少 20%-50%） ； 承 載 能 力 強 、 傳 動 平 穩(wěn) 、 運 動 精 度 高 ； 能 實 現(xiàn) 密 封 空 間 的 運 動 傳 遞 。 缺 點 ： 柔 輪 易 發(fā) 生 疲 勞 損 壞 ， 起 動 力 矩 大 。 近 年 來 諧 波 齒 輪 傳 動 技 術(shù) 發(fā) 展 十 分 迅 速 ， 應 用 日 益 廣 泛 。在 機 械 制 造 、 冶 金 、 發(fā) 電 設 備 、 礦 山 、 造 船 及 國 防 工 業(yè) （ 如 宇航 技 術(shù) 、 雷 達 裝 置 等 ） 中 都 得 到 了 廣 泛 應 用 。 優(yōu) 點 ： 傳 動 比 大 、 范 圍 寬 （ 一 級 傳 動 比 范 圍 為 50 - 500，二 級 傳 動 可 達 2500-250000） ， 且 在 傳 動 比 很 大 的情 況 下 ， 仍 具 有 較 高 的 效 率 ； 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 體 積 小 、 重 量 輕 （ 與 一 般 齒 輪 減 速 器 相比 ， 零 件 可 減 少 約 50 %， 體 積 可 減 少 20%-50%） ； 承 載 能 力 強 、 傳 動 平 穩(wěn) 、 運 動 精 度 高 ； 能 實 現(xiàn) 密 封 空 間 的 運 動 傳 遞 。 缺 點 ： 是 柔 輪 易 發(fā) 生 疲 勞 損 壞 ， 起 動 力 矩 大 。 近 年 來 諧 波 齒 輪 傳 動 技 術(shù) 發(fā) 展 十 分 迅 速 ， 應 用 日 益 廣泛 。 在 機 械 制 造 、 冶 金 、 發(fā) 電 設 備 、 礦 山 、 造 船 及 國 防 工業(yè) （ 如 宇 航 技 術(shù) 、 雷 達 裝 置 等 ） 中 都 得 到 了 廣 泛 應 用 。 3、 諧 波 齒 輪 傳 動 67