1、第9章 机械传动系统方案设计,9.1 机械传动类型的选择,1.工作机构的性能参数和工况要求；,2.原动机的机械特性和调速性能；,3.机械传动系统的工作条件（如温度、湿度、粉尘、腐蚀、易燃、易爆、噪声等）和设计要求（性能、尺寸、重量和布置安装等）；,4.制造工艺性和经济性（如工作寿命、传动效率、制造及维修等费用）要求。,一、 机械传动类型的选择依据,二、机械传动的选择原则,1.当原动机的功率、转速或运动形式完全符合工作机构的工况要求时，可将原动机的输出轴与工作机构的输入轴用联轴器直接联接。,2.当原动机的输出功率满足工作机构的要求，但输出的转速、转矩或运动形式不能满足工作机构的某种或多种要求时，
2、就需采用一种或多种合适类型的机械传动装置。,3.当工作机构的调速要求与原动机的调速范围相适应时，可采用固定传动比传动装置。,5.对小功率传动，应在满足工作性能的条件下，选用结构简单，费用低的传动装置。,6.对大功率传动，应优先考虑传动的效率，以节约能源，降低运转和维修费用。,7.当载荷变化频繁，且可能出现过载时，应考虑设有过载保护。,4.当工作机构要求的调速范围较大，或用原动机调速的机械特性不能满足要求时，可采用可调传动比传动装置。,三、机械传动类型的选择,1功率范围,在一般情况下，功率范围不是选择传动类型的主要依据。,2传动效率,3传动比范围,4速度范围,5其它要求,在选择机械传动类型时还应
3、考虑结构尺寸、安装布置及工作环境等要求。,四、常用机械传动的特点及使用范围：,摩擦型带传动常用于中心距较大的动力传动，由于运行平稳，结构简单，成本低。广泛应用于各种机器中。但传动能力较小，效率低，故用于传递功率不大（常用范围P=50100kW）。由于打滑和弹性滑动，摩擦有静电发生，不宜用于易燃易爆的场合。并且其传动比不能保证恒定，不能用于两轴严格同步的场合。由于其具有过载保护做用，可用于出现过载的设备。它应放在高速级上。,四、常用机械传动的特点及使用范围：,链传动主要用于要求工作可靠，且两平衡轴相距较远，以及其他不宜采用齿轮传动（如要求传动轻便、方便可靠）的场合。它还用于低速、重载、高温、潮湿
4、、多粉尘、易燃易爆等环境恶劣的场合。不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中，应放在低速级上。,四、常用机械传动的特点及使用范围：,圆柱齿轮传动制造和安装较易，传递功率和速度范围广，传递效率高，具有稳定的传动比，使用寿命长，结构紧凑，工作可靠，应用最广，承受重载或连续工作的机器一般都用它。,四、常用机械传动的特点及使用范围：,圆锥齿轮传动制造和安装较复杂，圆锥齿轮尺寸过大时加工困难。故对传动比加以限制（单级直齿圆锥齿轮传动i=13），且用于高速级上。只用于传递不大的功率及原动机轴与工作机轴相垂直的场合。,四、常用机械传动的特点及使用范围：,蜗杆传动效率低，发热大及使用期限短，适用于传递中小功率（P
5、100kW）和不连续工作的场合。常用于传动比大，要求结构紧凑或自锁的设备，且用于空间两轴垂直交错的传动，应放在高速级上。,机械传动系统设计实例分析,例 已知一带式运输机，运输胶带拉力F10000N，胶带线速度v=0.8m/s，卷筒直径D220mm，一般用途，使用时间10年（每年工作250天），双班制连续工作，单向运转，试设计此带式运输机的传动装置。,解：,带式运输机传动方案,电动机带传动单级圆柱齿轮减速器链传动工作机构；,带式运输机传动方案,电动机双级圆柱齿轮减速器工作机构；,带式运输机传动方案,电动机蜗杆蜗轮减速器工作机构；,带式运输机传动方案比较,一个好的传动方案，除满足机器的功能要求外，
6、还应当工作可靠，结构简单，尺寸紧凑，传动效率高，成本低廉以及使用维护方便。要完全满足这些要求是困难的，应综合考虑保证主要要求。,带式运输机传动方案比较,方案1：制造成本低，但尺寸大，带传动寿命短，且不宜在恶劣环境中工作。由于链传动运动的不均匀性，使运输机运转不如后两种方案平稳。,带式运输机传动方案比较,方案2：工作可靠，传动效率高，维护方便，环境适应性好，但宽度尺寸较大。,带式运输机传动方案比较,方案3：结构紧凑，环境适应性好，但传动效率低，不适于连续长期工作，且制造成本高。,带式运输机传动方案比较,带式运输机传动方案分析,1）如将低速级的开式齿轮传动改成下列传动形式之一，有何利弊？为什么？
7、A蜗杆传动 BV带传动 C链传动 D闭式直齿圆柱齿轮传动,带式运输机传动方案分析,2）若原设计方案各部分承载能力刚好满足工作要求，装配时错将带传动放在低速级， 开式齿轮传动置于高速级。 A装错后的方案合理吗？为什么？ BV带传动还能否使用？为什么？ C开式齿轮传动还能否使用？为什么？,带式运输机传动方案分析,1）用蜗杆传动代替低速级的开式齿轮传动是不合理的。蜗杆传动易放在高速级，因为发挥它的运转平稳；高速时滑动速度大，易形成油膜，有利于提高传动效率；高速级时受力小，减小了蜗轮的尺寸，从而节约有色合金，使成本降低。蜗杆传动具有传动比大而结构紧凑的优点，可用它代替带传动与开式齿轮传动，但其成本要高
8、，且传动效率低。,带式运输机传动方案分析,2）带传动靠摩擦力工作，承载能力较小，传递相同转矩时，结构尺寸较其他传动装置大，应布置在高速级上，使所受的转矩较小，以减小其结构尺寸。并且带传动传动平稳，能吸振缓冲，故不应用V带传动代替低速级的齿轮传动。,带式运输机传动方案分析,3）链传动由于运动的不均匀性，易放在低速级，用它代替开式齿轮是合理的。但其结构不如开式齿轮传动紧凑，但自重较轻，价格也有所下降。 4）闭式直齿圆柱齿轮传动传动性能好，传动效率高，但比开式齿轮传动结构复杂，体积大，成本高。,带式运输机传动方案分析,（2）装错后的方案不合理。 带传动放在低速级承载能力不够，将打滑失效。因为在传递相同功率下转速低，传递的扭矩大（T=9550P/n）。按高速级传递的扭矩设计的带传动无法用于低速级。带传动应放在高速级上，原因前面已述。而开式齿轮传动为尽可能减少齿面磨损，应放在低速级。开式齿轮传动可以使用，但是按低速级扭矩的开式齿轮传动放在高速级使用，强度过于富裕，尺寸太大。,试分析比较讨论题12-2图a、b所示两种传动方案的优缺点，哪种方案合理？为什么？,方案a合理。圆锥齿轮尺寸与重量较大，价格较高，它的加工比较困难，特别是大模数的圆锥齿轮。故应尽可能布置在高速级以减小尺寸，降低成本。开式齿轮传动易放在低速级，且成本比闭式传动低廉，尺寸更为紧凑。故方案a比方案b合理。,
