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驱动各种设备的机器和设备需要能量。需要传输可用的能量/功率以获得所需的运动和功。使用机械元件将动力从输入传递到输出时，称为机械动力传递。机械元件（例如摩擦盘，各种类型的皮带，绳索，链条，齿轮，联轴器等）用于动力传递。  皮带传动 皮带传动 ： 为了将动力从一个轴传递到另一个轴，将皮带轮安装在两个轴上。然后，皮带轮通过一条环形皮带连接。连接皮带保持张力，依靠摩擦力来传递运动和动力的机械传动。通过改变两个皮带轮的直径可以改变从动轴的速度。 传输的功率取决于以下因素： 1.皮带的速度。 2.将皮带放在皮带轮上的张力。 3.皮带和较小皮带轮之间的接触弧。 当需要动力或旋转运动在两个平行轴之间传递时，皮带驱动是常用的方法之一。 皮带的类型 1、按传动原理分： （1）摩擦带传动：靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等。 （2）啮合带传动： 靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。 2、按用途分： 传动带：用于传递动力 传送带：用于输送物品 3、按传动带的截面形状分： 平带、V 带、多楔带、圆形带、齿形带（同步带） 平型带传动工作时,带套在平滑的轮面上，借带与轮面间的摩擦进行传动。传动型式有开口传动、交叉传动和半交叉传动等（外观参考上图），分别适应主动轴与从动轴不同相对位置和不同旋转方向的需要。平型带传动结构简单，但容易打滑，通常用于传动比为3左右的传动。 多楔带 柔性很好，皮带背面也可用来传递功率。如果围绕每个被驱动皮带轮的包容角足够大，就能够用一条这样的皮带同时驱动车辆的几个附件(交流发电机、风扇、水泵、空调压缩机、动力转向泵等)。它有PH、PJ、PK、PL和PM型等5种断面供选用，其中PK型断面近年来已广泛用于汽车上。这种皮带允许使用比窄型三角带更窄的皮带轮(直径dmin≈45mm)。为了能够传递同样的功率，这种皮带的预紧力最好比窄型三角带增大20%左右。 同步带 这是一种特殊的带传动。带的工作面做成齿形，带轮的轮缘表面也做成相应的齿形，带与带轮主要靠啮合进行传动。同步齿形带一般采用细钢丝绳作强力层，外面包覆聚氯脂或氯丁橡胶。强力层中线定为带的节线，带线周长为公称长度。带的基本参数是周节p和模数m 。周节p等于相邻两齿对应点间沿节线量得的尺寸，模数m=p/π。中国的同步齿形带采用模数制，其规格用模数×带宽×齿数表示。 同步带与普通带传动相比，同步齿形带传动的特点是： 1.钢丝绳制成的强力层受载后变形极小，齿形带的周节基本不变,带与带轮间无相对滑动,传动比恒定、准确； 2.齿形带薄且轻，可用于速度较高的场合，传动时线速度可达40米/秒，传动比可达10，传动效率可达98%； 3.结构紧凑，耐磨性好； 4.由于预拉力小，承载能力也较小；制造和安装精度要求甚高，要求有严格的中心距，故成本较高。同步齿形带传动主要用于要求传动比准确的场合，如计算机中的外部设备、电影放映机、录像机和纺织机械等。 V带（三角带） V带也是咱们机械人平时用的最多的皮带传动了，三角带传动工作时，带放在带轮上相应的型槽内，靠带与型槽两壁面的摩擦实现传动。三角带通常是数根并用，带轮上有相应数目的型槽。用三角带传动时,带与轮接触良好,打滑小,传动比相对稳定,运行平稳。三角带传动适用于中心距较短和较大传动比(7左右)的场合,在垂直和倾斜的传动中也能较好工作。此外，因三角带数根并用，其中一根破坏也不致发生事故。 1.对带传动机构装配的技术要求 (1)两根传动轴必须严格地保持平行。 (2)带轮装在轴上,应没有歪斜和摆动。 (3)当两个带轮的宽度相同时,它们的端面应位于同一平面内 (4)平带在轮面上应保持在中间位置,工作时不应脱落 (5)带的张紧力应能保持带和带轮的接触面间有足够的摩擦力,以传递一定的功率。 带传动工作时所受的应力有： 1、由紧边和松边拉力产生的应力 2、由离心力产生的应力 3、带在带轮上弯曲产生的弯曲应力 皮带失效的原因 带失效主要是因为疲劳破坏造成胶带的断裂、橡胶层龟裂和包布层因摩擦造成的磨损。 胶带断裂和龟裂的原因可能是频繁过载、带轮直径偏小、橡胶老化等。 带传动的优点有： 1、运行时平稳且噪音：适合用在两轴中心距较大的传动场合。 2、有缓冲吸振作用：皮带具有良好的弹性，工作时传动平稳可以缓冲、吸振。 3、有过载保护作用：如果工作时遇到过载，皮带会在带轮上打滑，能防止薄弱零部件被损坏，可以起到安全保护的作用。 4、对制造和安装精度要求不高：造价低廉、结构简单、制造简单、成本低、不需要润滑以及缓冲、吸震、安装及维护方便等特点。 5、适于远距离传动（amax=15m）：皮带是中间零件，一定范围内可根据需要来选定长度，以适应中心距要求较大的工作要求。 皮带传动的缺点有： 1、有弹性滑动使传动比i不恒定：靠摩擦力传动，不能传递大功率。传动中有滑动不能保证准确的传动比。 2、滑动损失：皮带在工作运行的时候，由于带轮两边的拉力差以及相应的变形差形成弹性滑动，导致带轮与从动轮的速度损失。弹性滑动与载荷、速度、带轮直径和皮带的结构有关。有的皮带传动还有几何滑动。过载时将引起打滑，使皮带的运动处于不稳定状态，效率急剧下降，磨损加剧，严重影响皮带的寿命。 3、滞后损失：皮带在运行中会产生反复伸缩，特别是带轮上的绕曲会使皮带体内部产生摩擦引起功率损失。 4、空气阻力：高速传动时，运动中的风阻将引起转矩损耗，其损耗值与速度的平方成正比。因此，设计高速皮带传动时，皮带的表面积宜小，尽量用厚而窄的皮带，带轮的轮辐面要平滑，或用辐板 以减小风阻 绳索驱动： 当驱动器和从动轴之间的中心距离很大并且需要传输更大的功率时，将使用绳索驱动器。这里使用钢丝绳代替皮带。在皮带轮轮缘上提供适当尺寸的凹槽。例如电梯/升降机，高架起重机，提升机，索道等。  绳索驱动 绳索驱动的优点： 绳索可以传输大功率。 简便的维护。 传动过程静音。 由于凹槽的楔入作用，与平皮带传动相比，摩擦系数更高。 由于钢丝绳具有柔韧性，因此允许在驱动器中产生很小的错位。 绳索驱动的缺点： 由于打滑造成的功率损耗。 恒速比无法保持。 始终需要调整中心距离。 钢丝绳滑轮的磨损率更高 初始成本相对较高。 链条驱动： 链条驱动由三个要素组成-驱动链轮，从动链轮和缠绕在链轮上的环形链条。链传动是一种正传动，其中没有打滑并且可以保持恒速比。用于自行车，摩托车，印刷机，纺织机等的链条传动。  链条类型 1.提升和牵引链 2.输送链 3.动力传输链 链传动的优点； a）链传动中不会打滑，因为皮带传动中会打滑。 b）与皮带驱动器相比占用更少的空间。 c）高传输效率。 d）传动比皮带驱动更多。 e）在不利的温度和大气条件下运行。 f）更高的速比。 g）用于长距离和短距离。。 h)与皮带驱动器相比，使用寿命更长。 链条传动的缺点： 与皮带驱动相比噪音很大。 初始成本比皮带驱动器高 初始成本比皮带驱动器高 需要调整中心距。 与皮带驱动相比，维护成本更高且更复杂。 使用链条传动的环境 高温等恶劣环境 轴间距较大 传动较准确 传动力矩大 传动链选型计算 在选型计算开始前，我们必须先弄清楚几个已知条件： 1.传递功率：P 2.大链轮需要的转速：n1，小链轮需要的转速：n2 3.传动用途，载荷性质，原动机种类 齿数选择 根据传动轴大小选择最小齿数链轮，但要注意俩个原则： 小链轮齿：Z1≧17； 但是当高速和承受冲击载荷时：Z1≧25 大链轮齿数：Z2=Z1*i （i：传动比） 2 理论传递功率计算 Pc=P*f1（应用系数）*f2（小链轮齿数系数）  GB18150-2006  如果使用的是多列链，多列链的传动能力达不到1+1=2的效果，它有一个多列系数，需要大家注意。  系数 链条节距p选择 链条节距一般是根据小链轮转速和理论传递功率Pc查表选取，由于每一个品牌的表格不一样，就不列出了，在选型时查对应型号的表格就行。 注意事项： 尽量选择节距小的链条，原因是节距小的链条结构紧凑，传动平稳，能跑高速。功率大时可选用小节距的多排链。但多排链要注意其对脏污和误差比较敏感。 中心矩选择 一般取30p～50p 脉动载荷，无张紧轮时：<25p 中心距不可调整：<30p 有托板或有张紧轮时：>80p 必要条件：保证小链轮包角>120°,且大小链轮不会碰撞 链结数计算  链速  n1:小链轮转速； z1：小链轮齿数； p：节距 n2:大链轮转速； z2：大链轮齿数； 低速：V<0.6m/s 中速：v=0.6～8m/s 高速：v>8m/s 传动链设计注意事项 1. 设计张紧轮，或者中心距可调。避免啮合不良和振动，应使链条的挠曲量<4%*轴间距 。 2. 有些品牌的链条和接头是分开卖的，买链条别忘了买接头。 3. 俩链轮轴应保正水平。 5. 注意使用环境。 （1）温度：-10°～60° （2）无腐蚀气体和高度潮湿气体 齿轮传动： 齿轮传动是目前机械传动中应用最广泛、最常见的一种传动形式。它的传动比准确、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长。可用来传递力矩和运动、变换运动的方向、指示读数及变换机构的位置等。 1、按轴线的相对位置及齿线形状分类 ①平行轴齿轮传动：  直齿圆柱齿轮  斜齿圆柱齿轮  人字齿轮传动 ②相交轴圆锥齿轮传动： 直齿 直齿 斜齿 曲齿 曲齿 ③交错齿轮传动： 交错轴斜齿圆柱齿轮 交错轴斜齿圆柱齿轮 蜗轮蜗杆传动 2、按齿廓曲线的形状分类 1）渐开线齿轮 渐开线齿轮 2）摆线齿轮 3）圆弧齿轮 在选择齿轮传动类型时，一般可考虑以下的原则： 1） 工作机械对传动装置的结构与动力参数的要求，如传动装置的尺寸、安装位置、功率（或转矩）、转速、效率等。 2） 工作机械对传动装置的性能要求，如传动精度、振动、噪声、负荷特性、工作可靠性等。 3） 动力机械的安装位置、功率、转速与负荷特性情况。 4） 传动装置的合理性、先进性、经济性与通用性等。 5） 制造设备条件、生产工艺水平与所需生产批量。 6） 利用类比法选型的可能性，即参考已有或类似机械的使用情况与选型经验。 |
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