减速器设计方法和计算

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第三章 机械传动装置设计

执行机构需由原动机输入动力才能工作。一般来说，原动机与执行机构直接相联的情况较为少见。通常是在二者之间设置一中间装置，此中间装置称为传动装置。在机械中，传动装置的功用是根据执行机构的工作要求，实现减速、增速、变速、改变运动形式或方位等。工程实践表明，传动装置常是机械中的重要组成部分，在整机的成本和重量中占有很大的比重，并在很大程度上决定整机的技术性能和运转费用。因此，正确设计传动装置对保证整机的技术性能和质量指标具有相当重要的意义。

机械传动装置设计的一般步骤是：选择机械传动型式，计算各轴的运动和动力参数，传动零件（如带传动、齿轮传动和/或链传动、联轴器等）的设计计算，减速器部件（或其他部件）的结构设计与装配图绘制，主要零件（轴、齿轮、箱体等）结构设计与工作图绘制。

第一节 机械传动型式的选择

一．选择传动型式应考虑的因素

根据工作原理的不同，传动可分为两大类，即机械传动和电传动。在机械传动中，又分摩擦传动、啮合传动、液压传动和气压传动。根据本课程的教学范围，本书所选列的设计题目中主要涉及摩擦传动和啮合传动。

设计传动装置时，首先必需选定传动型式。所以必须了解、掌握、分析和比较各种有关常见传动的性能、特点和适用范围，在此基础上合理选定传动型式及其组成的传动方案，以满足执行机构的运动、动力和其他要求。

选择传动型式时，应当考虑的主要指标是：功率、效率、运动性能、外形尺寸，重量，生产率和成本等。现分别简述如下：

1．功率

每种传动所能传递的功率大小与该传动的工作原理、承载能力、工作速度、效率、材料和制造精度等因素有关。一般来说，啮合传动传递的功率高于摩擦传动，但是啮合传动中的蜗杆传动则因齿面相对滑动速度较大，导致发热量大和效率较低而不宜传递较大的功率；同步带传动则因材料关系亦不能传递大的功率。

2．效率

效率是评定传动质量指标的一个重要参数，高的效率意味着节约动力和节省运行费用，效率低的传动一般不用于传递大的功率。通常啮合传动的效率高于摩擦传动，但普通圆柱蜗杆传动的效率可能低于摩擦传动。各种传动的机械效率见表9－1.13。 3．速度

速度是传动装置的一个主要运动特性，提高传动的速度是机械的主要发展方向之一。影响速度的因素有动载荷和制造精度等，在常规传动中，除螺旋传动和链传动外，啮合传动的允许速度一般高于摩擦传动。 4．传动比

传动比是传动装置的又一运动特性。每种传动因受外形尺寸或承载能力等因素的限制，均有各自适用的最大传动比值（见表9－1.14）。此外，还应考虑传动比值的精确性问题。对于要求精确传动比的机械，不能采用摩擦传动而应采用啮合传动。 5．外廓尺寸、重量及成本

传动装置的外廓尺寸和重量与传动零件材料的机械性能、允许传递速度、允许传递功率等密切有关。在上述条件确定的情况下，单级传动的外廓尺寸和重量主要取决于传动型式。一般说来。啮合传动比摩擦传动轻巧，但成本较高。在啮合传动中，蜗杆传动和一些内啮合行星传动的尺寸和重量通常最小。

二．选择传动型式的基本原则

一般来说，传动装置的设计要求是：传动链短、传动效率高、不同类型机构在传动链中的位置顺序安排合理、传动比分配合理，此外还要考虑传动的输出运动与执行机构输入运动的匹配等问题。选择传动型式的基本原则如下：