1、机械创新设计,第六章 机械传动的创新设计,主讲 机电 黄惠麟,在机器中，将原动系统的动力和运动按预定工作要求传递到工作系统的中间装置，称为传动系统，传动可以通过机、电、液等多种形式来实现、传统的机械传动有：带传动、链传动、齿轮传动等。在机械设计中，原动系统的设计主要是选择原动机，工作系统的工作要求也往往是明确的，因此，传动系统的设计往往成为机械设计的主体。,主讲 机电 黄惠麟,第一节 传动类型分析,常用的机械传动类型有：带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等，它们都有各自的优缺点和运用场合，为了便于选用和设计，现将各种基本传动类型的特点列于表6-1中。,主讲 机电 黄惠麟,主讲 机电 黄惠麟,第
2、二节 各类传动举例,一、齿轮传动1.行星齿轮传动,常见的齿轮传动装置中，齿轮的轴线一般是固定的，而行星齿轮传动装置中（如图6-1和图6-2所示，通常称为行星轮系），就存在着轴线不固定的齿轮2，它绕自身几何轴线O2转运，又绕固定的几何轴线O1转动，如同自然界的行星一样，即有自转又有公转，因此齿轮2称为行星轮，齿轮1和齿轮3的几何轴线固定不动，称为太阳轮，支持行星轮作自转和公转的构件H称为行星架。,主讲 机电 黄惠麟,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,行星轮系可实现大的传动比，结构紧凑；利用行星轮系可实现运动的合成与分解，图6-3所示汽车差速器中的
3、行星轮系，就可以实现左右车轮转速不同的运动合成与分解。,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,第二节 各类传动举例,3.摆线针轮行星传动装置,摆线针轮传动是针对渐开线少齿差行星传动的主要缺点而改进发展起来的一种比较新型的传动。 摆线针轮行星传动的减速原理、输出机构的形式，均与渐开线少齿差行星齿轮传动相同，但其齿轮是采用摆线作为齿廓，其机构运动简图如图6-6所示。,主讲 机电 黄惠麟,这种传动承载能力大，效率高；但加工和安装精度要求高，散热也比较困难。,图6-6 太阳轮1为针轮（针轮轮齿为带有滚动销套的圆柱销）固定在机壳上；行星轮2的轮齿为摆线齿。两轮的齿数相差1.该传动装置的传动比为：,主
4、讲 机电 黄惠麟,二、链传动 链条是人们很熟悉的常用的机构传动构件之一。链传动作为有中间挠性件的机械传动，其应用历史十分悠久，传统的链传动如图6-8所示，主要由链条和主动轮、从动轮组成。实际应用场合往往还配置有张紧、润滑、安全保护等装置。,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,第二节 各类传动举例,实际上，链条作为机构元件应用，有着很广阔的发展空间，如能突破传统的结构形式，可充分发挥链传动的优势，推动含有链条这种挠性结构元件创新设计。,主讲 机电 黄惠麟,第二节 各类传动举例,1.导轨链传动 把传动链装入一几何形状的导轨中，再配上与之相啮合的链条作为主动轮，组成导轨传动。主动轮可以作内啮合
5、布置（如图6-8所示），还可以作外啮合布置（如图6-9所示）。,主讲 机电 黄惠麟,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,从图6-9可知，销轴的两端装有滚轮2，滚轮2与导轨1配合，以保证链条有与导轨相同的几何轨迹，链轮4仍与滚子3啮合。其滚子链条是在标准滚子链结构上派生出来的，是一种延长销轴滚子链。导轨链传动中没有从动轮，其运动输出直接利用链条本身就能够得到各种几何形状的仿形运动，如将导轨链传动设计成各种输出机构，则可以实现给定的各种复杂规律（包括运动轨迹变化和速度变化）的运动输出。,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,导轨链传动的运动输出机构很多，有如图6-10所示直接利用链条本身
6、输出运动的机构。,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,6-11所示的利用滑块导槽机构、曲柄连杆机构、槽轮间隙机构输出运动的机构6-11（a）为配置有滑块导槽机构的导轨链传动，它可以用来输出直线往复运动，这种结构的导轨链传动，在要求作长冲程的直线往复运动时有很大的优越性。如在石油行业的采油作业中，应采用了含导轨链传动的新式抽油机。,主讲 机电 黄惠麟,常见的自行车都是采用链传动，链传动有很多优点，能在风吹日晒雨淋的恶劣环境中工作，具有良好的适应性。能不能采用其它方式来代替链传动？,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,自行车的新创意,主讲 机电 黄惠麟,新开发的齿轮传动自行车（图6-1
7、4所示），脚蹬带动齿轮通过传动轴将运动传至后轮，传动体被包覆，无绞人裙摆、裤脚之忧，并能提高传动效率。,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,图6-15所示的自行车，采用曲柄摇杆机构代替链传动，以摇杆为主动件，脚踏摇杆时，自行车便可行进。,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,自行车有许多创新结构形式，如折叠自行车、高速自行车、多功能自行车等等。,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,bb,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,第二节 各类传动举例,四、离合器 联轴器是将轴与轴（或轴与旋转零件）联成一体，使其一同运转并实现转矩的传递。联轴器在运转时两轴不能分离，必须停车后，经过
8、拆卸才能分离。 为了实现在运转时两轴能够随时分离与联接，人们设计制造了离合器。,主讲 机电 黄惠麟,第二节 各类传动举例,自动离合器 自动离合器有控制转矩的安全离合器，有控制旋转方向的定向离合器，有根据转速的变化自动离合的离心式离合器。 自动离合器是一种能根据机器运转参数（如转矩、转速或转向）的变化而自动完成接合与分离动作的离合器。,主讲 机电 黄惠麟,定向离合器 定向离合器只能传递单向转矩，反向时能自动分离。 图6-22是应用较为广泛的滚柱式定向离合器，主要由星轮1、外圈2、弹簧顶杆4和滚柱3组成。弹簧的作用是将滚柱压向星轮的楔形槽内。使滚柱与星轮、外圈相接触。,第二节 各类传动举例,主讲
9、机电 黄惠麟,星轮和外圈均可作为主动轮。当星轮为主动件并按图示方向旋转时，滚柱受摩擦力的作用被楔紧在槽内，因而带动外圈一起转动，这时，离合器处于接合状态。当星轮反转时，滚柱受到摩擦力的作用，被推到槽中较宽的部分，不再楔紧在槽内，这时离合器处于分离状态。,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,如果星轮仍按图示方向旋转，而外圈还能从另一条运动链获得与星轮转向相同但转速较大的运动时，按相对运动原理，离合器将于分离状态。此时星轮和外圈互不相干，各自以不同的转速转动。所以，这种离合器又称为自由行走离合器。又由于它接合和分离是与星轮和外圈之间的转速差有关，因此也称超越离合器。,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,在汽车的启动机中，装上这种定向离合器，启动时电动机通过定向离合器的外圈（此时外圈转向与图中所示相反）、滚柱、星轮带动发动机；当发动机发动以后，反过来带动星轮，使其获得与外圈转向相同但转速较大的运动，使离合器处于分离状态，以避免发动机带动启动电动机超速旋转。,第二节 各类传动举例,主讲 机电 黄惠麟,第二节 各类传动举例,定向离合器常用于汽车、拖拉机和机床等设备中。,主讲 机电 黄惠麟,谢谢,主讲 机电 黄惠麟,
