6-1 带传动 重点
一、工作原理与类型
带传动由主动带轮、从动带轮和紧套在两轮上的传动带组成，靠带与带轮之间的摩擦力（同步带靠啮合）传递运动和动力。
| 类型 | 截面/结构 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|---|
| 平带传动 | 矩形截面 | 结构简单、传动距离远，易跑偏 | 高速、大中心距 |
| V 带传动 | 梯形截面（普通 V 带、窄 V 带） | 楔形摩擦、摩擦力大、传动能力强，应用最广 | 机床、电机、风机 |
| 多楔带 | 平带基体 + 多条楔形筋 | 兼有平带与 V 带的优点，弯曲性好 | 高速、大功率、结构紧凑 |
| 同步带 | 带内侧有齿，与带轮齿啮合 | 无滑动、传动比准确、效率高 | 数控机床、打印机、汽车正时 |
二、传动比
三、弹性滑动与打滑
| 项目 | 弹性滑动 | 打滑 |
|---|---|---|
| 原因 | 带的弹性变形引起，紧边与松边拉力不同 | 过载使所需有效拉力超过最大摩擦力 |
| 性质 | 不可避免的正常现象 | 可以避免的失效现象 |
| 后果 | 传动比不准确、效率略降 | 传动失效、带剧烈磨损发热 |
四、失效形式与设计要点
- 失效形式：① 打滑；② 带疲劳损坏（脱层、撕裂、拉断）。
- 包角：小轮包角 α1 ≥ 120°（V 带），包角过小易打滑。
- 张紧：定期检查张紧力，常用张紧装置有滑道式、摆架式、张紧轮（张紧轮应装在松边内侧，靠近大轮）。
- 维护：带轮对中、避免油污、多根 V 带需同组更换。
优点与缺点
优点：能缓冲吸振、过载打滑起保护作用、结构简单、成本低、适合中心距较大场合。缺点：有弹性滑动、传动比不准确、外廓尺寸大、带需定期更换、不宜高温油污环境。
6-2 链传动 基础
一、组成与特点
链传动由主动链轮、从动链轮和链条组成，靠链条与链轮轮齿的啮合传递运动和动力，属具有中间挠性件的啮合传动。
- 优点：无弹性滑动、平均传动比准确、传动效率高（0.95～0.98）、可在高温油污环境工作、中心距较大时结构比带传动紧凑。
- 缺点：瞬时链速与传动比脉动（多边形效应）、有冲击噪声、只适用于两轴平行、需润滑与维护、不宜急速反转。
二、滚子链的结构
滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子组成。内链板与套筒、外链板与销轴为过盈配合；套筒与销轴、滚子与套筒为间隙配合，使链节可相对转动，滚子与链轮齿啮合时变滑动为滚动，减轻磨损。
三、传动比与多边形效应
多边形效应：链条绕在链轮上呈多边形而非圆形，使链速和瞬时传动比产生周期性波动，引起振动与动载荷。链轮齿数越少、链节距越大，多边形效应越明显。一般小链轮齿数 z1 ≥ 17（高速时 ≥ 25）。
四、布置、张紧与润滑
- 两链轮轴线应平行，两轮共面；一般紧边在上、松边在下，避免链条与轮齿干涉。
- 中心距宜取 (30～50)p，链条下垂量约为中心距的 2%～3%，过大需张紧（张紧轮或调整中心距）。
- 润滑方式：人工刷油、滴油、油浴、喷油，速度越高要求越高；应加装护罩防尘并保证安全。
常见错误
链条过紧会使轴与轴承承受过大附加载荷、加速磨损；过松则易跳齿、脱链。应按下垂量标准调整，而不是“越紧越好”。
6-3 螺旋传动 基础
一、工作原理与类型
螺旋传动利用螺杆与螺母的相对转动，把旋转运动变为直线运动，同时传递运动和动力。按摩擦状态分为滑动螺旋和滚动螺旋。
| 类型 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|
| 滑动螺旋 | 结构简单、易自锁、承载大，但摩擦大、效率低（0.3～0.6）、易磨损 | 千斤顶、机床丝杠、螺旋压力机 |
| 滚动螺旋（滚珠丝杠） | 摩擦小、效率高（0.9 以上）、精度高、寿命长，但不能自锁、结构复杂 | 数控机床进给、精密测量、机器人 |
二、运动关系
若螺杆转动、螺母移动，则螺母的移动速度 v = n·Ph（n 单位为 r/min 时，v 单位为 mm/min）。
三、自锁与效率
单线梯形螺纹升角小（λ 约 3°～4°），容易自锁，适合起重螺旋（千斤顶）；多线螺纹升角大、效率高但不自锁，适合传动螺旋（如机床进给丝杠）。
四、主要失效与材料
- 失效：螺纹牙磨损（最常见）、螺杆断裂、螺母螺纹牙剪断、螺杆受压失稳（细长千斤顶）。
- 材料：螺杆常用 45、40Cr、65Mn（需耐磨时表面淬火）；螺母常用耐磨铜合金 ZCuSn10P1 或耐磨铸铁，以减轻磨损。
- 注意：螺旋传动效率低、发热大，高速长时工作时须考虑散热与润滑。
6-4 齿轮传动 重点
一、分类与特点
| 分类依据 | 类型 |
|---|---|
| 两轴相对位置 | 圆柱齿轮（平行轴）、圆锥齿轮（相交轴）、交错轴斜齿轮与蜗杆（交错轴） |
| 齿线形状 | 直齿、斜齿、人字齿、曲线齿 |
| 啮合方式 | 外啮合、内啮合、齿条 |
优点：传动比准确、效率高（0.94～0.99）、结构紧凑、功率与速度范围广、寿命长。缺点：制造安装精度要求高、成本高、不适宜远距离传动、无过载保护。
二、齿廓啮合基本定律与渐开线
要使两齿轮传动比恒定，两轮齿廓在任一点接触时，过接触点的公法线必须交连心线于一个定点（节点），这就是齿廓啮合基本定律。渐开线齿廓能满足这一要求，且具有中心距可分性（中心距略有变化不影响传动比）。
三、标准直齿圆柱齿轮的基本参数
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| 模数 m | m = p/π，已标准化。模数越大，轮齿越大、承载能力越强 |
| 齿数 z | 齿数过少会根切，标准直齿轮 zmin = 17 |
| 压力角 α | 标准值 20°，决定齿形与受力方向 |
| 齿顶高系数 ha*、顶隙系数 c* | 正常齿制 ha* = 1，c* = 0.25 |
四、正确啮合与连续传动条件
五、传动比与失效形式
| 失效形式 | 部位与原因 | 防止措施 |
|---|---|---|
| 轮齿折断 | 齿根弯曲疲劳（闭式硬齿面、开式） | 增大模数、增大齿根圆角、提高材料韧性、正变位 |
| 齿面点蚀 | 闭式软齿面，接触疲劳 | 提高齿面硬度与光洁度、增大直径、采用黏度合适的润滑油 |
| 齿面胶合 | 高速重载，油膜破裂 | 采用抗胶合添加剂、降低温度、提高硬度、减小模数 |
| 齿面磨损 | 开式传动、粉尘环境 | 闭式传动、加防护罩、提高硬度、清洁润滑 |
| 塑性变形 | 低速重载、齿面过软 | 提高齿面硬度、采用高黏度油 |
易错
① 模数不是“齿的大小”而是 p/π，必须取标准值；② 齿顶圆直径不等于 m(z+2) 用于斜齿轮（斜齿轮按法向/端面参数换算）；③ 一对齿轮啮合，传动比由齿数决定，与模数无关。
6-5 蜗杆传动 重点
一、组成与特点
蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递两交错轴（通常垂直）间的运动和动力。
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 传动比大（一般 8～80，可分度传动达数百）；结构紧凑；传动平稳、噪声小；可实现自锁（反行程不能传动） | 效率低（0.7～0.8，自锁时仅 0.4 左右）；发热量大，需散热措施；蜗轮需用贵重的减摩材料（青铜）；制造精度要求高 |
二、主要参数与传动比
三、自锁与效率
四、材料、散热与安装
- 材料配对：蜗杆用 45、40Cr（调质或渗碳淬火，硬度高、表面光洁）；蜗轮用铸锡青铜（ZCuSn10P1，减摩耐磨，用于高速）或铝铁青铜、灰铸铁（低速轻载）。要求“硬螺杆 + 软蜗轮”。
- 散热：加散热片、风扇、油池冷却盘管、循环油冷却；箱体油温一般不超过 80 ℃。
- 安装：蜗杆轴与蜗轮轴必须垂直，中心距准确；蜗轮齿宽方向需对中，可通过调整垫片实现。
- 润滑：采用高黏度蜗轮蜗杆油，浸油润滑时油面应浸到蜗杆齿高或蜗轮齿高的 1/3～1/2。
一句话记住
蜗杆传动“降速大、能自锁、效率低、发热多”，因此起重机常用它做安全自锁的减速装置，而大功率连续传动则优先选齿轮传动。
6-6 齿轮系和减速器 重点
一、轮系的分类
- 定轴轮系：所有齿轮的轴线位置固定不动。
- 周转轮系：至少有一个齿轮的轴线绕另一齿轮的轴线转动（含行星轮、系杆）。
- 复合轮系：由定轴轮系与周转轮系组合而成。
二、定轴轮系传动比
惰轮：既是从动轮又是主动轮的中间齿轮，只改变转向，不改变传动比大小。
三、减速器
| 类型 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|
| 单级圆柱齿轮减速器 | 结构简单、效率高，传动比 3～6 | 一般机械传动 |
| 两级圆柱齿轮减速器 | 传动比 8～40，分展开式、同轴式、分流式 | 起重运输、冶金设备 |
| 圆锥—圆柱齿轮减速器 | 可改变传动方向，用于相交轴 | 需要直角传动的场合 |
| 蜗杆减速器 | 传动比大、结构紧凑、可自锁，效率较低 | 起重、电梯、输送设备 |
| 行星减速器 | 体积小、传动比大、承载能力高 | 机器人、精密传动 |
四、减速器的结构与维护
- 箱体：剖分式便于装拆，常用灰铸铁 HT200；应保证轴承孔的加工精度与同轴度。
- 附件：窥视孔与视孔盖、通气器、油标（油尺）、放油塞、定位销、起盖螺钉、吊耳与吊环。
- 润滑：齿轮常用浸油润滑（油面浸到 1～2 个齿高），轴承可用飞溅润滑或脂润滑。
- 维护：首次运行 100～200 h 后换油，之后按周期换油；定期检查油位、油温、密封与噪声。
计算易错点
① 忘记乘 (−1)m 判断转向；② 把内啮合也计入外啮合对数；③ 蜗杆传动中把 z1 当成齿数以外的量（蜗杆头数即其“齿数”）；④ 惰轮误当成参与传动比计算。