皮帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)

1、皮帶傳動(dòng)是一種依靠摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的 機(jī)械傳動(dòng) 。它的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在： 皮帶有良 好的彈性， 在工作中能緩和沖擊和振動(dòng)， 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪音。載荷過(guò)大時(shí)皮帶在輪上打滑，因 而可以防止其他零件損壞， 起安全保護(hù)作用。 皮帶是中間零件。 它可以在一定范圍內(nèi)根據(jù)需 要來(lái)選定長(zhǎng)度，以適應(yīng)中心距要求較大的工作條件。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易，安裝和維修方便， 成本較低。缺點(diǎn)是：靠摩擦力傳動(dòng)，不能傳遞大功率。傳動(dòng)中有滑動(dòng)，不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，效率較 低。在傳遞同樣大的圓周力時(shí)， 外廓尺寸和軸上受力都比 齒輪傳動(dòng) 等嚙合傳動(dòng)大。 皮帶磨損 較快，壽命較短鏈傳動(dòng)的特點(diǎn) :1）與帶傳動(dòng)相比，沒(méi)有彈性滑動(dòng)，能保持準(zhǔn)確的

2、平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；鏈條不 需要大的張緊力，所以軸與軸承所受載荷較?。徊粫?huì)打滑，傳動(dòng)可靠，過(guò)載能力強(qiáng)，能在低 速重載下較好工作；2）與齒輪傳動(dòng)相比，可以有較大的中心距，可在高溫環(huán)境和多塵環(huán)境中工作，成本較低；3）缺點(diǎn)是瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比都是變化的， 傳動(dòng)平穩(wěn)性較差， 工作中有沖擊和噪聲， 不適合高速場(chǎng)合，不適用于轉(zhuǎn)動(dòng)方向頻繁改變的情況。齒輪傳動(dòng)能傳遞兩個(gè)平行軸或相交軸或交錯(cuò)軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。一、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)1）效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中， 以齒輪傳動(dòng)效率為最高， 閉式傳動(dòng)效率為 96%99%，這對(duì)大功率傳動(dòng)有很大的經(jīng)濟(jì)意義。2）結(jié)構(gòu)緊湊 比帶、鏈傳動(dòng)所需的空間尺寸小。4） 傳動(dòng)比

3、穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。 齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，正是由于其具有這一特點(diǎn)。3) 工作可靠、壽命長(zhǎng) 設(shè)計(jì)制造正確合理、 使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)， 工作十分可靠，壽命可長(zhǎng)達(dá)一二十年， 這也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬 的。這對(duì)車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳 動(dòng)距離過(guò)大的場(chǎng)合。常見(jiàn)傳動(dòng)方式的分類及其特點(diǎn)在機(jī)械傳動(dòng)方面，常見(jiàn)的傳動(dòng)種類：帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，軸傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，蝸桿渦輪傳動(dòng)，摩擦輪傳動(dòng)， 螺旋傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)，氣壓傳動(dòng)。帶傳動(dòng)一般有以下特點(diǎn)：1帶有良好的饒性，能吸收震動(dòng)，緩和沖擊，傳動(dòng)平穩(wěn)噪音小。2當(dāng)帶傳動(dòng)過(guò)載時(shí)，帶在帶

4、輪上打滑，防止其他機(jī)件損壞，起到過(guò)載保護(hù)作用。3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造，安裝和維護(hù)方便；4帶與帶輪之間存在一定的彈性滑動(dòng)，故不能保證恒定的傳動(dòng)比，傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率較低。5由于帶工作時(shí)需要張緊，帶對(duì)帶輪軸有很大的壓軸力。6帶傳動(dòng)裝置外廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊。7帶的壽命較短，需經(jīng)常更換。由于帶傳動(dòng)存在上述特點(diǎn)，故通常用與中心距較大的兩軸之間的傳動(dòng)傳遞功率一般不超過(guò)50KW。鏈傳動(dòng)兼有帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)： 與摩擦型帶傳動(dòng)相比， 鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象， 因而能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比 （平均傳動(dòng)比） 傳動(dòng)效率較高（潤(rùn)滑良好的鏈傳動(dòng)的效率約為97 98%）；又因鏈條不需要象帶那樣張得很緊，所以作用在

5、軸上的壓軸力較?。辉谕瑯訔l件下，鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)較緊湊；同時(shí)鏈傳動(dòng)能在溫度較高、有水或油等惡劣環(huán) 境下工作。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)易于安裝，成本低廉；在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)，結(jié)構(gòu)更顯輕便。主要缺點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定傳動(dòng)比，傳動(dòng)的平穩(wěn)性差；工作時(shí)沖擊和噪音較大；磨損后易發(fā)生跳齒； 只能用于平行軸間的傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)主要用在要求工作可靠 , 且兩軸相距較遠(yuǎn) , 以及其他不宜采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)1）效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率為最高，閉式傳動(dòng)效率為96%99%，這對(duì)大功率傳動(dòng)有很大的經(jīng)濟(jì)意義。2）結(jié)構(gòu)緊湊 比帶、鏈傳動(dòng)所需的空間尺寸小。3）工作可靠、壽命長(zhǎng) 設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良

6、好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長(zhǎng)達(dá)一二 十年，這也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。這對(duì)車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。4）傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。 齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用， 正是由于其具有這 一特點(diǎn)。但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過(guò)大的場(chǎng)合。滾珠絲桿的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）滾動(dòng)摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)效率高，其效率可達(dá)90%以上，摩擦系數(shù) f= ；（2）摩擦系數(shù)與速度的關(guān)系不大，故起動(dòng)扭矩接近運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩，工作較平穩(wěn)；（3）磨損小且壽命長(zhǎng)，可用調(diào)整裝置調(diào)整間隙，傳動(dòng)精度與剛度均得到提高；（4）不具有自鎖性，可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。滾珠絲桿的缺點(diǎn)有：

7、1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難；2）在需要防止逆轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)中，要加自鎖機(jī)構(gòu)；3）承受能力不如滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)大。同步帶 傳動(dòng)是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒的封閉環(huán)形膠帶和具有相應(yīng)齒的帶輪所組成， 如圖1_1所示 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，帶的凸齒與帶輪齒槽相嚙合，來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。與其他傳動(dòng)粗比，同步帶傳動(dòng)具有如下優(yōu)點(diǎn) :1. 工作時(shí)無(wú)滑動(dòng)，有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比 同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，雖然同步帶是彈性體，但由于其中承受負(fù)載的承載繩具有在拉力作用下 不伸長(zhǎng)的特性，故能保持帶節(jié)距不變，使帶與輪齒槽能正確嚙合，實(shí)現(xiàn)無(wú)滑差的同步傳動(dòng)，獲得精確的傳 動(dòng)比2. 傳動(dòng)效率高，節(jié)能效果好由于同步帶作無(wú)滑動(dòng)的同步傳動(dòng)，故有較高的傳動(dòng)效率，一般可達(dá)

8、0. 98 。它與三角帶傳動(dòng)相比，有明顯的節(jié)能效果，可用如下實(shí)例作證明。從以上數(shù)例看出， 同步帶傳動(dòng)在節(jié)能上有很大潛力， 因此采用同步帶傳動(dòng)可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。3 ，傳動(dòng)比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊 同步帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般可達(dá)到 10 左右，而且在大傳動(dòng)比情況下， 其結(jié)構(gòu)比三角帶傳動(dòng)緊湊。因 為同步帶傳動(dòng)是嚙合傳動(dòng)，其帶輪直徑比依靠摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力的三角帶帶輪要小得多，此外由于同步帶 不需要大的張緊力，使帶輪軸和軸承的尺寸都可減少。所以與三角帶傳動(dòng)相比，在同樣的傳動(dòng)比下，同步 帶傳動(dòng)具有較緊湊的結(jié)構(gòu)。4 ，維護(hù)保養(yǎng)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低 由于同步帶中承載繩采用伸長(zhǎng)率很小的玻璃纖維、 鋼絲等材料制成， 故在運(yùn)

9、轉(zhuǎn)過(guò)程中帶仲長(zhǎng)很小， 不需要像三角帶、鏈等經(jīng)常調(diào)整張緊力。此外，同步帶在運(yùn)轉(zhuǎn)中也不需要任何潤(rùn)滑，所以維護(hù)保養(yǎng)很方便， 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用比三角帶、鏈、齒輪要低礙多。5 ，惡劣環(huán)境條件下能正常工作 在具有灰塵雜質(zhì)、水及腐蝕介質(zhì)的惡劣工作條件下，鏈條易生銹、磨損，三角帶會(huì)產(chǎn)生打滑，而 同步帶傳動(dòng)卻能適應(yīng)這些條件。由于它是嚙合傳動(dòng)，在有雨水情況下不會(huì)打滑，而且水是橡膠良好的潤(rùn)滑 劑，反而可減少帶的磨損。在有灰塵雜質(zhì)時(shí)，由于同步帶帶齒進(jìn)入帶輪輪槽時(shí)，帶齒將擠壓原留在輪槽內(nèi) 的空氣，使受壓的空氣向輪槽兩側(cè)排出，這種空氣擠壓將同時(shí)起到清理嚙合表面、帶走灰塵雜質(zhì)的作用， 從而減少了同步帶的磨損。此外同步帶有較高的耐腐

10、蝕性，耐熱性，在高溫、有腐蝕氣體情況下仍能正常 工作。步進(jìn)電機(jī) 和交流伺服電機(jī) 性能比較步進(jìn)電機(jī) 是一種離散運(yùn)動(dòng)的裝置， 它和現(xiàn)代 數(shù)字控制 技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。 在目前國(guó)內(nèi)的 數(shù) 字控制 系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī) 的應(yīng)用十分廣泛。 隨著全數(shù)字式 交流伺服系統(tǒng) 的出現(xiàn)， 交流伺服電 機(jī)也越來(lái)越多地應(yīng)用于 數(shù)字控制 系統(tǒng)中。 為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì)， 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 中大 多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式 交流伺服電機(jī) 作為執(zhí)行 電動(dòng)機(jī) 。雖然兩者在控制方式上相似 （脈 沖串和方向信號(hào)） ，但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異。 現(xiàn)就二者的使用性能作 一比較。、控制精度不同兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角 一般為

11、、 ，五相 混合式步進(jìn)電機(jī)步距角 一般為 、。也 有一些高性能的步進(jìn)電機(jī) 步距角 更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于 慢走絲 機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)， 其步距角為；德國(guó)百 格拉公司( BERGER LAH)R生產(chǎn)的三相 混合式步進(jìn)電機(jī) 其步距角可通 過(guò)撥碼開(kāi)關(guān) 設(shè)置為、，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的 步距角。交流伺服電機(jī) 的控制精度由電機(jī)軸后端的 旋轉(zhuǎn)編碼器 保證。以松下全數(shù)字式交流 伺服電機(jī) 為 例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn) 2500線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四 倍頻技術(shù) ，其脈沖當(dāng) 量為 360/10000= 。對(duì)于帶 17 位編碼器 的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收 217=131072 個(gè)脈沖 電機(jī)轉(zhuǎn)

12、一圈，即其 脈沖當(dāng)量 為 360 /131072= 秒。是步距角為的步進(jìn)電機(jī)的 脈沖當(dāng)量 的 1/655 。二、低頻特性不同步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。 振動(dòng)頻率 與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)， 一般認(rèn)為 振動(dòng)頻率 為電機(jī)空載 起跳頻率 的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì) 于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)， 一般應(yīng)采用 阻尼 技術(shù)來(lái)克服低頻振 動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加 阻尼器 ，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。交流伺服電機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。 交流伺服系統(tǒng) 具有共振抑 制功能，可涵蓋機(jī)械的 剛性 不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能

13、( FFT)，可檢測(cè)出機(jī)械 的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。三、矩頻特性不同步進(jìn)電機(jī)的輸出 力矩 隨轉(zhuǎn)速升高而下降， 且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降， 所以其最高工作轉(zhuǎn)速 一般在 300600RPM。交流伺服電機(jī)為 恒力 矩輸出，即在其 額定轉(zhuǎn)速 （一般為 2000RPM或 3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定 轉(zhuǎn)矩 ，在額定轉(zhuǎn)速 以上為恒功率輸出。四、過(guò)載能力 不同步進(jìn)電機(jī)一般不具有 過(guò)載能力 。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的 過(guò)載能力 。以松下 交流伺服系統(tǒng) 為 例，它具有速度過(guò)載和 轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。 其最大轉(zhuǎn)矩 為額定 轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載 在啟動(dòng)瞬間的 慣性力矩 。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力， 在選

14、型時(shí)為了克服這種 慣性力矩 ， 往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)， 而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩， 便出現(xiàn)了 力 矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。五、運(yùn)行性能不同步進(jìn)電機(jī)的控制為 開(kāi)環(huán)控制 ，啟動(dòng)頻率 過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象， 停止時(shí)轉(zhuǎn) 速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、 降速問(wèn)題。 交流 伺服驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)為閉環(huán)控制 ，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī) 編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣， 內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)， 一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。六、速度響應(yīng)性能不同步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200400 毫秒。交流 伺服系統(tǒng)的加速性能較好，

15、 以松下 MSMA4 00W交流伺服電機(jī)為例， 從靜止加速到其 額定轉(zhuǎn)速 3000RPM 僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。綜上所述， 交流 伺服系統(tǒng) 在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。 但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常 用步進(jìn)電機(jī)來(lái)做執(zhí)行 電動(dòng)機(jī) 。所以， 在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮控制要求、 成本等 多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)?控制電機(jī) 。蝸輪蝸桿減速機(jī)的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比， 輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。諧波減速機(jī)的諧波傳動(dòng)是利用柔性減速機(jī)減速機(jī)元件可控的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較 差。輸入轉(zhuǎn)速