精密傳動及系統(tǒng)概論

《精密傳動及系統(tǒng)》概論傳動：2、工作機構(gòu)常要求能夠變速，而用調(diào)節(jié)動力機速度的方法來達(dá)到這一目的往往不很經(jīng)濟。為什么機器中要有傳動？

是一種在距離間傳遞能量并兼實現(xiàn)某些其它作用的裝置。1、工作機構(gòu)所要求的速度、轉(zhuǎn)矩或力，通常與動力機不一致。4、若干個運動形式和速度都不同的工作機構(gòu)，需要同一個動力機來帶動。3、工作機構(gòu)往往需要多樣的運動，而動力機的輸出軸一般只作等速回轉(zhuǎn)運動。實驗室名稱成立時間及規(guī)模研究內(nèi)容研究特色產(chǎn)品領(lǐng)域英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)齒輪技術(shù)研究中心1970年，24位工程師及技術(shù)人員齒輪設(shè)計、制造、分析、表面工程等研究及實驗技術(shù)齒面接觸特性、失效機理及表面改性風(fēng)電、汽車、航空、國防德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)齒輪研究中心1951年，45位工程師及技術(shù)人員齒輪、變速箱以及汽車傳動系統(tǒng)的設(shè)計、分析、摩擦學(xué)等研究及實驗技術(shù)齒輪的可靠性及振動特性汽車、航空、國防美國俄亥俄州齒輪傳動實驗室1980年，26位工程師及技術(shù)人員齒輪傳動的設(shè)計與分析、接觸力學(xué)，動力學(xué)及有限元分析、功率損耗和效率、接觸和彎曲疲勞工程、表面磨損潤滑摩擦機理、計量和測試方法齒輪動力學(xué)及噪聲控制汽車、工程機械、機床、航空重慶大學(xué)機械傳動國家重點實驗室1988年，固定研究人員51人設(shè)計理論與方法、界面力學(xué)、系統(tǒng)動力學(xué)、高性能傳動件、振動噪聲控制、新型傳感器及測試、機床裝備、加工制造等方面新型傳感器、齒輪嚙合原理及齒面創(chuàng)成機床、工程機械、汽車、航空、船舶隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，齒輪行業(yè)市場總規(guī)模和產(chǎn)銷額每年以15%左右的速度增長，我國已成為名副其實的齒輪制造大國。2012年齒輪行業(yè)的年產(chǎn)值已近2000億元，排名穩(wěn)居世界第2位。齒輪是高端裝備的關(guān)鍵基礎(chǔ)件，而高端裝備制造業(yè)是我國重點發(fā)展的七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，相關(guān)研發(fā)工作體現(xiàn)了我國國民經(jīng)濟發(fā)展的需求和國家目標(biāo)。直升機是航空飛行器的典型代表，是軍民通用的高技術(shù)運載裝備。市場預(yù)測顯示，2008~2017年全世界直升機的新機總產(chǎn)量將達(dá)20000架以上，總產(chǎn)值約3000億美元，2018年，中國將交付1500架左右的民用直升機，市場潛力巨大。直升機傳動系統(tǒng)的作用是將發(fā)動機的運動和動力按一定比例傳遞到旋翼、尾槳和各附件，是發(fā)動機動力輸出必不可少的傳輸部件。直升機傳動系統(tǒng)性能指標(biāo)有：功重比、安全性、壽命以及在貧油/無油情況下的生存能力。目前國外直升機主減器翻修間隔期（TBO）已達(dá)到5000小時，而我國只能達(dá)到2000小時左右。坦克的齒輪傳動箱連接坦克發(fā)動機和變速箱，是坦克傳動裝置的一個關(guān)鍵部件。目前我國坦克年產(chǎn)量大約為500輛，已超越俄羅斯躍居世界第一。預(yù)計在2008-2017年間，全球坦克的總產(chǎn)量將達(dá)到大約6900輛，總價值高達(dá)279億美元。國際預(yù)測公司報告顯示，在今后10年中，中國制坦克將占據(jù)大約40%的市場份額。盡管我國坦克市場占有量及坦克性能有了大幅提高，但是其傳動系統(tǒng)主要依賴進(jìn)口或改制國外先進(jìn)裝備。因此研制重量更輕、更緊湊的高功率密度傳動箱是當(dāng)前亟待解決的問題。根據(jù)鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃和東部鐵路率先實現(xiàn)裝備現(xiàn)代化的戰(zhàn)略部署以及國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2008年調(diào)整）》，到2015年，將在哈爾濱、沈陽、北京、濟南、上海、鄭州、南昌鐵路局和廣鐵集團公司投入大約1500列動車組，總里程達(dá)1.3萬公里的高速鐵路客運專線和快速客運通道，預(yù)計高速齒輪箱的產(chǎn)值將達(dá)到60億元。在城市軌道交通領(lǐng)域，到2015年前后，將新建79條軌道交通線路，總里程將達(dá)到2260公里，對齒輪箱需求量很大。高鐵齒輪箱的基本要求是：高安全、輕量化、高速度、低噪聲。到目前為止，我國時速160公里以上動車和高鐵齒輪箱完全依賴進(jìn)口。船用齒輪箱是船舶動力系統(tǒng)的主推進(jìn)傳動裝置，具有倒順、離合、減速和承受螺旋槳推力的功能，是船舶工業(yè)的重要關(guān)鍵設(shè)備。大功率船用齒輪箱由于其特殊的使用條件工況，要求承載能力高、體積小、重量輕，綜合技術(shù)性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它船用齒輪箱。由于我國齒輪行業(yè)整體基礎(chǔ)和技術(shù)發(fā)展不均衡，船舶基礎(chǔ)部件精細(xì)化設(shè)計技術(shù)薄弱、研發(fā)投入少，高承載輕量化齒輪箱技術(shù)發(fā)展緩慢依然落后于船舶整機技術(shù)水平，與國際先進(jìn)技術(shù)水平存在明顯差距，高端領(lǐng)域的大功率船舶齒輪箱依然采用進(jìn)口高性能減速器是機器人系統(tǒng)的重要單元之一，且其性能對機器人的總體性能產(chǎn)生重要影響。通常，每臺機器人使用3～100臺減速器。如美國的移動式機器人，全身各關(guān)節(jié)均采用電機直接驅(qū)動精密減速器的結(jié)構(gòu)，其中1個手臂就用了30個精密傳動裝置；蘇聯(lián)的移動機器人，其成對安裝的8個輪子也分別采用了密閉式精密齒輪驅(qū)動裝置；又如焊接機器人，其工況要求其自由度為5或者6，其精密減速器的需要為每臺5套或者6套。工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、軍事機器人是機器人用高性能減速器的市場需求的典型行業(yè)。傳動的形式a)單流傳動動力機傳動裝置工作機動力機工作機b)分流傳動動力機傳動裝置工作機傳動裝置工作機傳動裝置工作機c)匯流傳動動力機傳動裝置動力機傳動裝置