机械原理

机器是由原动部分、传动部分、执行部分和控制部分组成。传动部分是将原动部分的运动和动力传递给工作部分的中间装置，应用的主要传动方式有机械传动、液压传动、电气传动和气动传动。机械传动是最基本的传动方式，按其传递运动和动力的方式分为摩擦传动和啮合传动两类。机械传动的常用类型如下：

摩擦轮传动

摩擦传动

带传动

机械传动 齿轮传动 圆锥齿轮

啮合传动 蜗杆传动

螺旋传动

链传动

㈠ 齿轮传动

1. 类型和特点

齿轮传动是指利用主从两齿轮轮齿的相互啮合来传递运动和动力的传动机构，用以改变机构的速比及运动方向。齿轮传动是机械传动中最主要的一类传动，型式很多，应用广泛。可以按不同的方法进行分类：

根据齿轮传动轴的相对位置可分为两轴平行、两轴相交、两轴交叉的齿轮传动。

根据牙齿排列方向分有直齿、斜齿、人字齿齿轮传动。

根据齿轮啮合方式分有外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动、齿轮齿条啮合传动。

根据轮齿的齿廓曲线不同分为渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动、圆弧齿轮传动。

齿轮传动的主要特点有：

⑴ 效率高。在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最高，如一级圆柱齿轮传动的效率可达99％，这对大功率传动十分重要。

⑵ 结构紧凑。在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。

⑶ 工作可靠，寿命长。设计制造正确合理，使用维护良好的齿轮传动，工作可靠，寿命长达一、二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。这对在矿井内工作的机器尤为重要：

⑷ 传动比稳定。齿轮传动获得广泛的应用，也就是因其具有这一特点。

但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。 齿轮传动可做成开式、半开式及闭式。齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边，这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物极易侵人，而且润滑不良，轮齿容易磨损，故只宜用于低速传动。当齿轮传动装有筒单的防护罩，有时还把大齿轮部分地浸入油池中，则称为半开式齿轮传动。它的工作条件虽有改善，但仍不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好。装在经过精确加工而且封闭严密的箱体（机匣）内的齿轮传动，这称为闭式齿轮传动。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合。

2. 失效形式

齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，通常有轮齿折断和工作齿面磨损、点蚀、胶合及塑性变形等。

⑴ 轮齿的折断

轮齿象一个悬臂梁，受载后以齿根处产生的弯曲应力为最大，又由于齿根圆角处有严重的应力集中，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿折断，