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机械传动（Mechanical drive）是一种在原动机与执行机构之间通过机械机构进行动力和运动传输的装置。[3]机械传动的功能是将传动能量进行分配、使转速发生变化，改变机构运动形式等。[2]
按传动原理不同，机械传动可分为两种类型：磨擦式传动和啮合式传动。[4]常见的磨擦式传动方式有带传动、摩擦轮传动、绳传动等，常见的啮合式传动有齿轮传动、蜗杆传动、链传动、螺旋传动等。[4]进行传动方案设计时需要根据不同传动方式的特点并按一定的设计原则及步骤进行。[5][6] 机械传动被广泛应用于变速器、液力耦合器、离合器、变矩器等机械结构中。[1]
功能
（1）提高或减少发动机的转速，以适应驱动器的要求。[4]
（2）利用变速传动，以适应执行机构频繁变换速度的需要。[4]
（3）将发动机的扭矩转换成执行机构所需的扭矩或作用力。[4]
（4）把发动机的输出由恒定转速的旋转运动，转换成了执行器所需的转速变化的转动，或间断运动。[4]
（5）通过一台或更多台传动机构来带动几台具有同样或不同转速的执行机构。[4]
（6）执行机构不适合与动力机进行直接联接时，通过传输部件传动机构进行联结。[4]
按传动原理分
按传动比分
根据传动比是否可变，机械传动可分为固定速比传动、可调速比传动和变速比传动。其中固定速比传动有带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动；可调速比传动又分为有级变速传动和无级变速传动；变速比传动有连杆机构传动、非圆齿轮机构传动、凸轮机构传动、槽轮机构传动、棘轮机构传动。[4]
主要性能指标
机械传动的主要性能指标包括圆周速度和转速、传动比、功率以及传动效率等参数。[7]
（1）在其它条件相同的情况下，提高圆周速度可以减小传动的外廓尺寸。对于挠性传动，限制速度的因素是离心力作用，对于啮合传动，限制速度的主要因素是啮合元件进人啮合时所引起的附加作用力。为了获得大的圆周速度，一般通过提高主动件的转速和增大其直径来实现。[7]
（2）传动比反映了机械传动增速或减速的能力。在摩擦传动中，传动可达到的传动比最大,平带传动次之，然后是摩擦轮传动。在啮合传动中，蜗杆传动可实现的传动比最大，其次是齿轮传动和链传动。[7]
（3）传递功率的大小，代表着传动系统的传动能力。在各种传动中，齿轮传动能够传递的功率最大（可达50000～65000kW）。蜗杆传动由于摩擦产生的热量大和传动效率低，所能传递的功率受到限制，通常N<200kW。V带传动所能传递的功率可达1000~1500kW。链传动可达4000kW。[7]
（4）机械传动工作过程中，各传动零件之间存在的摩擦力及相对运动会损耗部分传动功率。若传动效率为r，则传动的功耗情况可用损耗系数k=1-r来表征，齿轮传动损耗系数为k=1%～3%，蜗杆传动为k=10%～36%，链传动为k≈3%，平带传动为k=3%～5%，摩擦轮传动为k≈3%。[7]
带传动
带传动是一种由柔性主体（传动皮带）将主动轴上的运动和动力传输到从动轴上的一种机械传动方式。[8]
工作原理
通常情况下，带传动包括了主动带轮、从动带轮、紧套在两带轮上的传动带。在主动轮旋转的时候，利用带和带轮工作表面之间的摩擦或啮合作用，来促使传动带的移动，然后再利用传动带来带动从动轮旋转，并将功率传输出去。[8]
特点
具备减震、吸收振动的功能；[8]
传输稳定、噪音小；可在长程中完成两个两轴的传动；[8]
带长可以根据所需的中心距长度调整；[8]
适合在功率较小，速度适中，传动距离较远的情况下使用。[8]
分类
摩擦式带传动
摩擦式带传动是利用弹性皮带与皮带轮接触表面之间的摩擦力实现运动和动力的传递。传动皮带在工作过程中由主从动轮张紧，带与两轮的接触面间产生正压力，并靠正压力产生的摩擦力拖拽带运动。[8]
啮合式带传动
啮合式带传动是利用皮带上的齿轮与皮带的齿槽相配合实现对皮带的驱动，一般也称为同步式带传动。[8]
失效形式
皮带在带轮上打滑；皮带因疲劳而产生脱层，撕裂和拉断；皮带的表面出现磨损等。[9]
应用场景
齿轮传动
齿轮传动用来传递两回转轴之间的运动和动力，是现代各种机械上应用最为广泛的一种传动形式。[11]
特点
可确保变速比不变；[12]
适用的负载及转速广泛，传动高效，工作稳定；[12]
需要有很高的制造及装配精度；[12]
不适用于远距离两轴传动。[12]
分类
按照轴的相互位置，啮合方式，齿的方向，常见的齿轮传动可以按照下图进行归类。[13]
失效形式
齿轮传动的主要失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损及齿面塑性变形等。[14]
应用场景
齿轮传动在工程机械、矿山机械、冶金机械、各种机床及仪器、仪表工业中应用广泛，例如：汽车减速器、钟表、风扇摇头机构、搅拌机传动机构等。[15][16]
链传动
链传动由安装在平行线上的主、从动链轮，以及环绕链轮的一条环状的链子组成，它以链子为中心柔性部件，依靠链子和链轮轮齿的啮合来实现运动与动力的传输。[17]
特点
相对于皮带，链条没有弹性，可维持精确的啮合过程，提高了传动的工作效率，承载力较高。[18]
相对于齿轮，链条的轴向间距较大，能够在较高温度、较多粉尘的条件下工作，制作费用低。[18]
运行过程链条的瞬间速度不稳定，平稳度较低，会产生振动和噪音。[18]
在转速较快、转向变化较快的情况下容易发生跳齿。[18]
分类
链条驱动按应用范围可划分为传动链、起重链和牵引链。传动链的作用是传输动力；起重链一般用于起重机中吊重型货物；牵引链一般用于运输机械中移动重物。
通常使用的传动链还可按其构造可以划分为滚子链和齿形链。滚子链结构简单，磨损小，用途广泛；齿形链传动平稳，噪音低，但是结构复杂，造价昂贵。[19]
失效形式
从链传动系统的运行特征来看，在一般的安装与保养条件下，链的破坏模式为：链的疲劳破坏、磨损，链的冲击疲劳破坏、链条铰链的胶合、链条的静力拉伸断裂。[20]
应用场景
链传动常见于汽车、摩托车、农业、石油器械等领域。[21]
蜗杆传动
蜗杆传动是指以蜗杆为主动件，蜗轮为从动件的机械传动方式，其通过蜗杆蜗轮啮合传动实现两空间交错轴间的运动及动力传递。[22]
特点
传动平稳，冲击、振动、噪声较小；[23]
布置紧凑且传动比大；具有自锁功能；[23]
传动时齿面摩擦严重，传动效率较低；[23]
加工制造成本高，不适用于大功率传动。[23]
分类
蜗杆传动方式可根据蜗杆分度表面的外形不同划分为：圆柱蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。其中，普通圆柱蜗杆传动按照齿形不同可以分为：阿基米德蜗杆传动、渐开线蜗杆传动、法面直廓蜗杆传动和锥面包络蜗杆传动等。[24]
失效形式
蜗杆传动的主要失效形式与齿轮传动相似，有：疲劳点蚀、轮齿折断、齿面胶合和齿面磨损等。[25]
应用场景
蜗杆传动常见于工程机械、造船、矿山机器设备的传动系统中。[26]
液压传动
液压传动是一种利用流体（以液压油为主）作为工作媒介，实现能源转换的一种传动模式。[17]
系统组成
液压传动系统主要由四部分组成：
执行机构：液压马达、液压缸等，主要将液压能转换为机械能；[17]
控制机构：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等，用于控制液体的流量、压力和流向；[17]
辅助机构：以上三个部件之外的其它部件，如油箱、过滤器、油管等。[17]
特点
体积小，质量轻，单位质量输出的功率大；[27]
构造简便、布置方便安全可靠；[27]
传动效率低、容易发生渗漏；[27]
受工作环境影响大、环境污染严重。[27]
应用场景
液压传动在工业机械装备、工程机械、航空航天、海洋工程等领域得到了广泛应用。[28]
传动类型选择
参考资料 28
- 参考 1
- 参考 2
- 参考 3
- 参考 4
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- 参考 10
- 参考 11
- 参考 12
- 参考 13
- 参考 14
- 参考 15
- 参考 16
- 参考 17
- 参考 18
- 参考 19
- 参考 20
- 参考 21
- 参考 22
- 参考 23
- 参考 24
- 参考 25
- 参考 26
- 参考 27
- 参考 28