文档介绍：产品结构设计-章3 (1)
二、机构学基础
机构通常由相互间有规律相对运动的刚性体组成，这些刚性体
称为机构的构件。机构中自身相对静止的构件称为机架，其他
构件称为运动构件。构件可以是一个零件，也可是由若干零件
组成的刚性系统。
轮系是采用两个以上齿轮构成的一类齿轮传动机构，其中一个
齿轮轴为输入轴，一个齿轮轴为输出轴，其他齿轮负责逐级传
递运动。根据轮系传动时齿轮轴线相对机架是否变化，轮系分
为定轴轮系和周转轮系两类。
图3-10中，各齿轮直线式排列构成的轮系最简单，属于直排定
轴轮系，相当于一对齿轮机构的逐级传动，传动比和结构变化
小。
图3-11为一较简单的周转轮系示意图，两个中心轮分别为输入、
输出周。周转轮系中，围绕固定中心轴转动的齿轮称为中心
轮，轴线绕中心轮或其他轴转动的齿轮称为行星轮，其运动仿
佛行星绕太阳转动，因此这类轮系也称为行星轮系。
周转轮系有很多用途，其特殊用途主要有：实现大传动比（可
达几千），满足特殊传动要求，且结构紧凑，节省空间；实现
运动的合成与分解，典型的例子是汽车后桥变速器装置，将发
动机的转动以不同的速度分配给左右两轮，用于汽车转弯变速。
作为周转轮系的
一个例子，图3-
12为自行车后变
速轴的结构，通
过操纵链控制可
实现三级变速。
采用行星轮系变
速，结构紧凑。
二、带传动机构
带传动又称皮带传动，结构简单、成本低，在很多现代机械设
备和工业及家用产品中得到使用，如机床、汽车、洗衣机、缝
纫机、录音机等。如图3-13所示，带传动机构由主动带轮、从
动带轮及传动带构成，传动带以一定张力套在两个带轮上。主
动带转动时，依靠带轮与传动带的摩擦力使从动带轮转动，实
现传动。摩擦力的大小取决于带轮与传动带间的接触压力、接
触长度和摩擦系数。
带传动机构的主要特点有：
传动轴中心距较大；
靠摩擦传动，过载打滑，可防止过载对系统重要零部件的破坏；
运转平稳、吸振、噪声小；
结构简单成本低、维护保养容易。由于在正常传动过程中也存在
打滑现象且与负载的变化有关，因此带传动可靠性差，不能保证
恒定传动比，传动效率较低，传动带使用寿命短；
另外带传动机构结构尺寸较大，实现大传动比困难，也不适于高
温、易燃、易爆的使用场合。
带传动机构使用传送带的类型与传动的效果和能力关系很大，常见的传动带如图3-14所示。
平皮带最早使用牛皮制作，故而得名。现代常采用平皮带有胶
带、钢带和复合材料带等几种。胶带又称为橡胶带、帆布袋，
有纤维织物与橡胶粘结而成，，抗拉强度大、制作容易，但耐
油性能较差，常用于简单传动系统。钢带用冷轧薄钢片制成，
强度大、变形小，用于特殊场合。复合材料带常用高强度尼龙
或聚酰胺等材料做强力层，以皮革作摩擦面，另一面使用耐磨
橡胶。复合材料带承载能力强、传动性好、使用寿命长，是目
前应用最多的平皮带。
圆形带有皮制、麻质、钢丝制等几种。圆形带结构简单、传动
力大，常用于工作状况恶劣的场合，如起重设备、建筑工地设
备等。
V形带以棉线、化纤绳等为芯外裹橡胶制成。V形带一般制成环
状无接头带，断面呈梯形，两斜面与带轮槽接触，摩擦力大，
滑动小、工作可靠、运转平稳。V形带应用最广泛，属于标准化
、系列化中的部件。
多楔带综合了平皮带与V形带的优点，运转速度高、可达传动比
大，主要用于传动要求高、功率大等主要工作场合。
带传动突出的缺点是工作中打滑问题，不能保证稳定、可靠的
传动比。同步齿形带有效解决了这一问题。如图3-15所示，齿
形带使用时需采用相应的同步齿形带轮，其传动为啮合传动，
传动带与带轮间无相对滑动，兼有齿轮传动和带传动的优点。
齿形带传动比可达10，适于高速传动，主要用于传动要求准确
的中、小功率传动系统中，如测量仪器、轻工机械、绘图仪、
平板扫描仪等。
图3-16为用于
激光雕刻机激
光头移动位置
的实例照片。
带传动机构中，两带
轮轴线可以再同一平
面内平行或交叉，也
可不一个平面内，利
用传动带与带轮的不
同缠绕方法，可构成
不同的带传动形式，
如图3-17所示。
带传动机构一般
设有张紧装置，
如图3-18所示。
张紧装置可增加
带轮与传动带间
的接触压力和接
触长度（包
角），也能避免
因传动带松弛产
生的影响。张紧
的方式一般采用
施力机构作用在
传动带上，通过
传动带的环状路
径改变实现。
三、链传动机构
链传动机构由主动链轮、从动链轮及环绕在链轮上的封闭链条组成，如图3-19所示。
链传动属于啮合传动，传动扭矩大、速度高，传动稳定可靠，
传动比准确。
链条的种类较多，按用途可分为起重链、牵引链和传