面試:機械、電氣、氣動、液壓傳動,他們有什麼區別,怎麼回答?

2019-09-26     機械設計一點通

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傳動方式有很多種。

應用比較多的四種類型傳動方式有機械傳動、電氣傳動、液壓傳動和氣壓傳動,每種形式的傳動都有對應的領域,沒有一種動力傳動方式是十全十美的,沒有一種傳動方式可以應對所有的工作場合。

那麼四種類型的傳動方式有哪些特點和區別呢?

機械傳動

機械傳動是通過機械的方式進行傳動,機械傳動在機械工程中應用非常廣泛,主要是指利用機械方式傳遞動力和運動的傳動。分為兩類:一是靠機件間的摩擦力傳遞動力的摩擦傳動,二是靠主動件與從動件嚙合或藉助中間件嚙合傳遞動力或運動的嚙合傳動;根據不同的型材又分為齒輪傳動、渦輪渦杆傳動、帶傳動、鏈傳動等;

1. 齒輪傳動

齒輪傳動是機械傳動中應用最廣的一種傳動形式。它的傳動比較準確,效率高,結構緊湊,工作可靠,壽命長。齒輪傳動根據不同的標準可以分為很多不同的類型。

齒輪傳動的優點是結構緊湊,適用於近距離傳動;適用的圓周速度和功率範圍廣;傳動比準確、穩定、效率高;工作可靠性高、壽命長;可實現平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間的傳動。缺點是要求較高的製造和安裝精度、成本較高;不適宜遠距離兩軸之間的傳動;無過載保護作用。

2. 渦輪渦杆傳動

蝸杆傳動指的是以蝸杆為主動作減速傳動,當反行程不自鎖時,也可以蝸輪為主動作增速傳動。傳動功率一般應在50kW以下(最大可達到1000kW左右),齒面間相對滑動速度應在15m/s以下(最高可達35m/s)。適用於空間垂直而不相交的兩軸間的運動和動力。

蝸杆傳動的優點:傳動比大;結構尺寸緊湊。缺點:軸向力大、易發熱、效率低、只能單向傳動。渦輪渦杆傳動的主要參數有:模數;壓力角;蝸輪分度圓;蝸杆分度圓;導程;蝸輪齒數;蝸桿頭數;傳動比等。

3. 帶傳動

帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。帶傳動通常由主動輪、從動輪和張緊在兩輪上的環形帶組成。用於兩軸平行迴轉方向相同的場合,稱為開口運動,中心距和包角的概念。帶的型式按橫截面形狀可分為平帶、V帶和特殊帶三大類。應用時重點是:傳動比的計算;帶的應力分析計算;單根V帶的許用功率。

帶傳動的優點:適用於兩軸中心距較大的傳動,帶具有良好的撓性,可緩和衝擊,吸收振動;過載時打滑防止損壞其他零部件;結構簡單、成本低廉。缺點:傳動的外廓尺寸較大;需張緊裝置; 由於打滑,不能保證固定不變的傳動比;帶的壽命較短;傳動效率較低。

4. 鏈傳動

鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。包括主動鏈、從動鏈、環形鏈條。

鏈傳動的優點:鏈傳動有許多優點,與帶傳動相比,無彈性滑動和打滑現象,平均傳動比準確,工作可靠,效率高;傳遞功率大,過載能力強,相同工況下的傳動尺寸小;所需張緊力小,作用於軸上的壓力小;能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環境中工作。缺點:鏈傳動的缺點主要有:僅能用於兩平行軸間的傳動;成本高,易磨損,易伸長,傳動平穩性差,運轉時會產生附加動載荷、振動、衝擊和噪聲,不宜用在急速反向的傳動中。

鏈傳動與齒輪傳動相比,製造和安裝精度要求較低;中心距較大時,其傳動結構簡單;瞬時鏈速和瞬時傳動比不是常數,傳動平穩性較差。

電氣傳動

電氣傳動,是指用電動機把電能轉換成機械能,去帶動各種類型的生產機械、交通車輛以及生活中需要運動的物品。

電氣傳動的特點如下:

1、精確度高:伺服電機作為動力源,由滾珠絲槓和同步皮帶等組成結構簡單而效率很高的傳動機構。它的重複精度誤差是0.01%。

2、節省能源:可將工作循環中的減速階段釋放的能量轉換為電能再次利用,從而減低了運行成本,連接的電力設備僅是液壓驅動所需電力設備的25%。

3、精密控制:根據設定參數實現精確控制,在高精度傳感器、計量裝置、計算機技術支持下,能夠大大超過其他控制方式能達到的控制精度。

4、改善環保水平:由於使用能源品種的減少及其優化的性能,污染源減少了,噪音降低了,為工廠的環保工作,提供了更良好的保證。

5、降低噪音:其運行噪音值低於70分貝,大約是液壓驅動注塑機噪音值的2/3。

6、節約成本:此機去除了液壓油的成本和引起的麻煩,沒有硬管或軟喉,無須對液壓油冷卻,大幅度降低了冷卻水成本等。

氣壓傳動

氣壓傳動以壓縮氣體為工作介質,靠氣體的壓力傳遞動力或信息的流體傳動。

氣壓傳動的優點:1)以空氣為工作介質,工作介質獲得比較容易,用後的空氣排到大氣中,處理方便,與液壓傳動相比不必設置回收的油箱和管道。2)因空氣的粘度很小(約為液壓油動力粘度的萬分之一),其損失也很小,所以便於集中供氣、遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣嚴重污染環境。3)與液壓傳動相比,氣壓傳動動作迅速、反應快、維護簡單、工作介質清潔,不存在介質變質等問題。4)工作環境適應性好,特別在易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射、振動等惡劣工作環境中,比液壓、電子、電氣控制優越。5)成本低,過載能自動保護。缺點:1)由於空氣具有可壓縮性,因此工作速度穩定性稍差。但採用氣液聯動裝置會得到較滿意的效果。2)因工作壓力低(一般為0.31MPa),又因結構尺寸不宜過大,總輸出力不宜大於10~40kN。3)噪聲較大,在高速排氣時要加消聲器。4)氣動裝置中的氣信號傳遞速度在聲速以內比電子及光速慢,因此,氣動控制系統不宜用於元件級數過多的複雜迴路。

液壓傳動

液壓傳動是應用液體作為工作介質來傳遞能量和進行控制的傳動方式。液壓傳動與氣壓傳動原理類似,只是傳動的介質不同;

液壓傳動的優點:1)從結構上看,其單位重量的輸出功率和單位尺寸輸出功率在四類傳動方式中是力壓群芳的,有很大的力矩慣量比,在傳遞相同功率的情況下,液壓傳動裝置的體積小、重量輕、慣性小、結構緊湊、布局靈活。2)從工作性能上看,速度、扭矩、功率均可無級調節,動作響應性快,能迅速換向和變速,調速範圍寬,調速範圍可達100:1到2000:1;動作快速性好,控制、調節比較簡單,操縱比較方便、省力,便於與電氣控制相配合,以及與CPU(計算機)的連接,便於實現自動化。3)從使用維護上看,元件的自潤滑性好,易實現過載保護與保壓,安全可靠;元件易於實現系列化、標準化、通用化。4)所有採用液壓技術的設備安全可靠性好。5)經濟:液壓技術的可塑性和可變性很強,可以增加柔性生產的柔度,和容易對生產程序進行改變和調整,液壓元件相對說來製造成本也不高,適應性比較強。6)液壓易與微機控制等新技術相結合,構成「機-電-液-光」一體化已成為世界發展的潮流,便於實現數字化。

液壓傳動的缺點:1)液壓傳動因有相對運動表面不可避免地存在泄漏,同時油液不是絕對不可壓縮的,加上油管等彈性變形,液壓傳動不能得到嚴格的傳動比,因而不能用於如加工螺紋齒輪等工具機的內聯傳動鏈中。2)油液流動過程中存在沿損失、局部損失和泄漏損失,傳動效率較低,不適宜遠距離傳動3)在高溫和低溫條件下,採用液壓傳動有一定的困難。4)為防止漏油以及為滿足某些性能上的要求,液壓元件製造精度要求高,給使用與維修保養帶來一定困難。5)發生故障不易檢查,特別是液壓技術不太普及的單位,這一矛盾往往阻礙著液壓技術的進一步推廣應用。液壓設備維修需要有一定的經驗,培訓液壓技術人員的時間較長。


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