范建闖

　　摘　要：隨著時代的不斷發(fā)展，人們生活水平越來越高，生活質(zhì)量也越來越高，越來越多的現(xiàn)代化機械設(shè)備出現(xiàn)在我們生活周圍。比如說：我們出門的交通工具，汽車、火車、輪船。這些*的交通工具蘊含著很多復(fù)雜的物理原理和機械原理，我們今天將以機動車變速箱為例，淺析一下鏈條傳動、皮帶傳動和齒輪傳動。
　　關(guān)鍵詞：鏈條傳動；皮帶傳動；齒輪傳動；研究

　　一.鏈條傳動
　　（一）鏈條傳動原理
　　鏈條傳動，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。早在自行車時代，鏈條傳動就已經(jīng)被人們廣泛知道。鏈條傳動是由主動輪、從動輪、和鏈條構(gòu)成的。優(yōu)勢明顯：無滑動、結(jié)構(gòu)緊湊、能在高溫高濕度的環(huán)境中使用等；同樣缺點也暴漏無疑：只能用于平行軸之間的傳動、傳動不穩(wěn)定、傳動時噪聲和沖擊比較大、制造費用比較高。
　　（二）鏈條傳動的應(yīng)用
　　鏈條傳動在汽車變速箱中也得到了很多的使用，多運用于SUV車型中的四驅(qū)系統(tǒng)中，一般變速箱中就運用了鏈條傳動中的齒形鏈條傳動，變速箱內(nèi)只有一根軸，串聯(lián)了所有的齒輪組，采用齒形鏈條傳動可以有效減少齒輪數(shù)量，降低汽車重量，還可以使變速器結(jié)構(gòu)更加緊湊，缺點和一般鏈條傳動的缺點都很相似。但是上汽通用的新變速箱中，采用了行星齒輪式減速器，結(jié)構(gòu)更加靈巧，更有利于提高變速箱的性能。
　　二.皮帶傳動
　?。ㄒ唬┢鲃拥臍v史
　　皮帶傳動歷史更加悠久，早在兩千多年前，中國就出現(xiàn)了皮帶傳動，上述的鏈條傳動也來源于皮帶傳動，皮帶傳動在絲綢之路傳到歐洲之后推動了許多發(fā)明的產(chǎn)生。
　?。ǘ┢鲃拥脑?br>　　皮帶傳動原理是靠摩擦力來帶動的，主動輪在轉(zhuǎn)動時，主動輪對皮帶的摩擦力做正功，使皮帶的速度增大，在副動輪處，皮帶對副動輪的摩擦力做正功，從而使副動輪也旋轉(zhuǎn)，在皮帶上的物體也是靠摩擦力來運動的，原理類似于皮帶帶動的原理。
　?。ㄈ┢鲃拥膬?yōu)缺點
　　優(yōu)點：適用于中心距離較大的傳動場合，工作比較穩(wěn)定，沒有噪聲，突發(fā)狀況下還可以有效保護其他部件不受傷害，造價比較低，不需要專門的維護和保養(yǎng)。缺點：一旦有超負荷狀況，皮帶運行相當(dāng)不穩(wěn)定，容易造成皮帶損耗，摩擦力一旦受到外界影響，皮帶傳動將可能對軸承等部件造成傷害。
　　（四）皮帶傳動的運用
　　皮帶傳動同樣廣泛運用于變速箱中，由于在變速箱內(nèi)多為金屬零件，軸承受力和沖擊較大，還要滿足變速機構(gòu)的精密性能，變速機構(gòu)的齒輪之間的間隙是非常小的，可能導(dǎo)致變速箱的齒輪遭受壓力過大而發(fā)生損壞，為了更好的保持變速效果，和克服沖擊力來保護變速機構(gòu)，通常會在齒輪和變速機構(gòu)之間采用皮帶傳動，可以有效的減少了對變速箱的損害，同時還避免了電機和變速機構(gòu)的有限空間狹小的問題。比如哈雷戴維森摩托車，皮帶傳動就是他的色彩鮮明的標(biāo)簽，話說自從1980哈雷戴維森推出FLT車型開始，裝有具有減震作用的橡膠隔離發(fā)動機支座及的拖曳式前叉。該款摩托車的發(fā)動機和五速傳動系統(tǒng)被緊緊地固定在了一起。同年哈雷戴維森將kevlar皮帶代替鏈條帶作為主傳動器。該傳動皮帶在運行時可保持自身清潔，并很少需要調(diào)整維護。不久，皮帶傳動器成為了所有哈雷戴維森摩托車的標(biāo)準(zhǔn)傳動器。雖然當(dāng)下很多廠家使用皮帶傳動技術(shù)，但是皮帶傳動優(yōu)勢明顯，較高的性能和輸出的穩(wěn)定，可以給更多大排量車增高安全系數(shù)，相信在機動車生產(chǎn)中，會有更多的廠家選擇皮帶傳動。
　　三.齒輪傳動
　　（一）齒輪傳動的原理
　　齒輪傳動也是一種動力傳遞的方法，也是機械傳動中運用泛的一種傳動方式。齒輪傳動原理很簡單，即一對相同模數(shù)（齒的形體）的齒輪相互嚙合將動力由甲軸傳送（遞）給乙軸，完成動力傳遞的一種方式。
　?。ǘX輪傳動的歷史
　　在中國古代，已經(jīng)有齒輪的模型，西漢時代，已經(jīng)有鐵制齒輪的存在了，在河南兩處制鐵作坊遺址，已經(jīng)明確的發(fā)現(xiàn)了齒輪的存在。在西方，相傳古希臘學(xué)者亞里士多德和阿基米德也研究過齒輪，古蒂西比奧斯也設(shè)計過齒輪。齒輪的歷史可謂是悠久，東西方圣人都對齒輪做過研究。
　?。ㄈX輪傳動的優(yōu)缺點
　　優(yōu)點：1.使用的圓周速度和功率范圍廣；2、效率較高；3、傳動比穩(wěn)定；4、壽命長；5、工作可靠性高；6、可實現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間傳動。
　　缺點：1、要求較高的制造和安裝精度，成本較高；2、不適宜遠距離兩軸之間傳動。
　　（四）齒輪傳動的應(yīng)用
　　機械式變速箱主要應(yīng)用了齒輪傳動的降速原理。簡單的說，變速箱內(nèi)有多組傳動比不同的齒輪副，而汽車行駛時的換檔行為，也就是通過操縱機構(gòu)使變速箱內(nèi)不同的齒輪副工作。如在低速時，讓傳動比大的齒輪副工作，而在高速時，讓傳動比小的齒輪副工作。當(dāng)然，還有一些齒輪組，將齒輪有效的組合在一起，達到更好的變速效果。例如，行星齒輪組，行星齒輪組看起來很復(fù)雜，其實我們展示一下行星齒輪組的結(jié)構(gòu)大家就明白了，它的結(jié)構(gòu)就和太陽系一樣，中間有太陽，旁邊是幾大行星，行星自己旋轉(zhuǎn)同時繞著太陽公轉(zhuǎn)，由于齒數(shù)的原因，會產(chǎn)生變速作用，達到變速和減速的目的。實際上，出于天文/歷法的需要，行星齒輪也出現(xiàn)在天文儀器和鐘表上，所以歷史已經(jīng)非常悠久。由于行星齒輪組存在多個部件，只要限制其中一個的轉(zhuǎn)動，并改變動力的輸入和輸出，傳動比就會改變；而當(dāng)兩個乃至多個行星齒輪組一起變化時，就能實現(xiàn)多個擋位，這就是AT變速器的基本原理。由于可以傳遞動力，同時允許行星齒輪和太陽輪自由運動，所以行星齒輪組的輸入和輸出部分可以存在轉(zhuǎn)速差，這樣用在差速器，尤其是全時四驅(qū)車型的差速器上也非常合適，只不過由于行星齒輪組加工精度要求高，成本較高，一般都出現(xiàn)在豪華品牌車型上。
　　四.小結(jié)
　　變速箱中運用鏈條傳動、皮帶傳動和齒輪傳動，每種傳動都是各有千秋，各有優(yōu)劣，在這個科技日新月異的時代，在變速箱中可以將以上三種傳動方式有機融合，取長補短，將各種方式的優(yōu)勢，弊端最小化，就能夠使變速箱制造達到的水平，也將為經(jīng)濟發(fā)展做出巨大的貢獻。
　　參考文獻
　　[1]陳家瑞.《汽車構(gòu)造》.2009.2.
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　　[3]于永泗，齊民.《機械工程材料》.2007.2.

來源：《中國科技博覽》2018年2期