机械元件的基础！齿轮、链条、带的作用

发布者：一叶扁舟 2023-6-1 14:07

设备是由具有各种作用的零件组合而成的，构成设备的零件统称为“机械元件”。在机械设计中，关于各机械元件的知识不可或缺。这次就机械元件中特别是用于传递力的“齿轮、链条、带”进行一下说明。

动力传递的基础、齿轮

齿轮主要是指圆盘外周有齿的形状、通过齿轮彼此啮合来传递动力的机械元件。齿轮被用于很多设备，例如从手表那样的精密仪器到汽车、工业机械等。
齿轮的特点是只要改变相互啮合齿轮的大小就会改变驱动侧和从动侧的转速。这种现象叫做“减速”。汽车的变速器和缝纫机的齿轮箱等都用于通过组合多个齿轮来将发动机或电机的输出转速变换为目标转速。
另外，齿轮还有改变力方向的作用。使用锥形齿轮或蜗轮，能够改变转动轴的方向。这样的机构被用于给汽车车轮传递动力的部位等。
齿轮种类繁多。下面介绍一下代表性的齿轮。

• 正齿轮
在圆盘（圆柱）的外周切出与轴平行的齿的最常见的齿轮。

• 斜齿轮
齿与轴不平行，是呈螺旋状的齿轮。它虽然适合传递比正齿轮更大的力，但要注意会产生使齿轮在轴向上移动的推力。

• 内齿轮（齿圈）
在圆筒的内侧带有齿的齿轮。被用于汽车等，特点是能够以较小的空间获得较大的减速。

• 锥形齿轮
在圆锥体的侧面切出齿的齿轮。锥形齿轮彼此啮合就能够将转动轴的方向改变90°。

较大动力的传递、链条与链轮

链条与链轮的组合也是传递动力不可或缺的机械元件。最容易想象的是连接自行车脚踏板和后轮的链条。通过被称为“链轮”的圆盘的外周“突起”和链条“孔”啮合来传递动力。由于没有滑动等损失且能够可靠传递动力，因此适合传递较大的力。另外，由于链条基本上都使用钢材，因此也具有高耐用性的特点。
改变驱动侧和从动侧链轮的直径、齿数，还能够像齿轮那样进行减速。

平稳动力的传递、带与带轮

与链条同样传递动力的机械元件还有“带”和“带轮”的组合。该组合是将橡胶或金属制的带通过带轮（转轮）来使用。链条和链轮的组合与齿轮不同，它们并非机械啮合而是利用摩擦力来传递动力。还有传送带上有齿、该齿与带轮上的齿啮合的类型，但强度没有链条与链轮的组合大。虽然“带”和“带轮”的组合会产生滑动而造成动力传递损失，但另一方面即使动力侧和从动侧发生故障停止，也能够顺利地将其吸收。
近年来，还被作为CVT用于汽车变速器等。
另外，也可以像传送带那样使带本身具有搬运其他零件的作用。

总结
这次所介绍的齿轮、链条、传送带都是传递动力的机械元件。在机械设计时，这些机械元件需要进行转速和强度等很多计算。进行正确设计的捷径就是详细了解它们各自的作用和构造。

设计缝纫机

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