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多种传动方式的比较

  传递动力主要有三种基本方式机械传动、电力传动及流体动力传动(含气压传动和液压传动)。为了能正确地选择传动方式，要了解和对比每种传动方式的基本特点。

  机械传动是通过齿轮、齿条、带、链等机件传递动力和进行控制的。其优点是传动准确可靠，制造容易，操作简单，维护方便和传动效率高等。其缺点是一般不能进行无级调速，远距离传动较困难，结构比较复杂等。

  电力传动是利用电力设备并调节电参数来传递动力和进行控制的。其主要优点是能量传递方便，信号传递迅速，标准化程度高，易于实现自动化等。其缺点是运动平稳性差，易受外界负载的影响，惯性大，起动及换向慢，成本较高，受温度、湿度、振动、腐蚀等环境因素影响较大。为了改善其传动性能，有些场合往往与机械、气压或液压传动结合使用。

  气压传动是用压缩空气作为工作介质进行能量传递和控制的。其优点是结构简单，成本低，易于实现无级调速，阻力损失小，防火、防爆，对工作环境适应性好。其缺点是空气易压缩，负载对传动特性的影响较大，工作压力低，只适用于小功率传动。

  与上述传动方式相比，液压传动具有其独特的优越性。表1-1 列举了各种传动方式的几种主要传动特性的比较。

表1-1 各种传动方式的主要传动特性比较

  二、液压传动的优点

  1)功率-质量比及力-质量比大，控制灵活，响应速度快。相同功率的液压泵或液压马达的功率-质量比要比电机的大十倍，而外形尺寸只有电机的12%左右。例如，一般发电机和电动机的功率-质量比约为165W/kg，而液压泵和液压马达可达1650W/kg，在航空、航天领域应用的液压马达可达6600W/kg。由于液压传动的体积小、质量轻，惯性小，起动、制动迅速。例如，起动一个中等功率的电动机需要1s或更长一些时间，而起动同等功率的液压马达只需0.1s左右。利用液压传动易于实现平稳的起、停、变速或换向。

  液压缸单位面积的输出力及力-质量比分别可达700~3000N/cm²及13000N/kg，而对于直流直线式电动机则分别为30N/cm²及130N/kg，两者相差近百倍。一般液压马达的转矩-转动惯量比是同容量电动机的10~20倍。转矩-转动惯量比大，就意味着液压系统能产生大的加速度，也就是说时间常数小，响应速度快，具有良好的动态品质。

  2)速度调节容易，能方便地实现无级调速，调速范围大，低速性能好。液压传动可以在比较大的调速范围内实现无级调速，调速比可达100∶1~2000∶1。多作用内曲线液压马达可在0.5～1r/min的转速下平稳运转，单作用静力平衡液压马达的低稳定转速可小于5r/min。采用电力传动虽可实现无级调速，但调速范围小得多，且低速时不稳定。

  3)操纵省力，控制方便，易于实现自动化或遥控。液压传动本身的调节、控制比较简单，操纵方便、省力。特别是电液联合应用时，很容易实现复杂的程序动作和远程控制。

  4)利用溢流阀很容易实现过载保护，工作安全可靠。

  5)由于工作介质的润滑和吸振作用，使液压传动工作平稳，使用寿命长。

  6)液压元件容易实现通用化、标准化和系列化，便于设计、制造和推广使用。

  7)液压传动的各类元件可以根据主机需要灵活布置。液压传动是通过管路中的油液来传递动力的，可以把液压马达或液压缸安置在远离原动机的任意位置，而不需要中间的机械传动环节。如果液压马达或液压缸在工作时的位置会发生变动，则只需采用挠性管道连接就可保证其正常工作，这是机械传动难以实现的。

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