1.5 拖动系统的传动机构

电动机在带动负载运行时，在电动机的输出轴和负载的输入轴之间，必须通过传动机构来传递能量，如图1-22所示。

1.5.1 常见的传动机构

1.联轴器传动

联轴器将电动机和负载的轴直接相连，两者之间并无减速环节，如图1-22a所示。常用于风机和水泵等负载。

2.带轮传动

带轮传动有一定的减速比。由于传递带具有一定的柔性，连接的精度要求较低，故常用于各种机械的第一级传动，如图1-22b所示。

3.齿轮传动

齿轮传动具有较大的减速比，主要用于对精度要求较高的传动系统中，如图1-22c所示。

4.减速箱

通常由多级齿轮构成，也有用蜗轮、蜗杆构成的。减速箱的减速比较大，如图1-22d所示，用于要求低速运行的负载。

5.传动比

传动机构的输入轴和输出轴之间的转速之比，称为传动比：

式中 λ——传动比；

nM——电动机的转速，通常是传动机构输入轴的转速（r/min）；

nL——负载的转速，通常是传动机构输出轴的转速（r/min）。

由式（1-22）知：

在忽略传动机构中功率损失的情况下，根据能量守恒的原则，有

式（1-23）和式（1-24）说明，经过传动机构减速以后，负载侧的转速减为电动机侧的1/λ，而负载侧所得到的转矩则比电动机侧增大了λ倍。

1.5.2 传动机构的折算

1.折算的必要性

在分析电动机能否带得动负载时，需要对电动机的转矩和负载转矩在同一个坐标系内进行比较，但当传动机构的传动比不等于1时，比较时出现了麻烦。举例说明如下：

假设：75kW电动机轴上的转矩为TM=484N·m，转速为nM=1480r/min，如图1-23a所示。则在坐标系内的工作点如图1-23b中之Q1点（484，1480）；

设传动比λ=4。则负载轴上的转矩为TL=1760N·m，转速为nL=370r/min。在坐标系内的工作点如图1-23b中之Q2点（1760，370）。

显然，在图1-23b中，你无法判断这台电动机能否带动负载？为了解决这个问题，必须将拖动系统中各轴上的参数（转矩和转速等）都折算到同一个轴上。在大多数情况下，都折算到电动机轴上。

2.折算的基本原则

最根本的原则是能量守恒原理，即折算前后，传动机构传递的能量不变。则

稳态过程：折算前后，传动机构所传递的功率不变。

动态过程：折算前后，旋转部分的动能不变。

3.折算公式

将负载轴上的参数折算到电动机轴上的公式如下：

1）转速的折算

n′L=nLλ=nM （1-24）

事实上，负载转速折算到电动机轴上就是电动机的转速。

2）转矩的折算

式（1-25）的物理意义：经过传动机构减速后，电动机轴上的负载“变轻”了。上例中，负载折算到电动机轴上的转矩为

在坐标系内的工作点如图1-23b中之Q′2点（440，1480）。可以很明显地看出，电动机是能够带动负载的。

3）飞轮力矩的折算

式（1-26）表明，经过传动机构减速后，电动机轴上的飞轮力矩将大为减小，这将十分有利于电动机的起动。