轮系 第11章轮系和减速器 (公开课专用).ppt

第11章轮系和减速器 主编 11 1轮系的分类和功用 11 1 1轮系的分类根据传动时各齿轮轴线在空间的相对位置是否固定 轮系可分为定轴轮系和周转轮系 1 定轴轮系轮系运转时 所有齿轮 包括蜗杆 蜗轮 的几何轴线位置均固定不动的轮系称为定轴轮系 如图11 2所示 图11 2定轴轮系 11 1轮系的分类和功用 2 周转轮系轮系运转时 至少有一个齿轮的轴线不是固定的 而是绕另一个齿轮的固定轴线回转 这种轮系称为周转轮系 如图11 3所示 图11 3周转轮系 11 1轮系的分类和功用 11 1 2轮系的功用1 轮系可获得很大传动比当两轴之间的传动比较大时 若仅用一对齿轮传动 则两个齿轮的齿数差一定很大 导致小齿轮磨损加快 又因为大齿轮齿数太多 使得齿轮传动结构尺寸增大 为此 一对齿轮传动的传动比不能过大 一般i 3 5 imax 8 而采用如图11 4所示的大传动比的周转轮系可得到很大的传动比 2 轮系可以方便地实现变速要求在定轴轮系中 当主动轴转速一定 而从动轴需要几种不同的转速时 通常采用变换两轴间啮合齿轮的方法来解决 如图11 5所示的滑移齿轮变速装置 改变滑移齿轮的位置可使从动轴获得两种不同的速度 11 1轮系的分类和功用 图11 4大传动比的周转轮系 图11 5滑移齿轮变速装置 11 1轮系的分类和功用 表11 1按齿轮与轴连接方式的不同分类 11 1轮系的分类和功用 3 轮系可以方便地实现变向要求两个外啮合圆柱齿轮的转向相反 据此 在定轴轮系中 主动轴的转向一定时 每增加一对外啮合圆柱齿轮传动 从动轴的转向就改变一次 图11 6所示为车床丝杠的三星轮变向机构 其中齿轮1是主动轮 齿轮4是从动轮 齿轮2 3是惰轮 图11 6b所示状态是主动轮1通过惰轮2和惰轮3 将运动传递到从动轮4 相当于三对外啮合圆柱齿轮传动 使主 从动轮的转向相反 若逆时针扳动手柄达到图11 6c所示状态 主动轮通过惰轮3 惰轮2空置 将运动传递到从动轮4 其间有两次外啮合圆柱齿轮传动 主 从动轮的转向相同 实现了从动轴的变向要求 11 1轮系的分类和功用 图11 6车床丝杠的三星轮变向机构 11 1轮系的分类和功用 4 轮系可合成或分解运动周转轮系 图11 7 可以把两个独立运动合成为一个运动 也可以一个独立运动分解成两个独立的运动 图11 7差动轮系 11 1轮系的分类和功用 图11 8汽车后桥差速器 差动轮系的运动合成或分解特性被广泛应用于机床 计算机构和补偿调整等装置中 如图11 8所示的汽车后桥差速器即为分解运动的齿轮系 11 2定轴轮系传动比的计算 11 2 1从动轮转动方向的确定直箭头示意法 表11 2一对齿轮传动转向的表达 11 2定轴轮系传动比的计算 表11 2一对齿轮传动转向的表达 11 2定轴轮系传动比的计算 11 2 2定轴轮系传动比的计算如图11 9所示的定轴轮系中 为动力输入轴 为动力输出轴 首轮1转速为n1 末轮5转速为n5 轴 与轴 的传动比 即主动齿轮1与从动齿轮5的传动比称为该定轴轮系的总传动比i15 图11 9轮系 11 2定轴轮系传动比的计算 例11 1在如图11 10a所示的轮系中 已知各齿轮的齿数分别为z1 18 z2 20 z 25 z3 30 z 1 右旋 z4 40 且已知n1 100r min 转向如图中箭头所示 求轮系中各轮的转向和轮系的传动比i14 图11 10 11 2定轴轮系传动比的计算 11 2 3任意从动齿轮的转速计算 11 2定轴轮系传动比的计算 例11 2图11 11所示为利用滑移齿轮进行变速的变速箱的传动系统 已知n1 z1 19 z2 38 z3 31 z4 26 z5 21 z6 36 z7 14 按照不同的传动路线 输出轴的四挡转速和传动比各是多少 图11 11变速箱的传动系统 11 2定轴轮系传动比的计算 四个挡位时各齿轮的状态分析如下 1挡 a b离合器合上 输入轴直接与输出轴连接 表11 3变速箱的传动路线 输出轴转速及传动比 11 3减速器的类型和结构 11 3 1减速器的应用和分类如图11 12所示 减速器是原动机和工作机之间独立的闭式传动装置 用来降低转速 以适应工作机的需要 减速器一般由封闭在箱体内的齿轮传动机构或蜗杆传动机构所组成 由于减速器使用维护方便 在现代机械中应用十分广泛 图11 12运输机 11 3减速器的类型和结构 图11 13圆柱齿轮减速器 1 圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器如图11 13所示 2 锥齿轮减速器锥齿轮减速器如图11 14所示 11 3减速器的类型和结构 图11 14锥齿轮减速器 11 3减速器的类型和结构 图11 15蜗杆减速器 3 蜗杆减速器蜗杆减速器如图11 15所示 11 3减速器的类型和结构 11 3 2减速器的结构1 减速器的组成部分减速器 图11 16 的结构因其类型 用途不同而异 但无论何种类型的减速器 其基本结构都是由轴系部件 箱体及附件三部分组成的 图11 16减速器 11 3减速器的类型和结构 1 轴系部件轴系部件包括传动件 轴和轴承组合 1 传动件 2 轴 3 轴承组合 轴承 轴承是支承轴的部件 由于滚动轴承摩擦因数比普通滑动轴承小 允许的转速较高 在轴颈尺寸相同时 滚动轴承宽度比滑动轴承小 可使减速器轴向结构紧凑 润滑 维护简便 且滚动轴承是标准件 所以减速器中广泛采用滚动轴承 轴承盖 轴承盖用来固定轴承 承受轴向力 以及调整轴承间隙 轴承盖有嵌入式和凸缘式两种 凸缘式轴承盖调整轴承间隙方便 密封性好 嵌入式轴承盖质量较轻 11 3减速器的类型和结构 密封装置 在输入和输出轴外伸处 为防止灰尘 水气及其他杂质进入轴承 引起轴承急剧磨损和腐蚀 以及防止润滑剂外漏 需在轴承盖中设置密封装置 调整垫片 为了调整轴承间隙 有时也为了调整传动件 如锥齿轮 蜗轮 的轴向位置 需放置调整垫片 调整垫片由若干薄软钢片组成 通过增减垫片的数量来达到调整的目的 2 减速器箱体减速器箱体是用以支持和固定轴系零件 保证传动件的啮合精度 良好润滑及密封的重要零件 图11 17剖分式箱体的箱盖和箱座 11 3减速器的类型和结构 减速器箱体按毛坯制造方式的不同分为铸造箱体和焊接箱体 铸造箱体较易获得合理和复杂的结构形状 刚度好 易进行切削加工 一般多用铸铁 ht150 ht200 材料制造 但铸造箱体制造周期长 重量较大 因而多用于成批生产 焊接箱体比铸造箱体壁薄 重量轻 生产周期短 多用于单件 小批生产 图11 18单级圆柱齿轮减速器的分解图 11 3减速器的类型和结构 3 减速器的附件为了保证减速器的正常工作 除了对齿轮 轴 轴承组合和箱体的结构设计应给予足够的重视外 还应考虑到为减速器润滑油池注油 排油 检查油面高度 加工及拆装检修时 箱盖与箱座的精确定位 吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计 减速器的附件及功用如下 1 检查孔和通气塞 2 轴承盖 3 定位销 4 油面指示器 5 放油螺塞 6 启箱螺钉 7 起吊装置 图11 19轴承盖 11 3减速器的类型和结构 2 减速器的标准目前我国已制定了50 140种齿轮及蜗杆减速器标准系列 并由专业的工厂生产 如圆柱齿轮减速器标准jb t8853 2001 圆弧圆柱蜗杆减速器标准jb t7935 1999等 用户可根据产品目录选购 使用时 应优先采用合适的标准减速器 只有在选不到合适的标准减速器时 才需自行设计 例11 3代号zly5140 11 2 ijb t8853 2001的含义 11 4减速器的拆装 11 4 1减速器的拆卸减速器的拆卸过程如下 1 仔细观察减速器外部各部分的结构 2 用扳手拆下检查孔盖板 考虑检查孔位置是否恰当 大小是否合适 3 拆卸箱盖 具体过程及要求如下 用扳手拆卸上 下箱体之间的连接螺栓 拆下定位销 将螺栓 螺钉 垫片 螺母和销钉放在盘中 以免丢失 然后拧动启盖螺钉 使上下箱体分离 卸下箱盖 11 4减速器的拆装 仔细观察箱体内各零部件的结构和位置 分析轴承的润滑方式和密封装置 包括外密封的形式 轴承内侧的挡油环 封油环的作用原理及其结构和安装位置 测量减速器的中心距 中心高 箱座下凸缘及箱盖上凸缘的宽度和厚度 肋板厚度 齿轮端面与箱体内壁的距离 大齿轮齿顶圆与箱体底壁之间的距离 轴承内端面至箱内壁之间的距离 卸下轴承盖 将轴和轴上零件一起从箱内取出 按合理顺序拆卸轴上零件 测绘高速轴及其支承部件结构草图 11 4减速器的拆装 11 4 2减速器的装配装配减速器时 按先内部后外部的合理顺序进行 装配轴套和滚动轴承时 应注意方向 注意滚动轴承的合理装配方法 注意退回启盖螺钉 并在装配上 下箱盖之间的螺栓前先安装好定位销 最后拧紧各个螺栓 本章小结1 轮系是由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统 轮系可分为定轴轮系和周转轮系 2 轮系的应用特点是 可获得很大的传动比 可作较远距离的传动 可实现变速和换向运动 可合成或分解运动 3 定轴轮系的传动比为首末两轮转速之比 等于各从动齿轮