第6章 齿轮系及其设计

61轮系的类型62轮系传动比的计算63轮系的功用64轮系的效率65轮系的设计66其他类型行星传动简介,第6章齿轮系及其设计,定义：由齿轮组成的传动系统简称轮系,潘存云教授研制,轮系分类,周转轮系（轴有公转）,定轴轮系（轴线固定）,复合轮系（两者混合）,平面定轴轮系,空间定轴轮系,潘存云教授研制,61轮系的类型,差动轮系,行星轮系,61轮系的类型,定义：由齿轮组成的传动系统简称轮系,轮系分类,周转轮系（轴有公转）,定轴轮系（轴线固定）,复合轮系（两者混合）,平面定轴轮系,空间定轴轮系,潘存云教授研制,中心轮,行星轮,中心轮太阳轮,行星架系杆,中心轮固定,齿圈固定,双排2KH型,单排2KH型,3K型,根据基本构件不同,潘存云教授研制,潘存云教授研制,复合轮系（两者混合）,本章要解决的问题：1)i的计算;2)从动轮转向判断。,如图所示的轮系，是既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分的复合轮系。,如图所示的轮系则为由两部分周转轮系（每一个行星架对应于一个周转轮系）所组成的复合轮系。,一、定轴轮系传动比的计算,对于齿轮系，设输入轴的角速度为A，输出轴的角速度为B,有：,一对齿轮：i12=1/2=z2/z1,iAB=A/B,iAB1时为减速,iABz2+2h*a,2(r1+r2)sin(/2),2(r2+h*am),O1O22ra2,配齿公式要牢记！,5)配齿公式,为便于应用，将前三个条件合并得：,z2z1(i1H-2)/2,Nz1i1H/k,确定各轮齿数时，应保证z1、z2、z3、N为正整数，且z1、z2、z3均大于zmin=17。,传动比条件:,同心条件:,均布安装条件:,例：已知i1H5，K=3，采用标准齿轮，确定各轮齿数。,解：,=6:9:24:10,=1:3/2:4:5/3,若取z118，,满足要求。,则z227，z372,27+2,29z2+2h*a,=1:(5-2)/2:(51):5/3,验算邻接条件：(18+27)sin/3=39,在2K-H行星轮系中，去掉小中心轮，将行星轮加大使与中心轮的齿数差z2z114，称为少齿差传动。传动比为：,若z2-z11(称为一齿差传动)，z1100，则iH1100输入轴转100圈，输出轴只反向转一圈。可知这种少齿数差传动机构可获得很大的单级传动比。,输出机构V,系杆为主动，输出行星轮的运动。,iH1=1/i1H,=z1/(z2z1),称此种行星轮系为:,K-H-V型。,由于行星轮作平面运动，故应增加一运动输出机构V。,66其他类型行星传动简介,一、渐开线少齿差行星齿轮传动,工程上广泛采用的是孔销式输出机构,图示输出机构为双万向联轴节，不仅轴向尺寸大，而且不适用于有两个行星轮的场合。,当满足条件：,销孔和销轴始终保持接触。,四个圆心的连线构成:平行四边形。,dh=ds2a,根据齿廓曲线的不同，目前工程上有两种结构的减速器，即渐开线少齿差行星和摆线针轮减速器。,不实用!,其齿廓曲线为普通的渐开线，齿数差一般为z2-z1=14。,优点：,传动比大，一级减速i1H可达135，二级可达1000以上,结构简单，体积小，重量轻。与同样传动比和同样功率的普通齿轮减速器相比，重量可减轻1/3以上,加工简单，装配方便。,效率较高。一级减速0.80.94,比蜗杆传动高。,由于上述优点，使其获得了广泛的应用,缺点：,只能采用正变位齿轮传动，设计较复杂。存在重叠干涉现象,传递功率不大，N45KW。受输出机构限制,径向分力大，行星轮轴承容易损坏。大,渐开线少齿差行星齿轮传动特点,二、摆线针轮传动,结构特点：行星轮齿廓曲线为摆线(称摆线轮)，固定轮采用针轮,摆线轮,当满足条件：dh=ds+2a,齿数差为:z2-z1=1,销孔和销轴始终保持接触，四个圆心的连线构成一平行四边形。,潘存云教授研制,2,发生圆,外摆线：发生圆2在导圆1(r1r2)上作纯滚动时，发生圆上点P的轨迹。,外摆线,齿廓曲线的形成,潘存云教授研制,o1,o4,o2,o3,o5,外摆线：发生圆(r2)在导圆r1(r2)上作纯滚动时，发生圆上点P的轨迹。,短幅外摆线：发生圆在导圆上作纯滚动时，与发生圆上固联一点M的轨迹。,齿廓曲线：短幅外摆线的内侧等距线(针齿的包络线),短幅外摆线,齿廓曲线,优点：,传动比大，一级减速i1H可达135，二级可达1000以上,结构简单，体积小，重量轻。与同样传动比和同样功率的普通齿轮减速器相比，重量可减轻1/3以上。,加工简单，装配方便。,效率较高。一级减速0.80.94,比蜗杆传动高。,三、谐波齿轮传动,组成:刚轮(固定)、柔轮(输出)、波发生器(主动),工作原理：当波发生器旋转时，迫使柔轮由圆变形为椭圆，使长轴两端附近的齿进入啮合状态，而端轴附近的齿则脱开，其余不同区段上的齿有的处于逐渐啮入状态，而有的处于逐渐啮出状态。波发生器连续转动时，柔轮的变形部位也随之转动，使轮齿依次进入啮合，然后又依次退出啮合，从而实现啮合传动。,在传动过程中柔轮的弹性变形近似于谐波，故取名为谐波传动。,刚轮,柔轮,波发生器,刚轮,优点：,传动比大，单级减速i1H可达50500；,同时啮合的齿数多，承载能力高；,传动平稳、传动精度高、磨损小；,在大传动比下，仍有较高的机械效率；,类型：双波传动、三波传动,零件数量少、重量轻、结构紧凑；,缺点：启动力矩较大、柔轮容易发生疲劳损坏、发热严重。,转臂旋转一圈，柔轮变形两次，并反向转两个齿。,转臂旋转一圈，柔轮变形三次，反向转三个齿。,双波动画,三波动画,齿轮系在机械装备中的应用实例,定轴轮系应用实例车辆变速箱,潘存云教授研制,齿轮系在机械装备中的应用实例,展开式三级圆柱齿轮减速器,潘存云教授研制,齿轮系在机械装备中的应用实例,蜗杆齿轮减速器,潘存云教授研制,齿轮系在机械装备中的应用实