蜗轮蜗杆轮系学习教案

1、会计学1蜗轮蜗杆轮系蜗轮蜗杆轮系第一页，共35页。左左旋旋(zu xun)右右旋旋u蜗杆还有单头和多头蜗杆还有单头和多头(dutu)之分之分第1页/共35页第二页，共35页。第2页/共35页第三页，共35页。蜗轮的转向蜗轮的转向(zhunxing)1左右(zuyu)手法：左旋左手，右旋右手，四指转向1，拇指反向；即为v2。2v第3页/共35页第四页，共35页。1、右旋蜗杆转动，蜗轮如何、右旋蜗杆转动，蜗轮如何(rh)动？动？2、左旋蜗杆转动，蜗轮如何、左旋蜗杆转动，蜗轮如何(rh)动？动？3、蜗轮转动，右旋蜗杆如何、蜗轮转动，右旋蜗杆如何(rh)动？动？4、判断蜗杆旋向。、判断蜗杆旋向。5、蜗

2、轮转动，左旋蜗杆如何、蜗轮转动，左旋蜗杆如何(rh)动？动？6、判断蜗杆旋向。、判断蜗杆旋向。课堂练习课堂练习第4页/共35页第五页，共35页。1）传动比大，一般）传动比大，一般(ybn) i =1080，最大可达，最大可达1000；2）重合度大，传动平稳）重合度大，传动平稳(pngwn)，噪声低；，噪声低；4） 蜗杆传动的主要蜗杆传动的主要(zhyo)缺点齿面的相对滑动速度大，效缺点齿面的相对滑动速度大，效率低；率低； 主要用于中小功率，间断工作的场合。主要用于中小功率，间断工作的场合。 广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。5、蜗杆传动的特点、蜗杆传动

3、的特点：3）结构紧凑，可实现反行程自锁；）结构紧凑，可实现反行程自锁；5） 蜗轮的造价较高。蜗轮的造价较高。第5页/共35页第六页，共35页。传动形式传动形式主要优点主要优点主要缺点主要缺点带传动带传动中心距变化范围大，可用于较远距离的传动，传动平稳，噪音小，能缓冲吸振，有过载保护作用，结构简单，成本低，安装要求不高有滑动，传动比不能保持恒定，外廓尺寸大，带的寿命较短（通常为3500h5000h），由于带的摩擦起电不宜用于易燃、易爆的地方，轴和轴承上作用力大链传动链传动中心距变化范围大，可用于较远距离的传动，在高温、油、酸等恶劣条件下能可靠工作，轴和轴承上的作用力小虽然平均速比恒定，但运转时瞬

4、时速度不均匀，有冲击、振动和噪音，寿命较低（一般为5000h15000h）齿轮传动齿轮传动外廓尺寸小，效率高，传动比恒定，圆周速度及功率范围广，应用最广制造和安装精度要求较高，不能缓冲，无过载保护作用，有噪音蜗杆传动蜗杆传动结构紧凑，外廓尺寸小，传动比大，传动比恒定，传动平稳，无噪音，可做成自锁机构效率低，传递功率不宜过大，中高速需用价贵的青铜，制造精度要求高，刀具费用高第6页/共35页第七页，共35页。问题问题(wnt)：大传动比：大传动比传动传动i = 12i = 60i = 720时针时针(shzhn)：1圈圈分针：分针：12圈圈秒针：秒针：720圈圈12小时小时(xiosh)轮轮 系系

5、第7页/共35页第八页，共35页。 现代机械中，为了满足不同的工作要求只用一对齿轮传动往往是不够的，通常用一系列齿轮共同传动。这种由一系列齿轮组成的传动系统称为(chn wi)齿轮系（简称轮系）。 轮系第8页/共35页第九页，共35页。一一 轮系的类型轮系的类型(lixng)定义：由齿轮组成定义：由齿轮组成(z chn)(z chn)的传动系统简的传动系统简称轮系称轮系本节要解决本节要解决(jiju)(jiju)的的问题：问题：轮系分类轮系分类周转轮系周转轮系（轴有公转）（轴有公转）定轴轮系（轴线固定）定轴轮系（轴线固定） 复合轮系复合轮系（两者混合（两者混合) )） 差动轮系差动轮系 行星轮

6、系行星轮系1.1.轮系传动比轮系传动比 i 的计算的计算; ;2.2.从动轮从动轮转向转向的判断。的判断。平面定轴轮系平面定轴轮系空间定轴轮系空间定轴轮系第9页/共35页第十页，共35页。知识链接齿轮在轴上的固定(gdng)方式齿轮与轴之间的关系齿轮与轴之间的关系结构简图结构简图单一齿轮单一齿轮双联齿轮双联齿轮固定固定（齿轮与轴固定为一体，（齿轮与轴固定为一体，齿轮与轴一同转动，齿轮不能齿轮与轴一同转动，齿轮不能沿轴向移动）沿轴向移动）空套空套（齿轮与轴空套，齿轮与（齿轮与轴空套，齿轮与轴各自转动，互不影响）轴各自转动，互不影响）滑移滑移（齿轮与轴周向固定，齿（齿轮与轴周向固定，齿轮与轴一同转

7、动，但齿轮可沿轮与轴一同转动，但齿轮可沿轴向滑移）轴向滑移）第10页/共35页第十一页，共35页。定轴轮系定轴轮系周转周转(zhuzhun)轮系轮系各齿轮的轴线相对各齿轮的轴线相对(xingdu)于机架的位于机架的位置固定不变置固定不变至少有一个齿轮的轴线相至少有一个齿轮的轴线相对于机架的位置对于机架的位置(wi zhi)是变化的是变化的第11页/共35页第十二页，共35页。周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系的组成轮系的组成 如图所示，黄色齿轮既自转又公转称为行星轮；绿色和灰色齿轮的几何轴线的位置固定不动称为太阳轮，它们分别与行星轮相啮合；支持行星轮作自转和公转的构件(gujin

8、)称为行星架或系杆。行星轮、太阳轮、行星架以及机架组成周转轮系。一个基本周转轮系中，行星轮可有多个，太阳轮的数量不多于两个，行星架只能有一个。 复合轮系（混合轮系）：既含有定轴轮系又含有周转轮系复合轮系（混合轮系）：既含有定轴轮系又含有周转轮系，或包含有几个基本，或包含有几个基本(jbn)周转轮系的复杂轮系。周转轮系的复杂轮系。第12页/共35页第十三页，共35页。aaabbbnin轮系的传动比：是指轮系中输入轴（主动轮）的角速度轮系的传动比：是指轮系中输入轴（主动轮）的角速度（或转速（或转速(zhun s)(zhun s)）与输出轴（从动轮）的角速度（）与输出轴（从动轮）的角速度（或转速或转

9、速(zhun s)(zhun s)）之比，即）之比，即 : :角标a和b分别(fnbi)表示输入和输出 轮系的传动比计算，包括计算其传动比的大小(dxio)和确定输出轴的转向两个内容。 二、定轴轮系传动比的计算二、定轴轮系传动比的计算第13页/共35页第十四页，共35页。二、定轴轮系传动比的计算二、定轴轮系传动比的计算1.1.平面平面(pngmin)(pngmin)定轴轮系传动定轴轮系传动比的计算比的计算 传动比大小传动比大小(dxio)(dxio)的计算的计算122112zznni322 332zninz343 443nzinz455445zznni1234234512 2 3 3 4 45

10、23451234n n n nz z z zi i i in n n nz z z z 234523511512 2 3 3 4 4551234123z z z zz z znii i i inz z z zz z z 22nn 33nn 第14页/共35页第十五页，共35页。 上式表明：平面定轴轮系传动比的大上式表明：平面定轴轮系传动比的大小小(dxio)(dxio)等于组成该轮系的各对啮合齿等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比齿数的连乘积之比

11、 。推广：设轮推广：设轮1 1为起始主动轮，轮为起始主动轮，轮K K为最末从动轮，则平面为最末从动轮，则平面(pngmin)(pngmin)定轴轮系的传动比的一般公式为定轴轮系的传动比的一般公式为 : :11轮 1至 轮间 所有 从动轮 齿数的 连 乘积轮 1至 轮间 所有 主 动轮 齿数的 连 乘积kknkink二、定轴轮系传动比的计算二、定轴轮系传动比的计算惰轮（惰轮（Z4）只改变齿轮副中从动轮回转）只改变齿轮副中从动轮回转(huzhun)方向，不影响齿轮副传动比大小方向，不影响齿轮副传动比大小的齿轮。的齿轮。第15页/共35页第十六页，共35页。1.1.从动轮从动轮(dngln)(dng

12、ln)转向的转向的确定确定 平面定轴轮系从动轮的转向，也可以采用画箭头的方法(fngf)确定。箭头方向表示齿轮（或构件）最前点的线速度方向。作题方法(fngf)如图所示。 传动比正负号(f ho)规定：两轮转向相同(内啮合) 时传动比取正号，两轮转向相反(外啮合)时传动比取负号(f ho)，轮系中从动轮与主动轮的转向关系，可根据其传动比的正负号(f ho)确定。外啮合次数为偶数（奇数）时轮系的传动比为正（负），进而可确定从动件的转向。图中外啮合次数为3次，所以传动比为负，说明轮5与轮1转向相反。二、定轴轮系传动比的计算二、定轴轮系传动比的计算第16页/共35页第十七页，共35页。2.2.空间空

13、间(kngjin)(kngjin)定轴轮系传动定轴轮系传动比的计算比的计算 传动比的大小仍采用推广式计算，传动比的大小仍采用推广式计算，确定从动轮的转向，只能采用画箭头的确定从动轮的转向，只能采用画箭头的方法。圆锥齿轮传动，表示齿轮副转向方法。圆锥齿轮传动，表示齿轮副转向的箭头同时指向或同时背离节点。蜗杆的箭头同时指向或同时背离节点。蜗杆传动，从动蜗轮转向判定方法用蜗杆传动，从动蜗轮转向判定方法用蜗杆“左、右手法则左、右手法则”：对右旋蜗杆，用右手：对右旋蜗杆，用右手法则，即用右手握住蜗杆的轴线，使四法则，即用右手握住蜗杆的轴线，使四指弯曲方向与蜗杆转动方向一致，则与指弯曲方向与蜗杆转动方向一

14、致，则与拇指的指向相反的方向就是蜗轮在节点拇指的指向相反的方向就是蜗轮在节点处圆周速度的方向。对左旋处圆周速度的方向。对左旋(zu xun)(zu xun)蜗杆，用左手法则，方法同上。蜗杆，用左手法则，方法同上。 方向(fngxing)判断如图所示第17页/共35页第十八页，共35页。总结总结(zngji)：定轴轮系的传动比：定轴轮系的传动比 主动齿轮齿数连乘积从动齿轮齿数连乘积kki11大小：大小：方向：方向：m) 1(法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况）法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况）画箭头法（适合任何定轴轮系）画箭头法（适合任何定轴轮系）结果表示：结果表示：主动齿轮齿数连乘积从动齿轮

15、齿数连乘积kki11（输入、输出轴平输入、输出轴平行行）图中画箭头表示图中画箭头表示 （其它情况）（其它情况）第18页/共35页第十九页，共35页。 如图所示轮系，已知各齿轮如图所示轮系，已知各齿轮(chln)(chln)齿数及齿数及n1n1转转向，求向，求i 19i 19和判定和判定n9n9转向。转向。1 13 36 68 89 97 75 54 42 2为为正正，首末两轮回转方向，首末两轮回转方向相同相同。惰轮惰轮(du ln)896745231219iiiiii9876543221nnnnnnnnnn)()()()(8967452312zzzzzzzzzz86419753419)1(zz

16、zzzzzzi即解：解：转向也可通过在图上依次画箭头转向也可通过在图上依次画箭头(jintu)(jintu)来确来确定。定。注：齿轮注：齿轮z z2 2的大小对总传动比的大小对总传动比i i1919毫无影响，叫惰轮。毫无影响，叫惰轮。第19页/共35页第二十页，共35页。例题：在如图所示的轮系中，已知蜗杆的转速为 (顺时针），z1 =2，z2 =60， =20, z3 =24, =20, z4 =24, =30, z5=35, =28, z6=135。求n6的大小和方向。min/9001rn 2z3z4z5z第20页/共35页第二十一页，共35页。例：图示的轮系中，已知各齿轮的齿数Z1=20,

17、 Z2=40, Z2=15, Z3=60, Z3=18, Z4=18, Z7=20, 齿轮7的模数m=3mm, 蜗杆头数为1（左旋），蜗轮齿数Z6=40。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求齿条8的速度(sd)和移动方向。第21页/共35页第二十二页，共35页。1O2O1H3太阳轮太阳轮/中心轮中心轮行星行星(xngxng)轮轮系杆系杆/转臂转臂/行星行星(xngxng)架架1OHO12O13O行星轮系行星轮系有一太阳轮固定不动有一太阳轮固定不动 1OOHO12O13差动轮系差动轮系太阳轮都能转动太阳轮都能转动 三、周转轮系传动比的计算三、周转轮系传动比的计算第22页

18、/共35页第二十三页，共35页。 根据相对运动原理，假想对整个行星轮系加上一个与行星架转速nH大小相等而方向相反(xingfn)的公共转速-nH，则行星架被固定，而原构件之间的相对运动关系保持不变。这样，原来的行星轮系就变成了假想的定轴轮系。这个经过一定条件转化得到的假想定轴轮系，称为原周转轮系的转化轮系。三、周转轮系传动比的计算三、周转轮系传动比的计算第23页/共35页第二十四页，共35页。1OOH231O2H3n1n2n3nH-nH123H构件构件原机构原机构转化机构转化机构(定轴定轴) n1n2n3nH转化机构法：转化机构法：- -nH第24页/共35页第二十五页，共35页。 写转化轮系

19、传动比写转化轮系传动比定义及大小，定义及大小，1,K,H轴轴线必须平行线必须平行：转向判别用：转向判别用、号号，判别错误影响严重，千万当，判别错误影响严重，千万当心心!第25页/共35页第二十六页，共35页。例题例题(lt)(lt)1H223解：解：HHnnnn 31n3 = 0100009999 HHnnn 1100101 若：若：z3=100第26页/共35页第二十七页，共35页。例题例题(lt)(lt)解：解：1223Hn1Hn2Hn3Hn1n3讨论：讨论：是否可以将是否可以将n1代为负，代为负，n3代为正代为正？试算，分析结果。试算，分析结果。 nH= 50 r/min ?转向同转向同

20、n1Hi13HHnnnn 312312zzzz 3418482448 3410025031 HHHHnnnnnn第27页/共35页第二十八页，共35页。四、轮系的功用四、轮系的功用第28页/共35页第二十九页，共35页。2.2.获得获得(hud)(hud)大的传大的传动比动比一对外啮合(nih)圆柱齿轮传动，其传动比一般可为i=5-7。但是行星轮系传动比可达i=10000,而且结构紧凑。3.3.实现换向传动实现换向传动增加中间轮增加中间轮2 2实现变向要实现变向要求求一对外啮合齿轮，主、一对外啮合齿轮，主、从动轮（从动轮（1 1、3 3）转向相）转向相反反中间轮（惰轮中间轮（惰轮或过桥轮）或过桥轮）13132第29页/共35页第三十页，共35页。4.4.实现变速实现变速(bin (bin s)s)传