传动系统设计课件

傳動系統設計

1傳動系統:

將動力源(或某個執行件)的速度、力矩傳遞

給執行件(或另一執行件），使該執行件具有

某種運動和出力的功能。傳動系統執行系統動力系統外聯傳動鏈內聯傳動鏈傳動鏈一、傳動系統的類型

a、按驅動機械系統的動力源分為：電動機驅動、內燃機驅動等，而電動機驅動又有交流非同步電動機(單、多速)驅動，直流並激電動機、交流調速主軸電動機驅動，交、直流伺服電動機驅動，步進電動機驅動等。b、按動力源驅動執行件的數目分為：獨立驅動、集中驅動和聯合驅動等。

c、按傳動裝置分為：機械傳動裝置、液壓傳動裝置、電氣傳動裝置以及上述裝置的組合。

機械傳動裝置：輸出速度不變和輸出速度可變兩類。

輸出速度可變：分為有級變速和無級變速。

24.1、傳動系統的類型和組成1.無級變速傳動系統無級變速是指執行件的轉速(或速度)在一定的範圍內連續地變化，這樣可以使執行件獲得最有利的速度，能在系統運轉中變速，也便於實現自動化等。依靠摩擦力來傳遞轉矩；存在轉速損失，故不能用於調速精度高的場合；變速範圍小，通常為4～6，少數可達10～15。它的傳動平穩運動換向衝擊小易於實現直線運動3特點：(1)機械無級調速器：(2)液壓無級變速裝置：特點：(3)電氣無級變速裝置有級變速：在變速範圍內不能連續地變換，屬於有級變速。2.有級變速傳動系統CA7620型液壓多刀半自動車床主傳動系統及轉速圖4傳遞的功率大變速範圍寬傳動比準確工作可靠有轉速損失特點：3.固定傳動比的傳動系統如果機械系統的執行件要求以某一固定的轉速(速度)工作，則連接動力源與執行件的傳動系統屬於固定傳動比的傳動系統，即該系統是由若干個固定傳動比串聯組成。起重機傳動系統簡圖51.獨立驅動傳動系統(1)只有一個執行件；(2)有多個運動不相關的執行件；(3)數控機械系統。曲柄壓力機傳動系統圖(二)獨立和聯合驅動傳動系統62集中驅動傳動系統是指機械系統的多個執行件均由一個動力源驅動。(1)執行件間有嚴格的傳動比要求；(2)各執行件間運動有順序或協調的要求；(3)各執行件的運動相互獨立。由兩個或多個動力源經各自的傳動鏈聯合驅動一個執行件的傳動系統，主要用於低速、重載、大功率、執行件少而慣性大的機械。3聯合驅動傳動系統(二)獨立和聯合驅動傳動系統7二、傳動系統的組成1、變速裝置

交換齒輪，滑移齒輪，離合器，前三種的組合，嚙合器2、起停和換向裝置要求省力、可靠、結構簡單、有足夠的動力3、制動裝置要求可靠、方便、平穩、結構簡單、尺寸小、磨損小、散熱好4、安全保護裝置銷釘安全聯軸器，鋼珠安全離合器，摩擦安全離合器8減小離合器尺寸避免出現超速現象考慮結構因素制動器與離合器必須互鎖確定合理安裝位置閘帶式制動器的操縱力應作用在制動帶的松邊拓展內容：常用傳動1、行星齒輪傳動2、擺線針輪行星傳動3、諧波齒輪傳動91、行星齒輪傳動

10中心輪行星輪內齒輪行星架1、行星齒輪傳動

一個或一個以上齒輪的軸線繞另一齒輪的固定軸線迴轉的齒輪傳動

。差動輪系：三者都不固定﹐確定機構運動時需要給出兩個構件的角速度﹔行星輪系：固定內齒輪b或太陽輪a。11

常見行星齒輪傳動的類型和性能

差動輪系可以把兩個給定運動合成起來﹐也可把一個給定運動按照要求分解成兩個基本件的運動。行星齒輪傳動應用廣泛﹐並可與無級變速器﹑液力耦合器和液力變矩器等聯合使用﹐進一步擴大使用範圍。1、行星齒輪傳動

12(1)齒圈固定，太陽輪主動，行星架被動

動畫演示從演示中可以看出，此種組合為降速傳動，通常傳動比為2.5～5，且轉向相同。

13(2)齒圈固定，行星架主動，太陽輪被動

動畫演示從演示中可以看出，此種組合為升速傳動，傳動比為0.2～0.4，且轉向相同。14(3)太陽輪固定，齒圈主動，行星架被動動畫演示從演示中可以看出，此種組合為降速傳動，傳動比為1.25～1.67，且轉向相同。15(4)太陽輪固定，行星架主動，齒圈被動

動畫演示從演示中可以看出，此種組合為升速傳動，傳動比為0.6～0.8，且轉向相同。16(5)行星架固定，太陽輪主動，齒圈被動

動畫演示從演示中可以看，出此種組合為降速傳動，傳動比為1.5～4，且轉向相反17(6)行星架固定，齒圈主動，太陽輪被動動畫演示從演示中可以看，出此種組合為升速傳動，傳動比為0.25～0.67，且轉向相反。

18(7)把三元件中任意兩元件接合為一體的情況從演示中可以看出，行星齒輪間沒有相對運動，作為一個整體運轉，傳動比為1，且轉向相同。動畫演示192、擺線針輪行星傳動

202、擺線針輪行星傳動

211－擺線行星輪，2－針輪，H－系杆，V－輸出軸2、擺線針輪行星傳動圖示擺線針輪行星傳動機構中，運動由系杆H輸入，通過輸出機構由軸V輸出。擺線針輪行星傳動也是一種K—H—V型一齒差行星傳動。在擺線針輪傳動中，行星輪的齒廓曲線不是漸開線，而是變態外擺線，中心內齒輪採用了針齒，又稱為針輪。同漸開線少齒差行星傳動一樣，其傳動比為：由於Z1

–Z2=1，故i=-Z2，即擺線針輪行星傳動可獲得大傳動比。擺線針輪行星傳動具有減速比大（一級減速比9-115，多級可獲更大減速比）、結構緊湊、傳動效率高（一般可達90%~94%）、傳動平穩、承載能力高、使用壽命長等優點，與漸開線少齒差行星傳動相比，無齒頂相碰和齒廓重疊干涉等問題。在軍工、礦山、冶金、化工等工業部門得到廣泛應用，以其多方面的優點取代了一些笨重龐大的傳動裝置。其主要缺點是加工工藝複雜，製造成本較高。i=-Z2/（Z1–Z2）

223、諧波齒輪傳動諧波傳動是建立在彈性變形理論基礎上的一種新型傳動。下頁圖為諧波傳動的示意圖。1為具有內齒的剛輪，2為具有外齒的柔輪，H為波發生器。這三個構件與少齒差行星傳動機構的中心內齒輪、行星輪2和系杆H相當。通常波發生器為主動件，而剛輪或柔輪之一為從動件，另一個為固定件。當波發生器裝入柔輪內孔時，由於前者的總長度略大於後者的內孔直徑，故柔輪變為橢圓，是在橢圓的長軸兩端產生了柔輪與剛輪輪齒的兩個局部嚙合區，同時在橢圓的短軸兩端，兩輪輪齒完全脫開。至於在其餘各處，根據柔輪回轉方向的不同，或處於齧入狀態，或處於齧出狀態。當波發生器連續轉動時，柔輪長短軸的位置不斷變化，從而使輪齒的嚙合區和脫開區也隨之不斷變化，於是在柔輪與剛輪之間就產生了相對位移，從而傳遞運動。動畫仿真233、諧波齒輪傳動24在波發生器轉動一週期間，柔輪上一點變形的迴圈次數與波發生器上的凸起部位數是一致的，稱為波數。常用的有兩波和三波。為了有利於柔輪的力平衡和防止輪齒干涉，剛輪和柔輪的齒數差應等於波發生器波數（即波發生器上的滾輪數）的整倍數，通常取作等於波數。由於在諧波齒輪傳動過程中，柔輪與剛輪的嚙合過程與行星齒輪傳動類似，其傳動比可按周轉輪系的計算方法求得。當剛輪1固定，波發生器H主動，柔輪2從動時，傳動比為：iH2=—Z2/（Z1–Z2）

當柔輪2固定，波發生器H主動，剛輪1從動時，傳動比為：

iH1=Z1/（Z1–Z2）

3、諧波齒輪傳動25優點：傳動比大、範圍寬（一級傳動比範圍為50-500，二級傳動可達2500-250000），且在傳動比很大的情況下，仍具有較高的效率；結構簡單、體積小、重量輕（與一般齒輪減速器相比，零