第7章 轮 系.ppt

1、机械设计基础,第7章 轮 系,第7章 轮 系,7.1 定轴轮系传动比的计算 7.2 行星轮系传动比的计算 7.3 轮系的应用 7.4 其他新型齿轮传动装置简介 7.5 减速器 7.6 基本技能训练减速器拆装,7.1 定轴轮系传动比的计算,图7-1 定轴轮系,7.1 定轴轮系传动比的计算,7.1.1 平面定轴轮系传动比的计算 如图71a所示的轮系，设齿轮1为首齿轮，齿轮5为末齿轮，z1、z2、z2、z3、z3、z4及z5分别为各齿轮的齿数，1、2、2、3、3、4及5分别为各齿轮的角速度。该齿轮的传动比i15可由各对齿轮的传动比求出。 7.1.2 空间定轴轮系传动比的计算,图7-2 定轴轮系传动比

2、计算,7.2 行星轮系传动比的计算,7.2.1 行星轮系的分类 图73a所示为一平面行星轮系，齿轮1、3和构件H均绕固定的互相重合的几何轴线转动，齿轮2空套在构件H上，与齿轮1、3相啮合。齿轮2一方面绕其自身轴线O1O1转动(自转)，同时又随构件H绕轴线OO转动(公转)。齿轮2称为行星轮，H称为行星架或系杆，齿轮1、3称为太阳轮。,图7-3 平面行星轮系,7.2 行星轮系传动比的计算,图7-4 行星轮系,7.2 行星轮系传动比的计算,7.2.2 行星轮系的传动比计算 平面行星轮系的传动比不能直接用定轴轮系传动比的公式计算。可应用转化机构法，即根据相对运动原理，假想对整个行星轮系加上一个绕主轴线

3、OO转动的公共角速度-。显然各构件的相对运动关系并不变，但此时行星架H的角速度变为H-H=0,即相对静止不动，而齿轮1、2、3则成为绕定轴转动的齿轮，于是原行星轮系便转化为假想的定轴轮系。该假想的定轴轮系称为原行星轮系的转化机构，如图73b所示。转化机构各构件的转速如下： 7.2.3 复合轮系传动比的计算 如果轮系中既包含定轴轮系，又包含行星轮系，或者包含几个行星轮系，则称为复合轮系，如图77所示。,7.2 行星轮系传动比的计算,图7-7 复合轮系,7.2 行星轮系传动比的计算,图7-8 电动卷扬机 的减速器,7.3 轮系的应用,7.3.1 实现分路传动 利用轮系可使一个主动轴同时带动若干从动

4、轴转动，将运动从不同的传动路线传给执行机构，可实现机构的分路传动。,图7-9 滚齿机中的轮系,7.3 轮系的应用,7.3.2 获得大的传动比 若想要用一对齿轮获得较大的传动比，则必然有一个齿轮要做得很大，这样会使机构的体积增大，同时小齿轮也容易损坏。如果采用多对齿轮组成的轮系，则可以很容易地获得较大的传动比。只要适当选择轮系中各对啮合齿轮的齿数，即可得到所要求的传动比。在行星轮系中，用较少的齿轮即可获得很大的传动比，如例72中的轮系。 7.3.3 实现换向传动 在输入轴转向不变的情况下，利用惰轮可以改变输出轴的转向。,7.3 轮系的应用,图7-10 可变向的齿轮系,7.3 轮系的应用,图7-1

5、1 汽车的变速箱,7.3 轮系的应用,7.3.4 实现变速传动 在输入轴转速不变的情况下，利用轮系可使输出轴获得多种工作转速。图711所示的汽车变速器，可使输出轴得到4个档次的转速。一般机床、起重等设备上也都需要这种变速传动。 7.3.5 用于对运动进行合成与分解 在差动轮系中，当给定两个基本构件的运动后，第三个构件的运动是确定的。换言之，第三个构件的运动是另外两个基本构件运动的合成。,图7-12 使运动合成的轮系,7.3 轮系的应用,图7-13 汽车后桥差速器,7.4 其他新型齿轮传动装置简介,7.4.1 摆线针轮行星传动 图714a所示为摆线针轮传动机构的结构简图。它主要由与主动轴固联的偏

6、心套7，滚动轴承6，齿数为z1并具有摆线齿形的摆线轮5，与壳体机架固联、数量为z2的针齿销4及其上面的针齿套3，等速传动机构2及机架1等组成。,图7-14 摆线针轮传动机构,7.4 其他新型齿轮传动装置简介,7.4.2 谐波齿轮传动 谐波齿轮传动由美国的CWMusser发明，其工作原理不同于普通齿轮传动。它是通过波发生器所产生的连续移动变形波使柔性齿轮产生弹性变形，从而产生齿间相对位移而达到传动的目的。,图7-15 谐波齿轮传动 1刚轮 2柔轮,7.5 减速器,(1)齿轮减速器 主要有圆柱齿轮减速器、锥齿轮减速器和锥齿轮圆柱齿轮减速器三种。 (2)蜗杆减速器 主要有圆柱蜗杆减速器、圆弧齿蜗杆减

7、速器、锥蜗杆减速器和蜗杆齿轮减速器等。 (3)行星减速器 主要有渐开线行星齿轮减速器、摆线针轮减速器和谐波齿轮减速器等。 7.5.1 常用减速器的主要类型、特点和应用 1. 齿轮减速器,图7-16 各式齿轮减速器,7.5 减速器,2.蜗杆减速器,图7-17 各式蜗杆减速器 s低速级 f高速级,7.5 减速器,3.蜗杆齿轮减速器 7.5.2 减速器传动比的分配 由于单级齿轮减速器的传动比最大不超过10，当总传动比要求超过此值时，应采用二级或多级减速器。此时就应考虑各级传动比的合理分配问题，否则将影响到减速器外形尺寸的大小、承载能力能否充分发挥等。根据使用要求的不同，可按下列原则分配传动比： 1)

8、 使各级传动的承载能力接近于相等。 2) 使减速器的外廓尺寸和质量最小。 3) 使传动具有最小的转动惯量。 4) 使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等。,7.5 减速器,7.5.3 减速器的结构 图718所示为单级直齿圆柱齿轮减速器，它主要由齿轮(或蜗杆)、轴、轴承和箱体等组成。箱体必须有足够的刚度，为保证箱体的刚度及散热，常在箱体外壁上制有加强肋。为方便减速器的制造、装配及使用,还在减速器上设置一系列附件，如检查孔、透气孔、油标尺或油面指示器、吊钩及起盖螺钉等。,图7-18 减速器 1下箱体 2油面指示器 3上箱体 4透气孔 5检查孔盖 6吊环螺钉 7吊钩 8油塞 9定位销钉 10起盖螺钉孔

9、(带螺纹),7.6 基本技能训练减速器拆装,一、实验目的 通过对减速器的拆装，达到对下列内容的了解，为课程设计打下良好基础： 二、实验设备及用具 减速器若干台。 三、实验方法及步骤 (1) 打开减速器前，先对减速器的外形进行观察。 1)了解减速器的名称、类型、总减速比；了解输入、输出轴伸出端的结构，用手转动减速器的输入轴，看减速器转动是否灵活。 2)了解减速器的箱体结构，注意下列名词各指减速器上的哪一部分，并观察其结形状、尺寸关系和作用：,7.6 基本技能训练减速器拆装,3)了解减速器上装有哪些附件，有何功能及其布置情况；并注意下列名词各指减速器上的哪一些部位： 4)根据实验实训报告的要求，测

10、量有关尺寸，并记录于表中。 (2) 按下列顺序打开减速器，取下的零件要注意按次序放好，配套的螺钉、螺母、垫圈应该套在一起，以免丢失。 1)取下定位销钉。 2)取下上、下箱体的各个联接螺栓。 3)用启盖螺钉顶起箱盖。 4)取下上箱盖。 (3) 观察减速器内部结构情况 1)轴承类型，轴和轴承的布置情况。 2)轴和轴承在减速器中的轴向固定方式，轴向游隙的调整方法。,7.6 基本技能训练减速器拆装,3)了解如何用塞尺测量轴向游隙。 4)固定中间轴，用手左右扭动输入轴，观察齿轮的侧向间隙。 5)了解测量高、低速级齿轮侧隙的方法。,图7-19 齿轮啮合 时的齿侧间隙,7.6 基本技能训练减速器拆装,1)压

11、铅法。,图7-20 压铅法测量齿侧间隙,7.6 基本技能训练减速器拆装,图7-21 齿轮啮合接触斑点,6)了解测量齿的接触斑点的方法。,2)塞尺法。,7.6 基本技能训练减速器拆装,表7-1 接触精度等级(GB/T 18620.42002),7)齿轮与轴承的润滑方法；在箱体的剖分面上是否有集油槽或排油槽。 8)伸出轴的密封方式，轴承是否有内密封。 (4) 从减速器上取下轴，依次取下轴上各零件，并按取下顺序依次放好。 1)了解轴上各零件的周向固定和轴向固定的方式。,7.6 基本技能训练减速器拆装,2)了解轴的结构，注意下列各名词各指轴上的哪一部分，各有何功用： 3)绘一根轴及轴上零件的装配草图。 (5) 按下列次序装好减速器 1)将轴上零件依次装回。 2)将轴装回减速器。 3)装轴承盖及调整垫圈。 4)盖好箱盖，打上定位销。 5)拧紧上、下箱体的联接螺栓。 6)用手转动输入轴，看减速器是否转动灵活，若有故障应以排除。,7.6 基本技能训练减速器拆装,一、实验目的 二、预习作业 1.减速器装有哪些附件，各有什么作用？ 2.试述减速器的拆装步骤？ 三、实验结果 1.减速器名称： 2.画出减速器