摆线针轮行星传动图摆线形结构图解_物理_自然科学_专业资料。摆线针轮行星传动图摆线形结构图解

　　项目十 齿轮系 ?定轴齿轮系传动比的计算 ?行星齿轮系传动比的计算 ?齿轮系的应用 ?其他新型齿轮传动装置简介 ?减速器 （一）教学要求 1、熟悉轮系的定义及分类 2、熟练掌握定轴轮系、行星轮系及复合轮系传 动比的计算及转向判断 3、了解轮系的功用 （二）教学的重点与难点 1、定轴轮系传动比的计算与转向判别 2、转化轮系法求解行星轮系的传动比 在现代机械中，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 称为齿轮系。 按轮系中各齿轮轴线是否相互平行，可分为 平面齿轮系和空间齿轮系；按轮系运转时齿轮的 轴线是否固定，又可分为定轴轮系和行星轮系。 本章主要讨论轮系传动比的计算及转向判断。 一、定轴齿轮系传动比的计算 在运转过程中，各轮几何轴线的位置相对于机架 是固定不动的轮系称为定轴轮系。定轴轮系又可分 为平面定轴轮系和空间定轴轮系。 平面定轴轮系 空间定轴轮系 轮系的传动比：指轮系中输入轴（首齿轮）的 角速度（或转速）与输出轴（末齿轮）的角速 度（或转速）之比，即 : ? a na iab ? ? ? b nb a—输入轴 b—输出轴 轮系的传动比计算，包括计算其传动比的大 小和确定输出轴的转向两个内容。 1.圆柱齿轮 外啮合 表示方法： 箭头反向 i12为 - 内啮合 箭头同向 表示方法： i12为 + 2.圆锥齿轮 3.蜗杆蜗轮 蜗杆旋向 顺着轴线看： 左上方（左旋） 右上方（右旋） 蜗轮转向判断 左右手定则：手伸 直，四指握向蜗杆的转 动方向，拇指的反方向 为蜗轮的转向。 （一）平面定轴轮系传动比的计算 1.各对齿轮传动比 ?1 i12 ? ? ?2 Z2 Z1 i2?3 ?2? Z 3 ? ? ?3 Z 2? 轮系传动比： ?1 n1 i15 ? ? ?5 n5 ?3? Z4 i3?4 ? ?? ?4 Z 3? Z5 ?4 i45 ? ?? ?5 Z4 2.求i15 ?1 ?2 ?3 ?4 i12i2 3i3 4i45 ? ? ? ? ? 2 ?3 ? 4 ?5 ?1 3 z 2 z3 z 4 z5 ? ? i15 ? (?1) ?5 z1 z 2 z3 z 4 z 2 z3 z5 ? (?1) z1 z 2 z3 3 结论 1.平面定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对齿 轮传动比的连乘积，也等于组成轮系的从动齿轮 齿数的连乘积与主动齿轮齿数的连乘积之比。 ?1 、k间各从动轮齿数的连乘积 m 1 i1k ? ? (?1) ? ?k 1、k间各主动轮齿数的连乘积 m —外啮合齿轮的对数 2.齿轮4——惰轮（仅改变转向，不改变i 大小） 结论 3.从动轮转向的确定 （1）用传动比正负号表示： 两轮转向相同(内啮合) 时传动 比取正号，两轮转向相反时传 动比取负号。正负号取决 (?1) m 于 。 m —外啮合齿轮对数 （2）平面定轴轮系从动轮的转向，也可以采用 画箭头的方法确定。 例1：车床溜板箱进给刻度盘， n1=1450rpm; Z1=18; Z2=87; Z3=28; Z4=20; Z5=84。 求：i15 =？，n5 =？ 解： n1 2 Z 2 Z 4 Z5 i15 ? ? ( 1) ? 14.5 n5 Z1Z 3 Z 4 n1 1450 n5 ? ? ? 100 r m i15 14.5 n5与n1转向相同 （二）空间定轴轮系传动比的计算 空间定轴轮系传动比 的大小仍采用推广式计 算，确定从动轮的转向， 只能采用画箭头的方法。 空间定轴轮系传动比： i16 z 2 z3 z 4 z6 n1 ? ? n6 z1 z 2, z 3, z 5 方向判断如图所示。 例2： 如图所示定轴轮系中， ω1=20rad/s； Z1=Z3=20; Z2=Z4=40；Z5=Z6=8， 求：ω6 =？ ?1 Z 2 ? Z 4 ? Z 6 解： i16 ? ? ?4 ?6 Z1 ? Z 3 ? Z 5 ?1 ?6 ? ? 5 rad s 4 ω6 的方向如图所示。 已知：Z1=15; Z2=25; Z2?=Z3?=15; Z3=30; Z4=30; Z4?=2;Z5=60; Z5?=20(m=4mm); 求：v6=？ n1=500rpm，转向如图。 解： n1 Z 2 Z 3 Z 4 Z5 25 ×30 ×30 ×60 i1 5 = = = = 200 n5 Z1Z2′ Z 3′ Z4′ 15 ×15 ×15 ×2 n1 500 n5 = = = 2.5 rpm i1 5 200 v6 ? ?d5? n5 60 ? ?mz5 60 n5 ? 10.47mm / s 方向如图所示 练习：图示的轮系中，已知各齿轮的齿数Z1=20, 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的速度和移动方向。 n1 Z 2 Z 3 Z 4 Z 6 5 i16 ? ? ? n6 Z1Z 2 Z 3 Z 5 160 n1 100 n7 ? n6 ? ? ? 0.3125 r m 5 i16 160 v8 ? v7 ? ?d 7 n7 ? 0.00098m / s 60 ?1000 二、行星齿轮系传动比的计算 （一）行星齿轮系的分类 1.行星齿轮系的组成 太阳轮：几何轴线固定的齿轮 行星轮：几何轴线不固定的齿轮 转臂(系杆）：支承行星轮，并绕固定轴线转动 行星轮、太阳轮、行星架以及机架组成行星轮 系。行星系中，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。 （一）行星齿轮系的分类 2.行星齿轮系的分类 （1）简单行星轮系：具有一个自由度的行星轮系。 （2）差动轮系：具有两个自由度的行星轮系。 简单行星轮系 （F=1) 差动轮系 (F=2) 2.行星齿轮系的分类 （1）平面行星齿轮系 （2）空间行星齿轮系 （二）行星齿轮系传动比的计算 转化轮系法：给整个轮系加上一个与行星架转速nH大小 相等方向相反的公共转速-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。这个假想定轴轮系，称为原周转 轮系的转化轮系。 n3 O2 2 H O1 n H O3 1 n1 O1 O3 3 3 2 H OH 1 H n3 O2 H n1H O1 －n H 2 O1 1 3 O3 3 2 H 1 OH (a) (b) 周转轮系及转化轮系中各构件的转速 构件名称 太阳轮1 原来的转速 n1 转化后的转速 n1H=n1-nH 行星轮2 太阳轮3 行星架H n2 n3 nH n2H=n2-nH n3H=n3-nH nHH=nH-nH=0 转化轮系传动比为： 1 H ( ? 1 ) z3 n n ? n H 1 1 H i13 ? H ? ? n3 n3 ? nH z1 行星轮系转化机构传动比的一般表达式: n1 ? nH + m 轮 1至 轮 k 之 间 各对 齿轮 的 从动轮 齿数连 乘积 i ? ? (?1) nk ? nH 轮 1至 轮 k 之 间 各对 齿轮 的 主 动轮 齿数连 乘积 H 1k 注意： 1.公式适用于平面周转轮系。正、负号可按画箭 头的方法来确定，也可根据（-1）m确定。对于空 间周转轮系，当两太阳轮和行星架的轴线互相平 行时，仍可用转化轮系法来建立转速关系式，但 正、负号应按画箭头的方法来确定。 n1 ? nH + m 轮 1至 轮 k 之 间 各对 齿轮 的 从动轮 齿数连 乘积 i ? ? (?1) nk ? nH 轮 1至 轮 k 之 间 各对 齿轮 的 主 动轮 齿数连 乘积 H 1k 2.轮系中n1 、 nk 、nH既有大小又有正负，若 假定其中之一为正，则另一个如果转向与之相 同取正号，相反为负。 3. iAKH≠iAK。 iAKH是行星齿轮系转化机构的传 动比，即齿轮A、K相对于行星架H的传动比， 而iAK是行星轮系中A、K两轮的传动比。 例4:周转轮系中，已知各轮齿数为Z1=100, Z2=101, Z2’=100, Z3=99 ，试求传动比iH1 解:转化轮系的传动比 2 H ( ? 1 ) z2 z3 9999 n n ? n n ? n H 1 1 H 1 H i13 ? H ? ? ? 1 ? i1H ? ? n3 n3 ? nH ? nH z1 z2 10000 1 i1H ? 10000 所以 iH 1 ? 10000 传动比为正，表示行星架H与齿轮1的转向相同。 （三）混合轮系传动比的计算 混合轮系：轮系中既含有定轴轮系又含有行星轮 系，或是包含由几个基本行星轮系的复杂轮系。 3 3 2 2? 6 5 H1 4 H2 2 H 1 1 4 (a) 2 5 (b) 混合轮系传动比的计算： 先将混合轮系分解成行星轮系和定轴轮系， 然后分别列出传动比计算式，后联立求解。 例5 图示为电动卷扬机卷 筒机构。已知各轮齿数 2 H 5 2? z1=24, z2=48, z2′=30, z3=90, z3′=20, z4=30, z5=80, 求i1H 4 3? 1 3 解： (1) 划分轮系 当卷扬机卷筒运转时，双联 2 H 5 2? 齿轮2与2′的轴线会随卷筒转 动，因此它是一个双联行星轮， 支持它转动的卷筒是行星架H， 与双联行星轮啮合的是中心轮1 和3，它们组成了一个行星轮系。 1 3 4 3? 齿轮3′、4与5的轴线是固定的， 组成了定轴轮系。因此, 该轮系 是一个行星轮系和定轴轮系组成 的混合轮系。 (2) 求传动比 2 H 5 2? 定轴轮系传动比： n3? z5 100 i3?5 ? ?? ?? ? ?2.5 n5 n3? 40 行星轮系的转化机构，传动比为： i H 13 4 3? 1 3 n ? n H 1 H 3 n1 ? n H ? n3 ? n H z 2 z3 ? ?? 1? ? ?6 z1 z 2 1 ? 3 ? ? 3 ? H ? ? 5 得传动比： i1H ?1 ? ? 31 ?H 三、轮系的应用 1.实现分路传动 2.获得大的传动比 3.实现换向传动 4.实现变速传动 5.实现运动的合成与分解 四、其他新型齿轮传动装置简介 （一）摆线针轮行星传动 摆线针轮行星传动图 摆线形结构图解 （二）谐波齿轮传动 五、减速器 减速器（又称减速机、减速箱）是一立的传动 装置。它由密闭的箱体、相互啮合的一对或几对齿轮 （或蜗轮蜗杆）、传动轴及轴承等所组成。常安装在电 动机（或其他原动机）与工作机之间，起降低转速和相 应增大转矩的作用。在某些情况下，也用来增速，这时 则称为增速器。 减速器结构紧凑，传递功率范围大，工作可靠，寿 命长，效率较高，使用和维护简单，因而应用非常广泛 。它的主要参数已经标准化，并由专门工厂进行生产。 减速器分类： 齿轮减速器 圆柱齿轮减速器 圆锥齿轮减速器 圆锥—圆柱齿轮减速器 圆柱蜗杆减速器 圆弧齿蜗杆减速器 锥蜗杆减速器 蜗杆—齿轮减速器 渐开线行星齿轮减速器 摆线齿轮减速器 谐波齿轮减速器 蜗杆减速器 行星减速器 （一）常见减速器的主要类型、特点及应用 1.齿轮减速器 2.蜗杆减速器 用于输入轴与输出轴需要在空间正交的场合。传动 比比较大，外廓尺寸比较小，工作平稳，噪声小，但效 率较低。 3.蜗杆-齿轮减速器 当传动比要求较大时，可采用蜗杆-齿轮减速器 （二）减速器传动比的分配 ?使各级传动的承载能力接近于相等 ?使减速器的外廓尺寸和质量小 ?使传动具有小的转动惯量 ?使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等 （三）减速器的结构 1—下箱体 2—油标指示器 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
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