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1、4.1 定轴轮系及传动比的计算4.2 周转轮系及传动比的计算4.3 混合轮系及传动比的计算4.4 轮系的应用4.5 其他新型传动装置简介4.6 减速器,第4章 轮系及减速器,4.1 定轴轮系传动比的计算,在现代机械中，通常采用一系列相互啮合的齿轮（包括蜗杆传动）组成的传动系统将主动轴的运动传给从动轴。这种由一系列齿轮组成的传动系统成为轮系。,根据轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是否固定，又可将齿轮系分为两大类：定轴轮系和周转轮系。,周转轮系,4.1 定轴轮系传动比的计算,各种齿轮系,4.1 定轴轮系传动比的计算,如果轮系运转时所有齿轮的轴线保持固定，称为定轴轮系，定轴轮系又分为平面定轴轮系和
2、空间定轴轮系两种。,箭头规则:,3.蜗杆蜗轮机构: (左右手) 四指蜗杆转向, 拇指蜗杆相对蜗轮的运动方向 (反向)蜗轮转向,传动方向:,1.外啮合: 箭头方向相反2.内啮合: 箭头方向相同,1.各齿轮轴线平行用“” “”表示 (-1)mm外啮合次数表示同向 表示反向,2.各齿轮轴不全平行画箭头,4.1 定轴轮系传动比的计算,4.1 定轴轮系传动比的计算,4.1.1 平面定轴轮系传动比的计算,一对齿轮的传动比大小为其齿数的反比。若考虑转向关系，外啮合时，两轮转向相反，传动比取“-”号；内啮合时，两轮转向相同，传动比取“+”号；则该齿轮系中各对齿轮的传动比为：,惰轮：齿轮系中齿轮4同时与齿轮3啮
3、合， 不影响齿轮系传动比的大小，只起到 改变转向的作用,4.1 定轴轮系传动比的计算,所以,推广后的平面定轴轮系传动比公式为：,（4-1）,4.1 定轴轮系传动比的计算,4.1.2 空间定轴轮系传动比的计算,一对空间齿轮传动比的大小也等于两齿轮齿数的反比，所以也可用（4-1）来计算空间齿轮系的传动比，但其首末轮的转向用在图上画箭头的方法，如图所示,4.1 定轴轮系传动比的计算,4.1. 定轴轮系传动比的计算举例,解,该轮系为一平面定轴轮系，齿轮2和4为惰轮，轮系中有两对外啮合齿轮，根据公式可得,因齿轮1、2、3的模数相等，故它们之间的中心距关系为,因此：,4.1 定轴轮系传动比的计算,4.1.
4、2 定轴轮系传动比的计算举例,同理：,所以：,为正值，说明齿轮5与齿轮1转向相同。,4.2 周转轮系传动比的计算,4.2.1 周转轮系的分类,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既绕自身轴线自转又随构件H绕另一固定轴线（轴线O-O）公。齿轮2称为行星轮构件H称为行星架。轴线固定的齿轮1、3则称为中心轮或太阳轮。,组成,4.2 周转轮系传动比的计算,4.2.1 周转轮系的分类,分类,通常将具有一个自由度的周转轮系称为行星轮系。,将具有二个自由度的周转轮系称为差动轮系。,简单行星齿轮系,差动齿轮系,4.2 周转轮系传动比的计算,4.2
5、.2 周转轮系的传动比计算,该假想的定轴轮系称为原周转轮系的转化轮系。转化机构中，各构件的转速如右表所示：,4.2 周转轮系传动比的计算,4.2.2 周转轮系的传动比计算,转化机构中1、3两轮的传动比可以根据定轴轮系传动的计算方法得出,推广后一般情况，可得：,（4-2）,4.2 周转轮系传动比的计算,4.2.2 周转轮系的传动比计算,注意事项：,2）公式右边的正负号的确定：假想行星架H不转，变成机架。则 整个轮系成为定轴轮系，按定轴轮系的方法确定转向关系。,3）待求构件的实际转向由计算结果的正负号确定。,4.2 周转轮系传动比的计算,4.2.2 周转轮系的传动比计算,空间行星轮系的两齿轮G、K
6、和行星架H三个构件的轴线应互相平行时，其转化机构的传动比仍可用式（4-2）来计算，但其正负号应根据转化结构中G、K两轮的转向来确定，如上图所示。,4.3 混合轮系传动比的计算,4.3 混合轮系的传动比计算,4.3 混合轮系传动比的计算,4.3 混合轮系的传动比计算,计算混合轮系传动比一般步骤：,区别轮系中的定轴轮系部分和周转轮系部分。关键在于找系杆,分别列出定轴轮系部分和周转轮系部分的传动比公式，并代入已知数据。,找出定轴轮系部分与周转轮系部分之间的运动关系，并联立求解即可求出混合轮系中两轮之间的传动比,解,该混合轮系由两个基本齿轮系构成。齿轮1、2、2、3、系杆H组成差动行星齿轮系；齿轮3、
7、4、5组成定轴齿轮系，齿轮5和系杆H做成一体，其中：,对于定轴齿轮系,对于行星齿轮系,4.3 混合轮系传动比的计算,4.3 混合轮系的传动比计算,4.3 混合轮系传动比的计算,4.3 混合轮系的传动比计算,联立各式，得,为正值，说明齿轮1与系杆H转向相同。,4.4 轮系的应用,1 实现分路传动,利用齿轮系可使一个主动轴带动若干从动轴同时转动，将运动从不同的传动路线传动给执行机构的特点可实现机构的分路传动。,如图所示为滚齿机上滚刀与轮坯之间作展成运动的传动简图。滚齿加工要求滚刀的转速n坯需满足的传动比关系。主动轴I通过锥齿轮1轮齿轮2将运动传给滚刀；同时主动轴又通过直齿轮3轮经齿轮45、6、78
8、传至蜗轮9，带动被加工的轮坯转动，以满足滚刀与轮坯的传动比要求。,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齿轮系则可以很容易就获得较大的传动比。只要适当选择齿轮系中各对啮合齿轮的齿数，即可得到所要求的传动比。在行星齿轮系中，用较少的齿轮即可获得很大的传动比。,2 获得大的传动比,4.4 轮系的应用,已知: Z1 = 100、Z3 = 99、 Z2 = 101、Z2 = 100 求: iH1,解:,则,故,3 实现换向传动,4.4 轮系的应用,在主动轴转向不变的情况下，利用惰轮可以改变从动轴的转向。 如图所
9、示车床上走刀丝杆的三星轮换向机构，扳动手柄可实现两种传动方案。,4 实现变速传动,4.4 轮系的应用,在主动轴转速不变的情况下，利用齿轮系可使从动轴获得多种工作转速。,5 用于对运动进行合成与分解,在差动齿轮系中，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。换而言之，第三个构件的运动是另外两个基本构件运动的合成。,同理，在差动齿轮系中，当给定一个基本构件的运动后，可根据附加条件按所需比例将该运动分解成另外两个基本构件的运动。,4.4 轮系的应用,如图所示为滚齿机中的差动齿轮系。滚切斜齿轮时，由齿轮4传递来的运动传给中心轮1，转速为n1；由蜗轮5传递来的运动传给H，使其转速为nH。这两
10、个运动经齿轮系合成后变成齿轮3的转速n3输出。,因,4.4 轮系的应用,如图所示的汽车后桥差速器即为分解运动的齿轮系。在汽车转弯时它可将发动机传到齿轮5的运动以不同的速度分别传递给左右两个车轮，以维持车轮与地面间的纯滚动，避免车轮与地面间的滑动磨擦导致车轮过度磨损。,4.4 轮系的应用,若输入转速为n5，两车轮外径相等，轮距为2L，两轮转速分别为n1和n3，r为汽车行驶半径。当汽车绕图示P点向左转弯时，两轮行驶的距离不相等，其转速比为:,差速器中齿轮4、5组成定轴系，行星架H与齿轮4固联在一起，1-2-3-H组成差动齿轮系。对于差动齿轮系1-2-3-H，因z1= z2= z3，有:,若汽车直线
11、行驶，因n1= n3所以行星齿轮没有自转运动，此时齿轮1、2、3和4相当于一刚体作同速运动，即n1=n3=n4=n5/i54= n5z5/z4由此可知，差动齿轮系可将一输入转速分解为两个输出转速。,4.5 其他新型齿轮传动装置简介,1 摆线针轮行星传动,4.5 其他新型齿轮传动装置简介,摆线针轮行星传动图,摆线形结构图解,可以证明，摆线针轮行星传动能保证传动比恒定不变针齿销数与摆线轮齿数的齿数差（z1z2）只能为1，所以其传动比为：,4.5 其他新型齿轮传动装置简介,摆线针轮行星减速器图例,4.5 其他新型齿轮传动装置简介,2 谐波齿轮传动,波齿轮传动由三个基本构件组成，即具有内齿的刚轮、可产
12、生较大弹性变形的柔轮及波发生器。,4.5 其他新型齿轮传动装置简介,谐波齿轮的运动演示,4.5 其他新型齿轮传动装置简介,由于柔轮比刚轮少 个齿，故柔轮相对刚轮沿相反方向转动 个齿的角度，即反转 周，所以其传动比 为,谐波齿轮传动可以获得较大的传动比，单级传动的传动比可达70320。缺点是使用寿命会受柔轮疲劳损伤的影响。,4.6 减速器,减速器分类：,齿轮减速器,蜗杆减速器,行星减速器,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,一、 常见减速器的主要类型、特点及应用,4.6 减速器,1.齿轮减速器,4.6 减速器,4.6 减速器,4.6 减速器,2.蜗杆减速器,4.6 减速器,2.蜗杆-齿轮减速器,4.6 减速器,4.6 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最小,使传动具有最小的转动惯量,使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等,4.6 减速器,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,行星轮系,行星轮系,定轴轮系,行星轮系,行星轮系,换向传动,摆线针轮行星传动,摆线针轮结构分解图,复合齿轮系,
