基础机械设计基础轮系(公开课).ppt

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1、轮系的分类轮系的分类定轴轮系传动比的计算定轴轮系传动比的计算轮系的主要功用轮系的主要功用 将一系列相互啮合的齿轮组成传动系统，以实现变速、换向、大传动比、分路传动、运动分解与合成等功用。这种由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。 轮系的分类定轴轮系行星轮系定轴轮系定轴轮系行星轮系行星轮系定轴齿轮系传动比的计算定轴齿轮系传动比的计算 babaabnni轮系的传动比大小轮系的传动比大小: :1、一对圆柱齿轮传动 外啮合:相反 内啮合:相同 2、圆锥齿轮传动 同时指向(或背离)节点 3、蜗杆传动 左(右)手定则定轴轮系传动方向定轴轮系传动方向: :例例122112ZZnni/233232/ZZnni/

2、344343/ZZnni455445ZZnni4/3/21543251ZZZZZZZZnn15i所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积mkkknni) 1(111定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比例例已知各齿轮的齿数已知各齿轮的齿数Z Z1 1=20, Z=20, Z2 2=40, Z=40, Z2 2=15, Z=15, Z3 3=60, =60, ZZ3 3=18, Z=18, Z4 4=18, Z7=20, =18, Z7=20, 齿轮齿轮7 7的模数的模数m=3mm, m=3mm, 蜗杆头数蜗杆头数为为1 1（左旋），蜗轮齿数（左旋），蜗轮齿数Z Z6 6=40=40。齿轮。齿轮1 1

3、为主动轮，转向为主动轮，转向如图所示，转速如图所示，转速n n1 1=100r/min=100r/min，试求齿条，试求齿条8 8的速度和移动的速度和移动方向。方向。5/21643261/3ZZZZZZZZnni例164325/3/2116nZZZZZZZZinn60*1000)2(2778nmzV76nn 4321543245115,)1(zzzzzzzznni,32153235115)1(zzzzzznni惰轮( (过轮过轮):):不影响传动比大小只起改变转向作用的齿轮不影响传动比大小只起改变转向作用的齿轮1 1、传递相距较远的两轴之间的运动和动力；、传递相距较远的两轴之间的运动和动力；轮

4、系的功用轮系的功用 2 2、获得大的传动比：、获得大的传动比：举例：举例：图示为一大传动比的减速器，图示为一大传动比的减速器， Z Z1 1=100=100，Z Z2 2=101=101， Z Z22=100=100，Z Z3 3=99=99求：输入件求：输入件H H对输出件对输出件1 1的传动比的传动比i iH1H1 100001001009910111111HHii若Z1=99 1001Hi2H132 一对外啮合圆柱齿轮传动，其传动比一般可为一对外啮合圆柱齿轮传动，其传动比一般可为i=5-7i=5-7。但是。但是行星轮系传动比可达行星轮系传动比可达i=1000,i=1000,而且结构紧凑。

5、而且结构紧凑。4 4、实现变速和换向、实现变速和换向已知各齿轮的齿数已知各齿轮的齿数Z1=20, Z2=42, Z2=19, Z3=68, Z3=18, Z4=19, Z5=35。齿轮。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求：传动比，试求：传动比i、齿轮、齿轮5的转速和方向。的转速和方向。4321543251ZZZZZZZZnni所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积已知各齿轮的齿数已知各齿轮的齿数Z1=21, Z2=65, Z2=25, Z3=27, Z3=48, Z4=56。齿轮齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速为主动轮，转向如图所示，

6、转速n1=100r/min，试求：传，试求：传动比动比i、齿轮、齿轮4的速度和的速度和 转动方向。转动方向。32143241ZZZZZZnni所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积已知各齿轮的齿数已知各齿轮的齿数Z1=19, Z2=62, Z2=18, Z3=76, Z3=23, Z4=20, Z5=41, Z6=24，Z7=31。齿轮。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求：传动比，试求：传动比i、齿轮、齿轮7的速度和的速度和 方向。方向。643217543271ZZZZZZZZZZnni所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积 某主轴箱

7、中，已知各齿轮齿数分别为Z1=18、Z2=20，Z3=18、Z4=19、Z5=20、Z6=20、Z7=21，Z8=22、Z9=22、Z10=18、Z11=30、Z12=26。且已知1轴的转速为n1=446.7转分，方向向上。问：该轮系可以输出几种转速？并求图示位置带轮轴的转速和方向。 6种11621051111zzzzzznn10511162111ZZZZZZnni所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积 图示轮系中，各轮齿数为z1=z2=z3=z4=20，z3=z5=60，模数均为m =2mm，求 传动比i15； 齿轮1、2及齿轮2、3的中心距a 12，a 23。已知主动轮1向上标明输出方向

8、。4321543251ZZZZZZZZnni所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积 在图示的轮系中，已知z 1=15，z 2=25，z 2=15，z 3=30，z 3=15，z 4=30，z 4=2，z5=60，z5=20(m =4mm)，若n 1=500r/min，求齿条6线速度v的大小和方向。4321543251ZZZZZZZZnni所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积55nn 图示为一滚齿机工作台的传动系统，已知各轮齿数为图示为一滚齿机工作台的传动系统，已知各轮齿数为z z1 1=15=15，z z 2 2=28=28，z z 3 3=15=15，z z 4 4=35=35，z z

9、 8 8 =1=1，z z 9 9 =40=40；A A为为单线滚刀单线滚刀z z A A=1=1，B B为被切轮坯。现欲加工为被切轮坯。现欲加工6464个齿的齿轮个齿的齿轮，求传动比，求传动比i i 5757。I I3939=i=i5757z z4 4 z z9 9/ z/ z3 3 z z8 8I I1B1B= z= z2 2 z zB B/ z/ z1 1 z zA AI I3939= I= I1B1B（轮坯和齿轮9转速相同）1、一档、一档4 4、实现运动的合成与分解、实现运动的合成与分解差动轮系：差动轮系：2 2个输入，个输入，1 1个输出。个输出。合成合成 u定轴轮系传动比计算 论轮

10、系的功用汽车后桥的差速器汽车后桥的差速器差动轮系不仅能将两个独立地运动合成为一个运动，而且还可将差动轮系不仅能将两个独立地运动合成为一个运动，而且还可将一个基本构件的主动转动，按所需比例分解成另两个基本构件的一个基本构件的主动转动，按所需比例分解成另两个基本构件的不同运动。不同运动。汽车后桥的差速器汽车后桥的差速器就利用了差动轮系的这一特性。就利用了差动轮系的这一特性。 几种几种特殊形式的行星传动简介特殊形式的行星传动简介一、渐开线少齿差行星传动一、渐开线少齿差行星传动 固定的太阳轮固定的太阳轮1 1、行星轮、行星轮2 2、行星架、行星架H H及输出机构及输出机构3 3（等角速比机构）（等角速

11、比机构）组成。组成。 输出机构转速输出机构转速= =行星轮的转速行星轮的转速 22121212222212122112122114111ZiZZZZZZZiiiZZZZZiZZnnnnnniHVHHHVHHHHHH时当越大，通常两齿数差越大，传动比特点：传动比大，结构紧凑，加工容易特点：传动比大，结构紧凑，加工容易 同时啮合齿数少，承载能力低，计算复杂（变位）同时啮合齿数少，承载能力低，计算复杂（变位）二、摆线针轮行星传动二、摆线针轮行星传动 工作原理：输出机构与渐开线少齿差行星传动基本相同，其结构上的差别在于固定太阳轮的内齿是带套筒的圆柱形针齿（称为针轮），行星轮2改为短幅外摆线的等距曲线作

12、齿廓称为摆线轮。特点：传动比大，结构紧凑，效率高，同时承担载荷的齿数多特点：传动比大，结构紧凑，效率高，同时承担载荷的齿数多 齿廓间为滚动摩擦，所以传动平稳，承载能力高，磨损齿廓间为滚动摩擦，所以传动平稳，承载能力高，磨损 小，寿命长。小，寿命长。 加工工艺复杂，精度要求高，加工摆线齿轮需专用机床加工工艺复杂，精度要求高，加工摆线齿轮需专用机床 和刀具。和刀具。三、谐波齿轮传动三、谐波齿轮传动 这种传动是借助波发生器迫使相当于行星轮的柔轮产这种传动是借助波发生器迫使相当于行星轮的柔轮产生弹性变形，来实现与钢轮的啮合生弹性变形，来实现与钢轮的啮合。谐波齿轮传动由三个基本构件组成：谐波齿轮传动由三

13、个基本构件组成： 谐波发生器（简称波发生器）谐波发生器（简称波发生器）是凸轮（通常为椭圆形）及薄壁轴承组成，是凸轮（通常为椭圆形）及薄壁轴承组成， 随着凸轮转动，薄壁轴承的外环作椭圆形变形运动（弹性范围内）。随着凸轮转动，薄壁轴承的外环作椭圆形变形运动（弹性范围内）。 刚轮刚轮是刚性的内齿轮。是刚性的内齿轮。 （输入）（输入） 柔轮柔轮是薄壳形元件，具有弹性的外齿轮。（输出）是薄壳形元件，具有弹性的外齿轮。（输出）钢轮钢轮1，柔轮，柔轮2，波发生，波发生H柔轮柔轮2比钢轮比钢轮1少少z2-z1个齿个齿21212221222/ )(1ZZZZZZZZZnniHH特点：传动比大，结构紧凑，效特点：传动比大，结构紧凑，效 率高，不需等角速比机构，率高，不需等角速比机构， 同时啮合的齿数多，传动同时啮合的齿数多，传动 平稳，承载能力高，齿侧平稳，承载能力高，齿侧 间小，适于反向传动。间小，适于反向传动。 柔轮材料加工热处理要求柔轮材料加工热处理要求 高；避免柔轮变形过大，传高；避免柔轮变形过大，传 动比一般要大于动比一般要大于3535。