齿轮传动4.pptx

2024/4/17 周三第八章齿轮传动1第十三节 轮 系轮系：由一系列齿轮组成的传动链，将主动轴的运动或转矩传递到从动轴，称为齿轮系。定轴轮系传动轮系变速传动2齿轮的组合传动2024/4/17 周三第八章齿轮传动2一、轮系的用途和分类(一)轮系的用途1.可获得较大的传动比，使结构紧凑2.可作相距较远两轴之间的传动，3.可实现多种传动比的传动4.可改变从动轴的转向5.可将两个独立的转动合成为一个转动，或将一个转动分解为两个独立的转动。2024/4/17 周三第八章齿轮传动3一、轮系的用途和分类2024/4/17 周三第八章齿轮传动4一、轮系的用途和分类2024/4/17 周三第八章齿轮传动5一、轮系的用途和分类(二)轮系的分类按其在传动时各齿轮轴线在空间的相对位置关系，可分为两类1.定轴轮系：当齿轮系传动时，各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定不动的。2.周转轮系：当齿轮系传动时，若其中至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的固定几何轴线运动。按自由度数目不同又可分为差动轮系：自由度为2的周转轮系行星轮系：自由度为1的周转轮系3.复合轮系：既包含定轴轮系，又包含周转轮系的复杂轮系。2024/4/17 周三第八章齿轮传动6（1）定轴轮系）定轴轮系1223445定轴轮系定轴轮系：当齿轮系转动时，若其中各齿轮的轴线相对于当齿轮系转动时，若其中各齿轮的轴线相对于 机架的位置都是固定不动的。机架的位置都是固定不动的。轮系的分路传动2024/4/17 周三第八章齿轮传动7 行星轮系行星轮系：当齿轮系转动时，若其中至少有一个齿轮的当齿轮系转动时，若其中至少有一个齿轮的 几何轴线绕另一齿轮的固定几何轴线运动几何轴线绕另一齿轮的固定几何轴线运动。（2）行星轮系）行星轮系H123行星轮系12024/4/17 周三第八章齿轮传动8(3)复合复合轮系轮系复合复合轮系轮系:既有行星轮系又有定轴轮系或有若干个行星轮系既有行星轮系又有定轴轮系或有若干个行星轮系 组合而成的复杂轮系。组合而成的复杂轮系。234H12复合轮系2024/4/17 周三第八章齿轮传动9二、轮系传动比的计算n轮系的传动比：轮系中首轮与末轮的角速度的比。传动比的计算内容包括：传动比的大小齿轮的转向2024/4/17 周三第八章齿轮传动10二、轮系传动比的计算一对齿轮的传动比1.对于平面齿轮：传动比大小：齿轮的转向：“+”号表示内啮合两轮转向相同，“-”号表示外啮合两轮转向相反。2.对于空间齿轮传动比的大小：齿轮的转向：在图上做箭头表示。121212122024/4/17 周三第八章齿轮传动11二、轮系传动比的计算(一)定轴轮系传动比的计算1.举例说明2.平面定轴轮系传动比大小转向：m为外啮合齿轮的对数惰轮：不影响传动比，但影响末轮转向的齿轮，例齿轮4，既是主动轮，又是从动轮。3.空间定轴轮系例题8-3，p193。2024/4/17 周三第八章齿轮传动12二、轮系传动比的计算求传动比大小、方向2024/4/17 周三第八章齿轮传动13n5n1122334452231空间定轴轮系1.首末轮轴线平行的空间定轴轮系大小式中“+”、“-”号表示首末轮转向关系。2.首末轮轴线不平行的空间定轴轮系大小为转向用箭头表示。2024/4/17 周三第八章齿轮传动14二、轮系传动比的计算(二)周转轮系传动比的计算1.周转轮系：当齿轮系转动时，若其中至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的固定几何轴线运动。2.周转轮系的特点行星轮：一方面绕自身的几何轴线O2自转，另一方面又随同转臂H绕几何轴线OH公转。中心轮（太阳轮）：几何轴线固定的齿轮。3.类型差动轮系：F2，中心轮都是转动的行星轮系：F=1，有一个中心轮作了机架2024/4/17 周三第八章齿轮传动15周转轮系行星轮系1行星轮系2行星轮系差动轮系2024/4/17 周三第八章齿轮传动16二、轮系传动比的计算4.周转轮系传动比计算方法a)根据相对运动原理，给周转轮系加上一个附加的公共角速度，则周转轮系各构件之间的相对运动关系保持不变。b)使原来的周转轮系变为定轴轮系。c)所得轮系称原周转轮系的转化轮系。差动轮系传动比计算行星轮系传动比计算2024/4/17 周三第八章齿轮传动17差动轮系的转化轮系差动轮系的转化轮系构件名称构件名称原行星轮系各构件的原行星轮系各构件的绝对角速度及传动比绝对角速度及传动比转化轮系各构件的转化轮系各构件的角速度及传动比角速度及传动比转臂转臂H中心轮中心轮1中心轮中心轮3,H123o112o2H3-Ho112o2H32024/4/17 周三第八章齿轮传动18注意式中“”：反映转化轮系中1、k两轮转向关系例如：转化轮系的传动比可按定轴轮系传动比求解.=o112o2H3o112o2H32024/4/17 周三第八章齿轮传动19对上式作如下说明：对上式作如下说明：=（1）只适用于转化轮系中只适用于转化轮系中首首、末轮与转臂末轮与转臂的回转的回转轴线平行（或重合）的行星轮系。轴线平行（或重合）的行星轮系。o112o2H31H21H232132024/4/17 周三第八章齿轮传动20对于平面齿轮系：对于平面齿轮系：“”号与轮系的结构有关。号与轮系的结构有关。=（2）齿数比前一定要带齿数比前一定要带“+”或或“-”号，号，o112o2H31223H1223H1H2232024/4/17 周三第八章齿轮传动21对于空间齿轮系：对于空间齿轮系：1223式中式中“-”转化轮系中转化轮系中1、3、转向相反。、转向相反。2312H（3）式中式中、应分别用带应分别用带“+”、“-”号的数值带入，号的数值带入，其其“+”、“-”表示表示1、k、H三者真实转向是否相同。三者真实转向是否相同。2024/4/17 周三第八章齿轮传动22（4）对于对于F=2的差动轮系，需知的差动轮系，需知式中式中、三个角速三个角速度中任意两个的大小和方向，可求第三个的大小和方向。度中任意两个的大小和方向，可求第三个的大小和方向。例例Z1=30，Z2=20，Z2=25，Z3=25，n1=100r/min,n3=200r/min,求求 nH。解解：用用n1=100r/min,n3=200r/min代入代入 用用n1=100r/min,n3=-200r/min代入代入解得解得 nH=-100r/min (与与n1反向）反向）解得解得nH=+700r/min (与与n1同向）同向）所求转速的方向，由计算结果的所求转速的方向，由计算结果的“+”、“-”来确定。来确定。1、3反向反向1、3同向同向1H2232024/4/17 周三第八章齿轮传动23将将 nk=0代入代入Z1=100 Z2=101Z2=100 Z3=99故故iH1=1/i1H=10000=（5）对于对于F=1的行星轮系（设的行星轮系（设k轮固定），轮固定），则得则得1H223右图右图2024/4/17 周三第八章齿轮传动24H123o112o2H3中心轮中心轮行星轮行星轮转臂转臂行星轮系1行星轮系例：842024/4/17 周三第八章齿轮传动25二、轮系传动比的计算(三)复合轮系传动比的计算1.方法分拆轮系：定轴轮系周转轮系分列方程联立求解注意符号2.例题：p196，852024/4/17 周三第八章齿轮传动26三、几种常见的行星齿轮传动简介(一)渐开线少齿差行星齿轮传动1.构造和传动比构造组成：行星轮1、内齿轮2、系杆H、等角速比机构、输出轴V。少齿差：齿轮1、2 的齿数相差很少，一般是14。特点：输出的运动是行星轮的绝对转数。又称K-H-V行星齿轮传动。传动比齿数差z2-z1很小时，传动比很大。z2-z11时，iHVz1。2024/4/17 周三第八章齿轮传动27三、几种常见的行星齿轮传动简介孔销式输出机构dh=ds+2a，保证销轴和销孔在运动过程中始终保持接触O1O2OhOs构成平行四边形，输出轴将随着行星轮同步同向转动。2024/4/17 周三第八章齿轮传动28三、几种常见的行星齿轮传动简介2.优缺点和应用优点传动比大结构简单、体积小、重量轻加工与维修简便缺点同时啮合齿数少，受力情况差必须采用具有很大啮合角的正传动，导致较大的轴承压力。必须采用等角速比机构，结构复杂。3.举例渐开线二齿差行星减速器2024/4/17 周三第八章齿轮传动292024/4/17 周三第八章齿轮传动30三、几种常见的行星齿轮传动简介(二)摆线针轮传动1.构造和传动比构造组成：行星轮1、内齿轮2、系杆H、孔销式输出机构。摆线齿廓的形成短幅外摆线摆线齿轮：行星轮针轮：内齿轮实际轮廓为短幅外摆线的等距曲线C1C5。工作原理与渐开线少齿差行星齿轮传动基本相同区别：齿轮齿廓不是渐开线而是摆线。传动比齿数差为1，传动比iHVz1。2024/4/17 周三第八章齿轮传动312024/4/17 周三第八章齿轮传动322024/4/17 周三第八章齿轮传动33三、几种常见的行星齿轮传动简介2.优缺点和应用优点传动比大，一级传动iHV6119结构较简单、体积小、重量轻效率高，一般可达0.90.95，最高可达0.97运转平稳，过载能力大工作可靠，使用寿命长。缺点加工工艺复杂，制造精度高，必须用专用的机床和刀具来加工其摆线齿轮。2024/4/17 周三第八章齿轮传动34三、几种常见的行星齿轮传动简介(三)谐波齿轮传动1.构造和传动比构造组成：钢轮内齿轮、柔轮薄壁圆筒外齿轮，钢轮与柔轮的齿距相同，但柔轮比钢轮少两个或几个齿。波发生器，镶有薄壁滚动轴承。特点：传动过程中，柔轮产生的弹性变形波在柔轮圆周方向的展开图上是连续的简谐波形，称为谐波齿轮传动。2024/4/17 周三第八章齿轮传动35三、几种常见的行星齿轮传动简介2024/4/17 周三第八章齿轮传动362024/4/17 周三第八章齿轮传动37三、几种常见的行星齿轮传动简介传动比钢轮G固定，波发生器H主动，柔轮R从动，柔轮与波发生器的转向相反柔轮R 固定，波发生器H主动，钢轮G从动，柔轮与波发生器的转向相同2024/4/17 周三第八章齿轮传动38三、几种常见的行星齿轮传动简介2.优缺点和应用优点单级传动比大且范围广，一般传动iHR50320同时啮合齿数多，承载能力高；运动精度高，传动平稳零件数量少，重量轻，结构紧凑，齿轮磨损小，效率高，除机械式波发生器外，尚有液压、气动和电磁等类型波发生器，以满足各种不同的需要和工作条件。缺点柔轮是薄壁零件，且要求具有高弹性，加工和热处理工艺复杂。若结构参数选择不当或结构设计不良，会导致发热过大，影响传动和承载能力的降低。