1、 輪系：現(xiàn)代機(jī)械中，為了滿足不同的工作要求只用一對(duì)齒輪系：現(xiàn)代機(jī)械中，為了滿足不同的工作要求只用一對(duì)齒輪傳動(dòng)往往是不夠的，通常用一系列齒輪共同傳動(dòng)。這種由一輪傳動(dòng)往往是不夠的，通常用一系列齒輪共同傳動(dòng)。這種由一系列齒輪系列齒輪( (包括蝸桿蝸輪包括蝸桿蝸輪) )組成的傳動(dòng)系統(tǒng)稱為組成的傳動(dòng)系統(tǒng)稱為齒輪系齒輪系（簡稱輪（簡稱輪系）。系）。 第第5章章 輪系輪系1）獲得大傳動(dòng)比）獲得大傳動(dòng)比 2）連接距離較遠(yuǎn)的軸）連接距離較遠(yuǎn)的軸3）變速）變速 4）變向）變向(一)引言應(yīng)用應(yīng)用輪系輪系運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)簡圖簡圖2121平行軸平行軸 相交軸相交軸: : 交錯(cuò)軸交錯(cuò)軸: :蝸桿蝸輪蝸桿蝸輪 圖圖5-3.d5-3

2、.d圓錐齒輪機(jī)構(gòu)圓錐齒輪機(jī)構(gòu) 圖圖5-3.c5-3.c外嚙合外嚙合: : 轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反 圖圖5-3.a5-3.a內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合: : 轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同 圖圖5-3.b5-3.b5-15-1輪系的類型輪系的類型 定軸輪系定軸輪系: :所有齒輪的軸線都是固定的。圖所有齒輪的軸線都是固定的。圖5-15-1復(fù)合輪系復(fù)合輪系：由兩個(gè)以上輪系組成。：由兩個(gè)以上輪系組成。周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系：至少有一個(gè)齒輪的軸線運(yùn)動(dòng)：至少有一個(gè)齒輪的軸線運(yùn)動(dòng)(行星行星,差動(dòng)差動(dòng))321HOHO1O3O2( (二二) )分類分類: :5-2 5-2 定軸輪系及其傳動(dòng)比定軸輪系及其傳動(dòng)比 (一一)傳動(dòng)比的大小傳動(dòng)比的大小:定軸輪

3、系的傳動(dòng)比定軸輪系的傳動(dòng)比 : : 一對(duì)齒一對(duì)齒 i12= 1/ 2= Z2/Z15115i544332214321543245 34 2312)()()(zzzzzzzzzzzzzzzz12233445(二二)傳動(dòng)方向傳動(dòng)方向:13423121) 1(kkmkzzzzzzzzi1) 1(zzkm惰輪惰輪擴(kuò)寬：擴(kuò)寬：過橋輪過橋輪(惰輪既是主動(dòng)輪又作從動(dòng)輪) 其齒數(shù)對(duì)傳動(dòng)比無影響作用作用: 控制轉(zhuǎn)向控制轉(zhuǎn)向 a較大時(shí)可使機(jī)構(gòu)緊湊較大時(shí)可使機(jī)構(gòu)緊湊結(jié)論結(jié)論總傳動(dòng)比總傳動(dòng)比= =各級(jí)傳動(dòng)比的連乘積各級(jí)傳動(dòng)比的連乘積m 外嚙合次數(shù)外嚙合次數(shù)(二二)傳動(dòng)方向傳動(dòng)方向:箭頭規(guī)則箭頭規(guī)則:3.蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)蝸

4、桿蝸輪機(jī)構(gòu): (左右手左右手) 四指四指蝸桿轉(zhuǎn)向蝸桿轉(zhuǎn)向, 拇指拇指蝸桿相對(duì)蝸輪的運(yùn)動(dòng)方向蝸桿相對(duì)蝸輪的運(yùn)動(dòng)方向 (反向反向)蝸輪轉(zhuǎn)向蝸輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)方向傳動(dòng)方向: 1.外嚙合外嚙合: 箭頭方向相反箭頭方向相反2.內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合: 箭頭方向相同箭頭方向相同1.各齒輪各齒輪軸線平行軸線平行用用“” “”表示表示 (-1)mm外嚙合次數(shù)外嚙合次數(shù)表示同向表示同向 表示反向表示反向2.各齒輪各齒輪軸不全平行軸不全平行畫畫箭頭箭頭5-35-3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比 (一)周轉(zhuǎn)輪系的組成: 1.行星輪行星輪: 軸線位置變動(dòng)軸線位置變動(dòng), 既作自轉(zhuǎn)又作公轉(zhuǎn)既作自轉(zhuǎn)又作公轉(zhuǎn) 2.轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臂(行星架行星

5、架, 系桿系桿): 支持行星輪作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)支持行星輪作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn) 3.中心輪中心輪(太陽輪太陽輪): 軸線位置固定軸線位置固定 4.機(jī)架機(jī)架組成:行星輪行星輪轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臂中心輪中心輪1.以中心輪和轉(zhuǎn)臂以中心輪和轉(zhuǎn)臂作輸入和輸出構(gòu)件作輸入和輸出構(gòu)件 軸線重合軸線重合 (否則不能傳動(dòng)否則不能傳動(dòng))注意事項(xiàng)注意事項(xiàng):3.找基本找基本(單一單一)周轉(zhuǎn)輪系的方法周轉(zhuǎn)輪系的方法: 先找行星輪先找行星輪 找其轉(zhuǎn)臂找其轉(zhuǎn)臂(不一定是簡單的桿件不一定是簡單的桿件) 找與行星輪嚙合的中心輪找與行星輪嚙合的中心輪(其軸線與轉(zhuǎn)臂的重合其軸線與轉(zhuǎn)臂的重合)2.基本周轉(zhuǎn)輪系含基本周轉(zhuǎn)輪系含一個(gè)轉(zhuǎn)臂一個(gè)轉(zhuǎn)臂, 若干個(gè)若干個(gè)行星

6、輪及中心輪行星輪及中心輪(12)分類分類: (按自由度分類按自由度分類) 差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系:行星輪系行星輪系: F=2 圖圖5-4.b (兩個(gè)中心輪均轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)中心輪均轉(zhuǎn)動(dòng)) F=1 圖圖5-4.c (只有一個(gè)中心輪轉(zhuǎn)動(dòng)只有一個(gè)中心輪轉(zhuǎn)動(dòng))O1圖5-4 c.123OHHO2圖5-4.b321HOHO1O3O2n=4, PL=4, PH=2, F=342412 = 2 要求原動(dòng)件數(shù)要求原動(dòng)件數(shù)=2n=3, PL=3, PH=2, F=332312 = 1 要求原動(dòng)件數(shù)要求原動(dòng)件數(shù)=1(二二)周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算 不能直接用定軸輪系的計(jì)算方法不能直接用定軸輪系的計(jì)算方法 HHHH

7、HnnnnZZZZZZnni311321323113轉(zhuǎn)化輪系速比轉(zhuǎn)化輪系速比: 當(dāng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)速=nH, 給整個(gè)給整個(gè)輪系加上輪系加上nH的公共轉(zhuǎn)速的公共轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)臂靜止轉(zhuǎn)臂靜止轉(zhuǎn)化輪系轉(zhuǎn)化輪系(假想的假想的定軸輪系定軸輪系)(各構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)不變各構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)不變)圖圖5-4.b 轉(zhuǎn)化輪系轉(zhuǎn)化輪系5-4.d圖圖5-4.d321HO2O1O3 1.機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法(轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)) 2.轉(zhuǎn)化輪系速比計(jì)算轉(zhuǎn)化輪系速比計(jì)算 2.轉(zhuǎn)化輪系速比計(jì)算轉(zhuǎn)化輪系速比計(jì)算相對(duì)機(jī)架速度相對(duì)機(jī)架速度: n1 , n2,. 相對(duì)轉(zhuǎn)臂速度相對(duì)轉(zhuǎn)臂速度: n1H, n2H,. n1H = n1nHn2H = n2n

8、HnHH =0=(符號(hào)符號(hào)) ) GK從動(dòng)輪齒數(shù)積從動(dòng)輪齒數(shù)積/(GK主動(dòng)輪齒數(shù)積主動(dòng)輪齒數(shù)積)(5-2)注意注意: 1.求得求得iGKH , 并確定其并確定其“” “”號(hào)號(hào) 再求其它再求其它2.iGKHiGK , iGKiKG , iGKHiKGH3.轉(zhuǎn)向判斷轉(zhuǎn)向判斷畫箭頭畫箭頭4.式式(5-2)只適于只適于G、K輪與轉(zhuǎn)臂軸線平行時(shí)輪與轉(zhuǎn)臂軸線平行時(shí)(轉(zhuǎn)化輪系轉(zhuǎn)化輪系)一般計(jì)算式一般計(jì)算式:例例5-22761132132313113ZZZZZZnnnnnniHHHHH2.求求nH:276101HHnnn26. 32761111HHnni03n123Hn1Hn2Hn3H解解: 行星輪系行星輪系

9、3.求求n2:12212112ZZnnnnnniHHHHH已知已知:n1,Z1,Z2,Z3;求求:i1H,nH,n227171840184060002nmin47672rnmin184011rinnHH1. 假設(shè)各輪轉(zhuǎn)向假設(shè)各輪轉(zhuǎn)向(箭頭箭頭)例例3：已知齒數(shù)：已知齒數(shù)Z1=15 , Z2 = 25 , Z 2 = 20 , Z3 = 60。n1=200r/min ,n3=50r/min , 轉(zhuǎn)向見圖，求轉(zhuǎn)向見圖，求nH的大小和方向。的大小和方向。設(shè)n1為正，n3為負(fù)HHHHHnnnnnni313113 21321) 1(ZZZZnH= 8.3r/min520156025)50(200HHnn

10、解解:實(shí)際方向與n1相反1. 1.相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動(dòng)相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動(dòng)( (惰輪惰輪)2. 2.變速、變向變速、變向3. 3.獲得大傳動(dòng)比獲得大傳動(dòng)比( (行星輪系行星輪系)4. 4.合成運(yùn)動(dòng)和分解運(yùn)動(dòng)合成運(yùn)動(dòng)和分解運(yùn)動(dòng)( (差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系)5-5輪系的應(yīng)用 1.相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動(dòng)相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動(dòng)在傳動(dòng)比不變的情況下，可有效的縮小齒輪直徑，獲得相距較遠(yuǎn)的兩在傳動(dòng)比不變的情況下，可有效的縮小齒輪直徑，獲得相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng) 汽車齒輪變速箱汽車齒輪變速箱 自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器帶式制動(dòng)器帶式制動(dòng)器B1,B2,B3,錐面離合器錐面離合器C (液力變扭器控制

11、液力變扭器控制)和倒車制動(dòng)器和倒車制動(dòng)器Br(司機(jī)控制司機(jī)控制)分別起作用時(shí)，輸分別起作用時(shí)，輸出軸出軸可得到可得到5種不同的速度種不同的速度IIIIVIIIIII35B3B2B1BrH12H22H3H4C1442”2.實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)3. 獲得較大的傳動(dòng)比獲得較大的傳動(dòng)比 啤酒大麥發(fā)酵池啤酒大麥發(fā)酵池實(shí)例實(shí)例 為了使攪拌器緩慢移動(dòng)，以為了使攪拌器緩慢移動(dòng)，以達(dá)到充分?jǐn)嚢璧哪康?，在電達(dá)到充分?jǐn)嚢璧哪康模陔姍C(jī)到移動(dòng)齒輪間采用了一個(gè)機(jī)到移動(dòng)齒輪間采用了一個(gè)行星減速器，其傳動(dòng)比高達(dá)行星減速器，其傳動(dòng)比高達(dá)702.25 一對(duì)齒輪傳動(dòng)比一般不大于一對(duì)齒輪傳動(dòng)比一般不大于57 大傳動(dòng)比可用定軸輪

12、系多級(jí)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，也可利用周轉(zhuǎn)輪系大傳動(dòng)比可用定軸輪系多級(jí)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，也可利用周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系實(shí)現(xiàn)和復(fù)合輪系實(shí)現(xiàn)4.實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的分解與合成實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的分解與合成5-6幾種特殊行星傳動(dòng)簡介 一、一、 漸開線少齒差行星傳動(dòng)漸開線少齒差行星傳動(dòng) 如圖所示，漸開線少齒差行星傳動(dòng)是由內(nèi)齒輪1、行星輪2、行星架H、等速輸出機(jī)構(gòu)3和輸出軸V等組成，屬于K-H-V型傳動(dòng)。內(nèi)齒圈1固定，行星輪比內(nèi)齒輪只少幾個(gè)齒(一般差14個(gè)齒)，齒廓曲線為漸開線。等速輸出機(jī)構(gòu)多用孔銷輸出機(jī)構(gòu)。 通常行星架主動(dòng)，行星輪從動(dòng)，由V軸輸出，用于減速。V軸的轉(zhuǎn)速即為行星輪的絕對(duì)轉(zhuǎn)速。該輪系的傳動(dòng)比為2212HVHziizz= - 由上式可以

13、看出，齒數(shù)差越小，傳動(dòng)比越大。當(dāng) =1時(shí)，傳動(dòng)比最大， ，稱為一齒差行星傳動(dòng)。 漸開線少齒差行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比較大、結(jié)構(gòu)緊湊，但效率較低，行星架軸承的壽命較短，故目前只用于小功率傳動(dòng)。12zz-2HViz= -二、二、 擺線針輪行星傳動(dòng)擺線針輪行星傳動(dòng) 擺線針輪行星傳動(dòng)屬于一齒差的K-H-V型行星傳動(dòng)。其傳動(dòng)原理、運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)等均與漸開線一齒差行星傳動(dòng)相同，唯一區(qū)別在于齒輪的齒廓不是漸開線，而是擺線。 2HViz= - 擺線針輪行星減速器的橫剖面結(jié)構(gòu)如下頁圖示。中心輪1固定在機(jī)殼上，它是由裝在機(jī)殼內(nèi)的許多帶套筒的圓柱銷所組成，故稱為針輪；行星輪2為擺線齒輪，行星架H為偏心軸。行星輪的運(yùn)動(dòng)依靠等角

14、速比的孔銷輸出機(jī)構(gòu)傳到輸出軸上。擺線針輪行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 擺線針輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大，體積小、重量輕，效率高(一般可達(dá)0.900.94)，承載能力大，傳動(dòng)平穩(wěn)，磨損小，使用壽命長等。因此，在國防、冶金、礦山、紡織、化工等部門得到廣泛應(yīng)用。三、三、 諧波齒輪傳動(dòng)諧波齒輪傳動(dòng) 諧波齒輪傳動(dòng)由三個(gè)基本構(gòu)件組成，即具有內(nèi)齒的剛輪、可產(chǎn)生較大彈性變形的柔輪及波發(fā)生器。 當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后，由于轉(zhuǎn)臂長度大于柔輪內(nèi)孔直徑，將柔輪撐為橢圓形。橢圓長軸兩端柔輪外齒與剛輪內(nèi)齒相嚙合，短軸兩端兩者完全脫開。當(dāng)波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔輪的齒逐一被推入剛輪的齒槽中進(jìn)行嚙合。由于柔輪的齒數(shù) 比剛輪齒數(shù) 少，波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)一周，柔輪相對(duì)剛輪沿