机械设计基础 教学课件 作者 欧阳志红 2 第11章.ppt

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1、第十一章　轮系与减速器本章主要介绍轮系的基本类型、各种轮系传动比的计算方法及减速器的类型及基本结构。齿轮传动在各种机器和机械设备中已获得了广泛的应用。为了减速、增速、变速及某些特殊用途，经常采用一系列互相啮合的齿轮组成传动系统。这种由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。【基本要求】(1)了解轮系的分类方法，能正确划分轮系的类型。(2)正确计算定轴轮系、周转轮系、复合轮系的传动比。(3)了解减速器的类型、基本结构及润滑方法。【重点和难点】(1)轮系的分类。(2)定轴轮系的传动比计算。(3)周转轮系的传动比计算。(4)复合轮系的传动比计算。(5)减速器的类型、基本结构及润滑方法。第

2、一节　轮系的分类及功用一、轮系的分类1.定轴轮系当轮系运转时，若组成该轮系所有齿轮的几何轴线相对机架的位置都是固定不变的，称为定轴轮系。在定轴轮系中，如果各齿轮的轴线均互相平行，则称为平行轴定轴轮系(或平面定轴轮系)，如图11-1a所示；如果轮系中含有相交轴齿轮传动、交错轴齿轮传动，则称为不平行轴定轴轮系(或空间定轴轮系)，如图11-1b所示。2.周转轮系如图11-2所示的轮系中，齿轮2既绕自身轴线转动，又绕齿轮1的轴线O1转动。这种至少有一个齿轮的几何轴线绕其他齿轮固定轴线回转的轮系，称为周转轮系。齿轮2称为行星轮，支持行星轮的构件H称为系杆或行星架，齿轮1和3称为太阳轮

3、。在工程实际中，除了采用单一的定轴轮系或单一的周转轮系外，有时也采用既含有定轴轮系又含有周转轮系的轮系，如图11-3所示。通常把这种轮系称为混合轮系。二、轮系的功用在机械中，轮系的应用十分广泛，主要具有以下用途：1)实现变速、换向传动。2)可以实现较远轴之间的运动和动力的传递。3)可以获得较大的传动比。4)实现运动的合成或分解等。第二节　定轴轮系及其传动比一对圆柱齿轮的传动比是指两齿轮的角速度(或转速)之比，也等于其齿数之反比，即式中正负号的意义是：外啮合时两轮方向相反，传动比为负值，取“-”号；内啮合时两轮转向相同，传动比为正值，取“+”号。而轮系的传动比则是指输入轴和输

4、出轴角速度(或转速)之比，用iab表示，下标a、b为输入轴和输出轴的代号，即轮系传动比的计算，包括计算其传动比大小和确定其输入轴的转向两个内容。对于由圆柱齿轮组成的定轴轮系，由于一对外啮合圆柱齿轮的转向相反，而一对内啮合圆柱齿轮转向相同，故外啮合圆柱齿轮传动比取负号，内啮合圆柱齿轮传动比取正号。如图11-1a所示轮系中各对齿轮传动比为将上述各式连乘得即有上述结论可推广到定轴轮的一般情形。设n1与nk分别代表定轴轮系首轮和末轮的转速，则定轴轮系转动比计算式为如图11-1所示，也可用画箭头的方法确定主、从动轮的转向关系。当定轴轮系中有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆等空间齿轮机构时，其传动比大小

5、可直接用公式(11-1)来计算，但由于两轴线不平行的传动，不能用(-1)m来确定首末两齿轮转向。可以用画箭头的方法来判别各轮的转向(图11-1b)。第三节　周转轮系及其传动比一、周转轮系的组成与类型1.周转轮系的组成周转轮系一般由太阳轮、行星轮和行星架组成，如图11-2所示。齿轮1、3和构件H均绕固定的互相重合的几何轴线转动，称为太阳轮，齿轮2空套在构件H上，与齿轮1、3相啮合。齿轮2一方面绕其自身轴线O2转动(自转)，同时又随构件H绕轴线OH转动(公转)。齿轮2称为行星轮，H称为行星架。2.周转轮系的类型为了使转动时的惯性力平衡以及减轻轮齿上的载荷，常常采用几个完全相同的

6、行星轮(图11-4a所示为3个)均匀地分布在中心轮的周围同时进行传动。因为这种行星轮的个数对研究周转轮系的运动没有任何影响，所以在机构简图中可以只画一个。如图11-4b所示的周转轮系，它有两个太阳轮且两个太阳轮都能转动，这个机构的自由度等于2，需要两个原动件，这种周转轮系称为差动轮系。如图11-4c所示的周转轮系，只有一个太阳轮能转动，该机构的自由度为1，需要一个原动件，这种周转轮系称为行星轮系。二、周转轮系传动比的计算周转轮系中行星轮的运动不是绕固定轴线的简单运动，所以其传动比不能直接用求解定轴轮系传动比的方法来计算。但是，根据相对运动原理，如果给整个周转轮系加上一个绕轴线O

7、H转动，大小为nH而方向与nH相反的公共转速(－nH)后，行星架就变为固定不动了，则周转轮系就转化为一个假想的定轴轮系，便可由式11-1列出该假想定轴轮系传动比的计算式，从而求出周转轮系的传动比。将周转轮系转化为定轴轮系来求任意两轴间传动比的方法称为转化机构法。在如图11-4b所示的周转轮系中，当加上一公共“－nH”后，原来的周转轮系就成了定轴轮系；如图11-4d所示，这一定轴轮系称为原来周转轮系的转化轮系。由表可见，由于nHH=0，所以该周转轮系已经转化为定轴轮系，表中，nH1、nH2、n