定軸齒輪系傳動比的計算 2行星齒輪系傳動比的計算 3齒輪系的應用 4其他新型齒輪傳動裝置簡介 5減速器 齒輪系 12 1定軸齒輪系傳動比的計算 在現代機械中 為了滿足不同的工作要求 僅用一對齒輪傳動或蝸桿傳動往往是不夠的 通常需要采用一系列相互嚙合的齒輪 包括蝸桿傳動 組成的傳動系統將主動軸的運動傳給從動軸 這種由一系列齒輪組成的傳動系統成為齒輪系 如果齒輪系中各齒輪的軸線互相平行 則稱為平面齒輪系 否則稱為空間齒輪系 根據齒輪系運轉時齒輪的軸線位置相對于機架是否固定 又可將齒輪系分為兩大類 定軸齒輪系和行星齒輪系 12 1定軸齒輪系傳動比的計算 各種齒輪系 12 1定軸齒輪系傳動比的計算 如果齒輪系運轉時所有齒輪的軸線保持固定 稱為定軸齒輪系 定軸齒輪系又分為平面定軸齒輪系和空間定軸齒輪系兩種 12 1定軸齒輪系傳動比的計算 12 1 1平面定軸齒輪系傳動比的計算 一對齒輪的傳動比大小為其齒數的反比 若考慮轉向關系 外嚙合時 兩輪轉向相反 傳動比取 號 內嚙合時 兩輪轉向相同 傳動比取 號 則該齒輪系中各對齒輪的傳動比為 惰輪 齒輪系中齒輪4同時與齒輪3 嚙合 不影響齒輪系傳動比的大小 只起到改變轉向的作用 12 1定軸齒輪系傳動比的計算 所以 推廣后的平面定軸齒輪系傳動比公式為 12 1定軸齒輪系傳動比的計算 12 1 2空間定軸齒輪系傳動比的計算 一對空間齒輪傳動比的大小也等于兩齒輪齒數的反比 所以也可用 12 1 來計算空間齒輪系的傳動比 但其首末輪的轉向用在圖上畫箭頭的方法 如圖所示 12 1定軸齒輪系傳動比的計算 12 1 2空間定軸齒輪系傳動比的計算 解 該齒輪系為一平面定軸齒輪系 齒輪2和4為惰輪 齒輪系中有兩對外嚙合齒輪 根據公式可得 因齒輪1 2 3的模數相等 故它們之間的中心距關系為 因此 12 1定軸齒輪系傳動比的計算 12 1 2空間定軸齒輪系傳動比的計算 同理 所以 為正值 說明齒輪5與齒輪1轉向相同 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 1行星齒輪系的分類 齒輪1 3和構件H均繞固定的互相重合的幾何軸線轉動 齒輪2空套在構件H上 與齒輪1 3相嚙合 齒輪2既繞自身軸線自轉又隨構件H繞另一固定軸線 軸線O O 公 齒輪2稱為行星輪構件H稱為行星架 軸線固定的齒輪1 3則稱為中心輪或太陽輪 組成 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 1行星齒輪系的分類 分類 通常將具有一個自由度的行星齒輪系稱為簡單行星齒輪系 將具有二個自由度的行星齒輪系稱為差動齒輪系 簡單行星齒輪系 差動齒輪系 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 2行星齒輪系的傳動比計算 該假想的定軸齒輪系稱為原行星周轉輪系的轉化機構 轉化機構中 各構件的轉速如右表所示 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 2行星齒輪系的傳動比計算 轉化機構中1 3兩輪的傳動比可以根據定軸齒輪系傳動的計算方法得出 推廣后一般情況 可得 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 2行星齒輪系的傳動比計算 注意事項 2 公式右邊的正負號的確定 假想行星架H不轉 變成機架 則整個輪系成為定軸輪系 按定軸輪系的方法確定轉向關系 3 待求構件的實際轉向由計算結果的正負號確定 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 2行星齒輪系的傳動比計算 空間行星輪系的兩齒輪A K和行星架H三個構件的軸線應互相平行時 其轉化機構的傳動比仍可用式 12 2 來計算 但其正負號應根據轉化結構中A K兩輪的轉向來確定 如上圖所示 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 3復合齒輪系的傳動比計算 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 3復合齒輪系的傳動比計算 計算混合輪系傳動比一般步驟 區別輪系中的定軸輪系部分和周轉輪系部分 分別列出定軸輪系部分和周轉輪系部分的傳動比公式 并代入已知數據 找出定軸輪系部分與周轉輪系部分之間的運動關系 并聯立求解即可求出混合輪系中兩輪之間的傳動比 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 3復合齒輪系的傳動比計算 解 該復合齒輪系由兩個基本齒輪系構成 齒輪1 2 2 3 系桿H組成差動行星齒輪系 齒輪3 4 5組成定軸齒輪系 齒輪5和系桿H做成一體 其中 對于定軸齒輪系 對于行星齒輪系 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 3復合齒輪系的傳動比計算 12 2行星齒輪系傳動比的計算 12 2 3復合齒輪系的傳動比計算 聯立各式 得 為正值 說明齒輪1與系桿H轉向相同 12 3齒輪系的應用 12 3 1實現分路傳動 利用齒輪系可使一個主動軸帶動若干從動軸同時轉動 將運動從不同的傳動路線傳動給執行機構的特點可實現機構的分路傳動 如圖所示為滾齒機上滾刀與輪坯之間作展成運動的傳動簡圖 滾齒加工要求滾刀的轉速n坯需滿足的傳動比關系 主動軸I通過錐齒輪1輪齒輪2將運動傳給滾刀 同時主動軸又通過直齒輪3輪經齒輪4 5 6 7 8傳至蝸輪9 帶動被加工的輪坯轉動 以滿足滾刀與輪坯的傳動比要求 若想要用一對齒輪獲得較大的傳動比 則必然有一個齒輪要做得很大 這樣會使機構的體積增大 同時小齒輪也容易損壞 如果采用多對齒輪組成的齒輪系則可以很容易就獲得較大的傳動比 只要適當選擇齒輪系中各對嚙合齒輪的齒數 即可得到所要求的傳動比 在行星齒輪系中 用較少的齒輪即可獲得很大的傳動比 12 3 1獲得大的傳動比 12 3齒輪系的應用 12 3 3實現換向傳動 12 3齒輪系的應用 在主動軸轉向不變的情況下 利用惰輪可以改變從動軸的轉向 如圖所示車床上走刀絲桿的三星輪換向機構 扳動手柄可實現兩種傳動方案 12 3 4實現變速傳動 12 3齒輪系的應用 在主動軸轉速不變的情況下 利用齒輪系可使從動軸獲得多種工作轉速 12 3 5用于對運動進行合成與分解 在差動齒輪系中 當給定兩個基本構件的運動后 第三個構件的運動是確定的 換而言之 第三個構件的運動是另外兩個基本構件運動的合成 同理 在差動齒輪系中 當給定一個基本構件的運動后 可根據附加條件按所需比例將該運動分解成另外兩個基本構件的運動 12 3齒輪系的應用 如圖所示為滾齒機中的差動齒輪系 滾切斜齒輪時 由齒輪4傳遞來的運動傳給中心輪1 轉速為n1 由蝸輪5傳遞來的運動傳給H 使其轉速為nH 這兩個運動經齒輪系合成后變成齒輪3的轉速n3輸出 因 12 3齒輪系的應用 如圖所示的汽車后橋差速器即為分解運動的齒輪系 在汽車轉彎時它可將發動機傳到齒輪5的運動以不同的速度分別傳遞給左右兩個車輪 以維持車輪與地面間的純滾動 避免車輪與地面間的滑動磨擦導致車輪過度磨損 12 3齒輪系的應用 若輸入轉速為n5 兩車輪外徑相等 輪距為2L 兩輪轉速分別為n1和n3 r為汽車行駛半徑 當汽車繞圖示P點向左轉彎時 兩輪行駛的距離不相等 其轉速比為 差速器中齒輪4 5組成定軸系 行星架H與齒輪4固聯在一起 1 2 3 H組成差動齒輪系 對于差動齒輪系1 2 3 H 因z1 z2 z3 有 若汽車直線行駛 因n1 n3所以行星齒輪沒有自轉運動 此時齒輪1 2 3和4相當于一剛體作同速運動 即n1 n3 n4 n5 i54 n5z5 z4由此可知 差動齒輪系可將一輸入轉速分解為兩個輸出轉速 12 4其他新型齒輪傳動裝置簡介 12 4 1擺線針輪行星傳動 12 4其他新型齒輪傳動裝置簡介 擺線針輪行星傳動圖 擺線形結構圖解 可以證明 擺線針輪行星傳動能保證傳動比恒定不變針齒銷數與擺線輪齒數的齒數差 z1 z2 只能為1 所以其傳動比為 12 4其他新型齒輪傳動裝置簡介 擺線針輪行星減速器圖例 12 4其他新型齒輪傳動裝置簡介 12 4 2諧波齒輪傳動 波齒輪傳動由三個基本構件組成 即具有內齒的剛輪 可產生較大彈性變形的柔輪及波發生器 12 4其他新型齒輪傳動裝置簡介 諧波齒輪的運動演示 12 4其他新型齒輪傳動裝置簡介 由于柔輪比剛輪少個齒 故柔輪相對剛輪沿相反方向轉動個齒的角度 即反轉周 所以其傳動比為 諧波齒輪傳動可以獲得較大的傳動比 單級傳動的傳動比可達70 320 缺點是使用壽命會受柔輪疲勞損傷的影響 12 5減速器 減速器分類 齒輪減速器 蝸桿減速器 行星減速器 圓柱齒輪減速器 圓錐齒輪減速器 圓錐 圓柱齒輪減速器 圓柱蝸桿減速器 圓弧齒蝸桿減速器 錐蝸桿減速器 蝸桿 齒輪減速器 漸開線行星齒輪減速器 擺線齒輪減速器 諧波齒輪減速器 12 5 1常見減速器的主要類型 特點及應用 12 5減速器 1 齒輪減速器 12 5減速器 12 5減速器 12 5減速器 2 蝸桿減速器 12 5減速器 2 蝸桿 齒輪減速器 12 5減速器 12 5減速器 12 5 2減速器傳動比的分配 使各級傳動的承載能力接近于相等 使減速器的外廓尺寸和質量