机械设计基础第八章.ppt

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1、1,第八章 轮系、减速器 和无级变速器,由一系列相互啮合的齿轮所组成的传动系统 轮系,2,轮系的功用和分类定轴轮系的传动比行星轮系的传动比减速器和无极变速器,3,8-1 轮系的功用和分类,广泛应用于各种机械和仪器仪表中，如钟表、减速器、增速器、变速器、换向机构等。,4,5,6,一、轮系的功用,1.实现较远距离的传动,外廓尺寸小，节省空间，又可节省材料。,7,结构大、小轮易坏,i12=10,2.获得大传动比,齿轮之间差别减小；外廓尺寸小，节省空间、材料。,8,利用行星轮系可以由齿数相差很少的几个齿轮获得很大的传动比。如图仅用二对齿轮，其传动比可达10000。,9,1,3.改变从动轴的转向,10,

2、4.实现多种传动比,移动双联齿轮使不同齿数的齿轮进入啮合可改变输出轴的转速,1,当输入轴1的转速一定时，分别操纵两个制动，输出轴B可得到不同的转速。,11,5.实现分路传动,利用轮系可将输入轴的一种转速同时传到几根输出轴上，获得所需的各种转速。,12,钟表中的轮系,分针(m),秒针(s),时针(h),13,滚齿机：实现轮坯与滚刀范成运动。轴I的运动和动力经过锥齿轮1、2传给滚刀，经过齿轮3、4、5、6、7和蜗杆传动8、9传给轮坯。,14,6.运动的合成和分解 运动的合成 将两个独立的转动合成为一个转动。运动的分解 将一个转动分解成两个独立的转动。,15,二、轮系的分类,根据轮系在传动中各齿轮轴

3、线的位置是否固定，将轮系分类。,定轴轮系行星轮系,16,1.定轴轮系,所有齿轮轴线位置都固定不动的轮系（1）平面定轴轮系：由轴线互相平行的圆柱齿轮组成；（2）空间定轴轮系：包含相交轴锥齿轮、交错轴蜗杆传动在内的定轴轮系。,17,平面定轴轮系,18,空间定轴轮系,19,2.行星轮系(周转轮系）,至少有一个齿轮的轴线绕另一齿轮的固定轴线转动的轮系。,1、3-中心轮(太阳轮）2-行星轮 H-行星架(系杆，转臂),20,21,差动轮系：F=2，2个原动件 简单行星轮系：F=1，1个原动件,22,混合轮系,23,24,8-2 定轴轮系的传动比,轮系传动比：主动轴与从动轴的转速(或角速度)之比，包括大小和

4、方向。,对于轴线平行的齿轮传动，当主、从动轮的转向相同时，传动比为正；两轮转向相反时，传动比为负。,25,一对外啮合圆柱齿轮,26,一对内啮合圆柱齿轮,27,一对锥齿轮相互啮合,方向如图中箭头所示,28,蜗杆蜗轮啮合,方向如图中箭头所示,29,定轴轮系,30,31,(-1)2表示外啮合的次数齿轮3惰轮(过轮，中介轮）,32,首轮(主动)1，末轮(从动)k，外啮合次数m,如果是空间定轴轮系，(-1)m不再适用，需要在图中画箭头表示各轮转向。,33,例题1,图为一定轴轮系。z1=16，z2=33，z2=16，z3=60，z3=13，z4=19，z5=35，求传动比i15。主动轮：1、2、3 从动轮

5、：2、3、5 惰 轮：4 外啮合次数：3次,轮5与轮1转向相反,34,例2:汽车变速器,如图为某汽车变速箱，共有四档转速，分别为输入轴和输出轴，A为牙嵌离合器。齿轮1、2为常啮合齿轮，齿轮4和6可沿滑键在轴上移动。第一档传动路线:1-2-5-6；第二档:1-2-3-4；第三档由离合器直接将两轴相联，为直接档；第四档:1-2-7-8-6,为倒档。z1=20,z2=35,z3=28,z4=27,z5=18,z6=37,z7=14,求各档传动比,35,第一档：i163.6第二档：i141.7第三档：i1第四档：i164.6,36,例题3,图示为某高炮炮弹钟表引信的齿轮传动机构，z1=25,z1=8,

6、z2=68,z2=z3=10,z3=50,z4=40,主动轮z1每转过一齿需0.0077s，如需轮4转过330击发引信，试问击发一次，z1应转过多长时间？,170330,360,25,0.0077,30 s,37,例题4,一定轴轮系由圆柱齿轮、锥齿轮和蜗杆蜗轮组成，已知各轮齿数z1=2,z2=50,z2=z3=20,z3=z4=40,采用右旋蜗杆,若蜗杆1为主动轮，n1=1500r/min,求齿轮4的转速和转向。,38,39,40,例题5,如图所示轮系中，已知单头蜗杆转向和旋向(右旋)，z2=56，z2=50，z3=80，z4=30，z5=50，齿轮2和齿轮4同轴线。求i15及齿轮5的转向,4

7、1,42,首轮1，末轮k，外啮合次数m如果是空间定轴轮系，(-1)m不再适用，需要在图中画箭头表示各轮转向。,定轴轮系传动比,43,8-3 行星轮系的传动比,由于行星轮系中行星轮的轴线位置不固定，行星轮既自转又公转，是一复合运动，其转速不是一个简单值，不能直接计算轮系的传动比。,44,45,行星轮系的转化轮系定轴轮系,46,差动轮系 简单行星轮系,47,转化轮系中轮1和3的传动比,注意：i13 i13H,i13-z3/z1,48,推广至一般情况,差动轮系,简单行星轮系,49,注意的问题,（1）n1、nk、nH必须是轴线平行的相应构件的转速；（2）各转速代入公式时，应带有本身的正号或负号。,50

8、,例题6 如图所示行星轮系，各轮齿数为z1=40,z2=20，z3=80。试计算中心轮1和系杆H的传动比i1H。,首先写出转化轮系的传动比,齿轮1和系杆同转向,51,例题7,如图所示轮系中，z1=100，z2=101，z2=100，z3=99。计算iA1,52,系杆转10000圈，齿轮1同向转1圈四个齿轮的齿数相差不多，但可得到大的传动比,53,系杆转100圈时，齿轮1反向转1圈,如果齿轮3的齿数由99改为100,只将轮3增加了一个齿，轮1就反向旋转。此例说明行星轮系中输出轴的转向，不仅与输入轴的转向有关，并与各轮的齿数有关。且传动比发生巨大变化，这是行星轮系与定轴轮系不同的地方。,54,例题

9、8 如图轮系中，z1=z2=20,z3=60。,（1）轮3固定，求i1H,（2）n1=1,n3=-1,求nH 及i1H,（3）n1=1,n3=1,求nH 及i1H,系杆和齿轮1转向相同轮1转4圈，系杆H转1圈,55,（2）n1=1,n3=-1,求nH 及i1H,轮1和系杆转向相反。轮1逆时针转1圈，轮3顺时针转1圈，则系杆顺时针转半圈。,56,（3）n1=1,n3=1,求nH 及i1H,轮1和系杆转向相同，轮1轮3各逆时针转1圈，则系杆逆时针转1圈。,特别强调：i13 i13H 一是绝对运动、一是相对运动 i13-z3/z1,57,例题9如图所示的差动轮系中，各轮齿数分别为：z1=15，z2=

10、25，z2=20，z3=60。已知:n1=200r/min，n3=50r/min，转向如图所示。求行星架H的转速nH。,58,n1和n3转向相反，设n1为正时，n3为负,系杆与轮1转向相反，与轮3相同。,59,例题10,如图为国产某直升飞机主减速器的行星轮系,发动机直接带动中心轮1,由于功率大，采用六个行星轮2,八个行星轮4。已知z1=z5=39,z2=27，z3=93，z3=81，z4=21。求输入轴I与螺旋桨P之间的传动比iIP。,60,该轮系为两个简单行星轮系串联而成：1-2-3-A1，5-4-3-A2 nA1=n5，n3=n3=0，nI=n1，nA2=nP,61,在1-2-3-A1,在

11、5-4-3-A2,轴I和螺旋桨P同转向,62,首先分清组成它的定轴轮系和行星轮系；再分别用定轴轮系和行星轮系传动比的计算公式写出算式；然后根据这些轮系的组合方式联立解出所求的传动比。,混合轮系(组合轮系)的传动比,63,某履带式自行加榴炮的行星转向机构如图所示。Z1=21，z2=35，z2=19，z3=15，z4=49，I为输入轴，杆A和带动履带运动的驱动轮P相固联，求输入轴I与驱动轮P之间的传动比iIP。,例题11,64,齿轮1-2：定轴轮系2-3-4-A：简单行星轮系n2=n2，iIP=i1A,65,定轴轮系,行星轮系,I和P转向相反,66,例题12：图示为某自动变速装置简图，为主动轴，为

12、从动轴。分别操纵制动器P、Q可以在n不变的情况下获得两种输出转速n。已知z1=z4=32,z3=z6=76,求(1)当Q刹住而P松开时；(2)当P刹住而Q松开时，i的大小和转向关系？,n=n1=n4，n=nB，n3=nA,67,刹住Q，松开P,n3=nA=01-2-3-B：简单行星轮系4-5-6：定轴轮系,主动轴和从动轴转向相同,68,刹住P，松开Q,4-5-6-A：简单行星轮系1-2-3-B：差动轮系,69,例13.如图轮系中，已知n6及各轮齿数为：z1=50，z1=30，z1”=60，z2=30，z2=20，z3=100，z4=45，z5=60，z5=45，z6=20，求n3的大小和方向。

13、定轴轮系：齿轮6、1”-1、5-5、4差动轮系：齿轮1、2-2、3和H n4=nH,70,差动轮系的传动比,式中n1、nH由定轴轮系求得,齿轮3与齿轮6的转动方向相反,71,例题14.求如图所示电动卷扬机计算器的传动比i1A。已知各轮的齿数为z1=24,z2=48,z2=30,z3=60，z3=20,z4=40,z4=100.1-2-2-3-A：差动轮系 3-4-4：定轴轮系 n3=n3，n4=nA,72,73,定轴轮系行星轮系,74,计算轮系传动比解题步骤,判断轮系类型 定轴轮系、行星轮系、混合轮系按照轮系的类型，给出传动比计算公式找出各转速之间的关系，由此得解,75,8-4 减速器和无级变

14、速器简介,减速器(减速箱、减速机)：由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗杆传动组成。是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转距以满足各种工作机械的需要。在某些场合也可用来增速称为增速器。无级变速器：从动轴转速连续平稳地改变。,76,减速器结构,箱盖,箱体,起吊装置,检查孔,通气器,油面指示器,放油螺塞,螺栓,定位销,轴承盖,轴承盖,77,减速器结构,78,展开式 分流式 同轴式,圆柱齿轮减速器,79,圆锥齿轮减速器,80,蜗杆减速器,81,圆锥-圆柱齿轮减速器,82,蜗杆-圆柱齿轮减速器,83,行星齿轮减速器,84,减速器的润滑,润滑的目的：减少摩擦和磨损，散热和防蚀，以保证减速器的正常工作。,85,润滑方式,浸油润滑 齿轮圆周速度v12m/s,喷油润滑齿轮圆周速度v12m/s,86,滚轮平盘式无级变速器,r1滚轮半径，r2圆盘半径,87,宽V带无级变速器,