第六章__輪系和減速器

1、 第六章 輪系和減速器一、一、輪系及其分類(lèi)輪系及其分類(lèi)二、二、定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算三、輪系的功用三、輪系的功用 共三節(jié)內(nèi)容共三節(jié)內(nèi)容 第一節(jié)輪系的分類(lèi)第一節(jié)輪系的分類(lèi) 第二節(jié)定軸輪系的傳動(dòng)比第二節(jié)定軸輪系的傳動(dòng)比 第三節(jié)輪系的應(yīng)用第三節(jié)輪系的應(yīng)用課程要求課程要求重點(diǎn)重點(diǎn) 難點(diǎn)難點(diǎn) 學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn) 在機(jī)械設(shè)備中，為了獲得較大的傳動(dòng)比、或變速在機(jī)械設(shè)備中，為了獲得較大的傳動(dòng)比、或變速和換向，常常要采用多對(duì)齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，如機(jī)床、和換向，常常要采用多對(duì)齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，如機(jī)床、汽車(chē)上使用的汽車(chē)上使用的、差速器，工程上廣泛應(yīng)用的、差速器，工程上廣泛應(yīng)用的齒輪減速器等。需要用一系

2、列相互嚙合的齒輪將主齒輪減速器等。需要用一系列相互嚙合的齒輪將主動(dòng)軸和從動(dòng)軸連接起來(lái)，這種由一系列齒輪組成的動(dòng)軸和從動(dòng)軸連接起來(lái)，這種由一系列齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)成為輪系。傳動(dòng)系統(tǒng)成為輪系。 61齒輪系及其分類(lèi) 一、定軸輪系一、定軸輪系輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各齒輪軸線(xiàn)的位置都固定不動(dòng)，稱(chēng)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各齒輪軸線(xiàn)的位置都固定不動(dòng)，稱(chēng)為定軸輪系（或稱(chēng)為普通輪系）。為定軸輪系（或稱(chēng)為普通輪系）。二、周轉(zhuǎn)輪系二、周轉(zhuǎn)輪系輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，至少有一個(gè)齒輪軸線(xiàn)的位置不固定，輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，至少有一個(gè)齒輪軸線(xiàn)的位置不固定，而是繞某一固定軸線(xiàn)回轉(zhuǎn)，則稱(chēng)該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。而是繞某一固定軸線(xiàn)回轉(zhuǎn)，則稱(chēng)該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。1OOHO12O1

3、3 行星輪行星輪 2 中心輪中心輪 1、3 系桿系桿/行星架行星架H1OOHO12O13不是單一的輪系，而是由不是單一的輪系，而是由定軸輪系定軸輪系+ +周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系或或周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系+ +周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系組成的復(fù)合輪系。組成的復(fù)合輪系。定軸輪系定軸輪系+ +周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系+ +周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系3H45O1O21H123O4H25O6三、復(fù)合輪系三、復(fù)合輪系/ /混合輪系混合輪系第二節(jié)定軸輪系的傳動(dòng)比第二節(jié)定軸輪系的傳動(dòng)比 i iabab = = a a/b b = n= na a/n/nb b式中式中i iabab 定軸輪系傳動(dòng)比定軸輪系傳動(dòng)比 a a 、 b b

4、輸入、輸出軸的角速度（輸入、輸出軸的角速度（rad/srad/s） n na a 、n nb b 輸入、輸出軸的轉(zhuǎn)度（輸入、輸出軸的轉(zhuǎn)度（r/minr/min） 外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反。外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反。 i12=Z2 / Z1 內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反。內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反。 i12 =+Z2 / Z1 蝸桿傳動(dòng)時(shí)，蝸桿轉(zhuǎn)向用左右手定則判斷。蝸桿傳動(dòng)時(shí)，蝸桿轉(zhuǎn)向用左右手定則判斷。 i12 =Z2 / Z1 圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，箭頭應(yīng)同時(shí)指向嚙合點(diǎn)或同時(shí)箭頭應(yīng)同時(shí)指向嚙合點(diǎn)或同時(shí)背離嚙合點(diǎn)。背離嚙合點(diǎn)。 i12

5、=Z2 / Z1 c.c.蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng): 由于蝸桿傳動(dòng)兩軸線(xiàn)在空間相交錯(cuò)成由于蝸桿傳動(dòng)兩軸線(xiàn)在空間相交錯(cuò)成9090，同樣，其，同樣，其轉(zhuǎn)向關(guān)系亦不能用傳動(dòng)比的正負(fù)來(lái)表示，轉(zhuǎn)向關(guān)系亦不能用傳動(dòng)比的正負(fù)來(lái)表示，只能用畫(huà)箭頭的方法來(lái)確只能用畫(huà)箭頭的方法來(lái)確定定。如圖所示。如圖所示。用左右手螺旋定則用左右手螺旋定則判斷。判斷。b.b.圓錐齒輪圓錐齒輪: 由于圓錐齒輪的軸線(xiàn)相交，不能說(shuō)兩輪的轉(zhuǎn)向是相同或由于圓錐齒輪的軸線(xiàn)相交，不能說(shuō)兩輪的轉(zhuǎn)向是相同或相反。因此，其轉(zhuǎn)向關(guān)系便不能用傳動(dòng)比的正負(fù)來(lái)表示，相反。因此，其轉(zhuǎn)向關(guān)系便不能用傳動(dòng)比的正負(fù)來(lái)表示，只能在圖上只能在圖上用箭頭表示用箭頭表示。兩輪的轉(zhuǎn)向

6、箭頭必須同時(shí)指向節(jié)點(diǎn)，或同時(shí)背離節(jié)點(diǎn)兩輪的轉(zhuǎn)向箭頭必須同時(shí)指向節(jié)點(diǎn)，或同時(shí)背離節(jié)點(diǎn)。圓錐齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)如何判斷如何判斷蝸桿、蝸輪蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)向？的轉(zhuǎn)向？蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)1、蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)2右旋蝸桿右旋蝸桿左旋蝸桿左旋蝸桿 以右手握住蝸桿，四指指向以右手握住蝸桿，四指指向蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指的指向即是蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指的指向即是蝸桿相對(duì)蝸輪前進(jìn)的方向，按照蝸桿相對(duì)蝸輪前進(jìn)的方向，按照相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，蝸輪相對(duì)蝸桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，蝸輪相對(duì)蝸桿的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)與此相反，故蝸輪上運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)與此相反，故蝸輪上的嚙合點(diǎn)應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)，從而使蝸的嚙合點(diǎn)應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)，從而使蝸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。右右手手規(guī)規(guī)則則

7、左左手手規(guī)規(guī)則則 以左手握住蝸桿，四指指向以左手握住蝸桿，四指指向蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指的指向即是蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指的指向即是蝸桿相對(duì)蝸輪前進(jìn)的方向，按照蝸桿相對(duì)蝸輪前進(jìn)的方向，按照相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，蝸輪相對(duì)蝸桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，蝸輪相對(duì)蝸桿的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)與此相反，故蝸輪上運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)與此相反，故蝸輪上的嚙合點(diǎn)應(yīng)向右運(yùn)動(dòng)，從而使蝸的嚙合點(diǎn)應(yīng)向右運(yùn)動(dòng)，從而使蝸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸桿的轉(zhuǎn)向蝸桿的轉(zhuǎn)向2121右右旋旋蝸蝸桿桿21左左旋旋蝸蝸桿桿12伸出右手伸出左手左右手螺旋定則：先判斷旋向，是左右手螺旋定則：先判斷旋向，是左旋（伸出左手），還是右旋（伸左旋（伸出左手），還是右旋（伸出右手），四指指向蝸桿

8、轉(zhuǎn)向，拇出右手），四指指向蝸桿轉(zhuǎn)向，拇指指向蝸桿相對(duì)蝸輪的運(yùn)動(dòng)方向，指指向蝸桿相對(duì)蝸輪的運(yùn)動(dòng)方向，（反向）（反向）蝸輪的運(yùn)動(dòng)方向。蝸輪的運(yùn)動(dòng)方向。 齒輪齒輪1 1與齒條與齒條2 2傳動(dòng)傳動(dòng)嚙合線(xiàn)圖的畫(huà)法嚙合線(xiàn)圖的畫(huà)法“”表示兩輪嚙合表示兩輪嚙合“=”=”表示兩輪同軸并連成一體。表示兩輪同軸并連成一體。3 3、定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算、定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算 一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比 設(shè)主動(dòng)輪設(shè)主動(dòng)輪1 1的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)為的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)為n n1 1、z z1 1，從動(dòng)輪，從動(dòng)輪2 2的轉(zhuǎn)速和的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)為齒數(shù)為n n2 2、z2，其傳動(dòng)比大小等于，其傳動(dòng)比大小等于121221nzinz=2 2）

9、定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算式）定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算式 嚙合線(xiàn)圖嚙合線(xiàn)圖1 12=22=23=33=34545計(jì)算通式：計(jì)算通式：432154325115zzzzzzzznni積積輪輪系系中中所所有有主主動(dòng)動(dòng)輪輪齒齒數(shù)數(shù)積積輪輪系系中中所所有有從從動(dòng)動(dòng)輪輪齒齒數(shù)數(shù)kknni11 由由圓柱齒輪組成的定軸輪系圓柱齒輪組成的定軸輪系，各輪軸線(xiàn)互相平行，主從動(dòng)輪的各輪軸線(xiàn)互相平行，主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向不是相同就是相反，其轉(zhuǎn)向關(guān)系可以用傳動(dòng)比的正負(fù)號(hào)表示。轉(zhuǎn)向不是相同就是相反，其轉(zhuǎn)向關(guān)系可以用傳動(dòng)比的正負(fù)號(hào)表示。當(dāng)二者轉(zhuǎn)向相同時(shí)用正號(hào)，相反時(shí)用負(fù)號(hào)。由于每對(duì)外嚙合傳動(dòng)二當(dāng)二者轉(zhuǎn)向相同時(shí)用正號(hào)，相反時(shí)用負(fù)號(hào)。由于每對(duì)外嚙合

10、傳動(dòng)二輪轉(zhuǎn)向相反，若輪系中有輪轉(zhuǎn)向相反，若輪系中有 對(duì)外嚙合傳動(dòng)，則主動(dòng)輪至從動(dòng)輪的回對(duì)外嚙合傳動(dòng)，則主動(dòng)輪至從動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)方向?qū)⒏淖冝D(zhuǎn)方向?qū)⒏淖?次。因此傳動(dòng)比的正負(fù)號(hào)取決于外嚙合齒輪對(duì)數(shù)次。因此傳動(dòng)比的正負(fù)號(hào)取決于外嚙合齒輪對(duì)數(shù) ，輪系主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的異同，可用輪系主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的異同，可用 來(lái)判定。將其放在齒數(shù)連乘積來(lái)判定。將其放在齒數(shù)連乘積之比的前面，則有之比的前面，則有 (1) (1) 法法 ( 1)m-mm( 1)m- 可直接計(jì)算出傳動(dòng)比的大小和正負(fù)，這對(duì)計(jì)算可直接計(jì)算出傳動(dòng)比的大小和正負(fù)，這對(duì)計(jì)算圓柱齒輪組成的圓柱齒輪組成的定軸輪系定軸輪系的傳動(dòng)比較為簡(jiǎn)便。的傳動(dòng)比較為簡(jiǎn)便。 m11(

11、 1)mkknin從動(dòng)輪齒輪連乘積主動(dòng)輪齒輪連乘積= -注意：注意： 法只適用于圓柱齒輪所組成的定軸輪系。法只適用于圓柱齒輪所組成的定軸輪系。 ( 1)m- 3.3.主、從輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定主、從輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定 目的是根據(jù)主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向來(lái)確定重動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向。目的是根據(jù)主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向來(lái)確定重動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向。 先畫(huà)出主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向箭頭先畫(huà)出主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向箭頭：根據(jù)上述一對(duì)齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)向的箭頭：根據(jù)上述一對(duì)齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)向的箭頭表示法，依次畫(huà)出各輪的轉(zhuǎn)向。表示法，依次畫(huà)出各輪的轉(zhuǎn)向。 對(duì)于含有對(duì)于含有圓錐齒輪、蝸桿傳動(dòng)圓錐齒輪、蝸桿傳動(dòng)的定軸輪系，由于在軸線(xiàn)不平行，的定軸輪系，由于在軸線(xiàn)不平行，兩齒輪的傳動(dòng)比前加正負(fù)號(hào)

12、沒(méi)有意義，所以主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向只能兩齒輪的傳動(dòng)比前加正負(fù)號(hào)沒(méi)有意義，所以主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向只能用逐對(duì)標(biāo)定齒輪轉(zhuǎn)向箭頭的方法來(lái)確定，而不能采用用逐對(duì)標(biāo)定齒輪轉(zhuǎn)向箭頭的方法來(lái)確定，而不能采用 法。法?？傊?，畫(huà)箭頭法是確定定軸輪系主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向普遍適用的基總之，畫(huà)箭頭法是確定定軸輪系主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向普遍適用的基本方法本方法 ( 1)m-含有惰輪的含有惰輪的定軸輪系定軸輪系定軸輪系傳動(dòng)比小結(jié)定軸輪系傳動(dòng)比小結(jié)u傳動(dòng)比的大?。簜鲃?dòng)比的大?。簎首末二軸轉(zhuǎn)向關(guān)系判別：首末二軸轉(zhuǎn)向關(guān)系判別： 平面輪系平面輪系: : 外嚙合次數(shù)外嚙合次數(shù)m m，(-1)(-1)m m 空間輪系空間輪系: : 箭頭法箭頭法節(jié)點(diǎn)是速度

13、相同，同時(shí)指向節(jié)點(diǎn)或背離節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)是速度相同，同時(shí)指向節(jié)點(diǎn)或背離節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向?大大小小?齒數(shù)積齒數(shù)積間所有各對(duì)齒輪主動(dòng)輪間所有各對(duì)齒輪主動(dòng)輪齒數(shù)積齒數(shù)積間所有各對(duì)齒輪從動(dòng)輪間所有各對(duì)齒輪從動(dòng)輪jkjkijk (-1)m例：平面定軸輪系傳動(dòng)比u傳動(dòng)比的大小：u首末兩輪的轉(zhuǎn)向取決于外嚙合齒輪的對(duì)數(shù)u齒輪4 (惰輪)不影響大小, 但改變轉(zhuǎn)向間間所所有有主主動(dòng)動(dòng)輪輪齒齒數(shù)數(shù)積積間間所所有有從從動(dòng)動(dòng)輪輪齒齒數(shù)數(shù)積積jkjkijk (-1)m12345671235677117nni 643175423)1(zzzzzzzz 空間定軸輪系傳動(dòng)比空間定軸輪系傳動(dòng)比u傳動(dòng)比的大?。簜鲃?dòng)比的大?。簎首末二軸轉(zhuǎn)向關(guān)系

14、判別：箭頭法判斷，如圖所示齒輪1和5轉(zhuǎn)向相反5115nni 4 3215432zzzzzzzz 2 2334 45 5443 31 12 23 34 4314214zzzzi 1. 1.傳遞相距較遠(yuǎn)的兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞相距較遠(yuǎn)的兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力2.2.可獲得大的傳動(dòng)比可獲得大的傳動(dòng)比3.3.可實(shí)現(xiàn)分路、變速傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)分路、變速傳動(dòng)4.4.用于運(yùn)動(dòng)的合成用于運(yùn)動(dòng)的合成或或分解分解 傳遞相距較遠(yuǎn)的兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞相距較遠(yuǎn)的兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 當(dāng)輸入軸和輸出軸的距離較遠(yuǎn)而傳動(dòng)比卻不大時(shí)，若當(dāng)輸入軸和輸出軸的距離較遠(yuǎn)而傳動(dòng)比卻不大時(shí)，若僅用一對(duì)齒輪傳動(dòng)，則齒輪的尺寸很大，制造、安裝等僅用一

15、對(duì)齒輪傳動(dòng)，則齒輪的尺寸很大，制造、安裝等都不方便。如果改用定軸輪系來(lái)傳動(dòng)，則可減輕機(jī)構(gòu)的都不方便。如果改用定軸輪系來(lái)傳動(dòng)，則可減輕機(jī)構(gòu)的量和縮小機(jī)構(gòu)的尺寸。量和縮小機(jī)構(gòu)的尺寸。 需要更大傳動(dòng)比時(shí)，可利用定軸輪系的多級(jí)傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也需要更大傳動(dòng)比時(shí)，可利用定軸輪系的多級(jí)傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可采用周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系來(lái)實(shí)現(xiàn)。輪系結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，可采用周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系來(lái)實(shí)現(xiàn)。輪系結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，質(zhì)量輕。質(zhì)量輕。 可實(shí)現(xiàn)分路變速傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)分路變速傳動(dòng) 在同一主動(dòng)軸的帶動(dòng)下，利用定軸輪系可實(shí)現(xiàn)幾個(gè)從動(dòng)軸在同一主動(dòng)軸的帶動(dòng)下，利用定軸輪系可實(shí)現(xiàn)幾個(gè)從動(dòng)軸的分路輸出傳動(dòng)。的分路輸出傳動(dòng)。利用輪系可以使一個(gè)主動(dòng)軸帶動(dòng)若干個(gè)從動(dòng)軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)。利用輪系可以使一個(gè)主動(dòng)軸帶動(dòng)若干個(gè)從動(dòng)軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)。 上圖中為某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件分路傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。上圖中為某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件分路傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖?？煽?實(shí)實(shí) 現(xiàn)現(xiàn) 換換 向向