電動(dòng)工具之齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)課件

1、電動(dòng)工具之 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2021/7/131電動(dòng)工具之 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2021/7/131 分三個(gè)部分講述：一、齒輪傳動(dòng)基礎(chǔ)；二、齒輪系傳動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；三、其它行星傳動(dòng)簡(jiǎn)介 ；2021/7/132 分三個(gè)部分講述：一、齒輪傳動(dòng)基礎(chǔ)；二、齒一、齒輪傳動(dòng)基礎(chǔ) 2021/7/133一、齒輪傳動(dòng)基礎(chǔ) 2021/7/133本部分內(nèi)容 本部分將介紹漸開(kāi)線圓柱直齒、斜齒輪以及直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，內(nèi)容包括齒輪原理和齒輪強(qiáng)度兩個(gè)方面，其中將著重討論圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 齒輪原理部分將介紹漸開(kāi)線特性、嚙合特性、嚙合傳動(dòng)等，關(guān)于變位齒輪僅介紹傳動(dòng)計(jì)算的內(nèi)容。 齒輪強(qiáng)度部分將介紹齒輪材料的選擇、失效形式

2、、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則等，從而得出具體的設(shè)計(jì)計(jì)算方法2021/7/134本部分內(nèi)容 本部分將介紹漸開(kāi)線圓柱直齒、斜齒輪以及1.1.1 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)用來(lái)傳遞任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)到300m/s，傳遞功率可達(dá)105KW，齒輪直徑可從不到1mm到150m以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng)。 2021/7/1351.1.1 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)用來(lái)傳遞任意兩軸間齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）傳遞動(dòng)力大、效率高； （2）壽命長(zhǎng)，工作平穩(wěn)，可靠性高； （3）能保證恒定的傳動(dòng)比，能傳遞任意夾角兩軸間的運(yùn)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要缺點(diǎn)有： （1）制造、安

3、裝精度要求較高，因而成本也較高； （2）不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。2021/7/136齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 20211.1.2 齒輪傳動(dòng)的基本類(lèi)型 按照一對(duì)齒輪傳動(dòng)的角速比是否恒定，可將齒輪傳動(dòng)分為圓形齒輪傳動(dòng)（角速比恒定）及非圓齒輪傳動(dòng)（角速比變化）兩大類(lèi)。本部分只研究圓形齒輪傳動(dòng)。 按照輪齒齒廓曲線的不同又可分為漸開(kāi)線齒輪、圓弧齒輪、擺線齒輪等，本章僅討論制造、安裝方便，應(yīng)用最廣的漸開(kāi)線齒輪。 2021/7/1371.1.2 齒輪傳動(dòng)的基本類(lèi)型 按照一對(duì)齒輪傳動(dòng)的齒輪傳動(dòng)的分類(lèi) 齒輪傳動(dòng)平面齒輪運(yùn)動(dòng) （相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)，傳遞平行軸間的運(yùn)動(dòng)）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)（輪齒與軸

4、平行）外嚙合內(nèi)嚙合齒輪齒條斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)（輪齒與軸不平行）外嚙合內(nèi)嚙合齒輪齒條人字齒輪傳動(dòng)（輪齒成人字形）空間齒輪運(yùn)動(dòng) （相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)，傳遞不平行軸間的運(yùn)動(dòng)）傳遞相交軸運(yùn)動(dòng)（錐齒輪傳動(dòng)）直齒斜齒曲線齒傳遞交錯(cuò)軸運(yùn)動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)2021/7/138齒輪傳動(dòng)的分類(lèi) 齒平面齒輪運(yùn)動(dòng) 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)外嚙合內(nèi)嚙合2021/7/1392021/7/1392021/7/13102021/7/13101.2 齒廓嚙合基本定律齒輪傳動(dòng)有兩方面的要求： 1 傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性，噪聲的高低等 2 傳動(dòng)的可靠性及壽命的長(zhǎng)短等 2021/7/13111.2 齒廓嚙合基本定

5、律齒輪傳動(dòng)有兩方面的要求： 2021基本公式2021/7/1312基本公式2021/7/13122021/7/13132021/7/13131.3.1 漸開(kāi)線齒廓 2021/7/13141.3.1 漸開(kāi)線齒廓 2021/7/13141.3.2 漸開(kāi)線的主要特性1 發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的線段長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的相應(yīng)弧長(zhǎng)。2021/7/13151.3.2 漸開(kāi)線的主要特性1 發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的線段長(zhǎng)度等1.3.2 漸開(kāi)線的主要特性2 漸開(kāi)線上任意一點(diǎn)法線必然與基圓相切。換言之，基圓的切線必為漸開(kāi)線上某點(diǎn)的法線。 因?yàn)楫?dāng)發(fā)生線在基圓上作純滾動(dòng)時(shí)，它與基圓的切點(diǎn)B是發(fā)生線上各點(diǎn)在這一瞬時(shí)的速度瞬心，漸開(kāi)

6、線上K點(diǎn)的軌跡可視為以B點(diǎn)為圓心，BK為半徑所作的極小圓弧，故B點(diǎn)為漸開(kāi)線上K點(diǎn)的曲率中心，BK為其曲率半徑和K點(diǎn)的法線，而發(fā)生線始終相切于基圓，所以漸開(kāi)線上任意一點(diǎn)法線必然與基圓相切。 2021/7/13161.3.2 漸開(kāi)線的主要特性2 漸開(kāi)線上任意一點(diǎn)法線必然與基1.3.2 漸開(kāi)線的主要特性3 漸開(kāi)線齒廓上某點(diǎn)的法線與該點(diǎn)的速度方向所夾的銳角稱(chēng)為該點(diǎn)的壓力角。 2021/7/13171.3.2 漸開(kāi)線的主要特性3 漸開(kāi)線齒廓上某點(diǎn)的法線與該點(diǎn)1.3.2 漸開(kāi)線的主要特性4 漸開(kāi)線的形狀只取決于基圓大小。 5 基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。 2021/7/13181.3.2 漸開(kāi)線的主要特性4 漸開(kāi)線的

7、形狀只取決于基圓大小1.3.3 漸開(kāi)線方程式 2021/7/13191.3.3 漸開(kāi)線方程式 2021/7/13191.3.4漸開(kāi)線齒廓滿(mǎn)足齒廓嚙合基本定律 2021/7/13201.3.4漸開(kāi)線齒廓滿(mǎn)足齒廓嚙合基本定律 2021/7/11.3.5 漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)特點(diǎn) 1 具有可分性 上式表明：漸開(kāi)線齒輪的傳動(dòng)比等于兩輪基圓半徑的反 比。2 齒廓間正壓力方向不變 如上圖所示，過(guò)節(jié)點(diǎn)C作兩節(jié)圓的公切線tt，它與嚙合線nn的夾角稱(chēng)為嚙合角。由理論力學(xué)知道，齒廓間正壓力方向?yàn)榻佑|點(diǎn)公法線方向，由于公法線與嚙合線重合且位置不變，顯然，嚙合角是一個(gè)常數(shù)，所以齒廓間正壓力方向也不會(huì)改變。當(dāng)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為

8、常數(shù)時(shí)，正壓力的大小也不變。這對(duì)于提高齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性是極為有利的。2021/7/13211.3.5 漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)特點(diǎn) 1 具有可分性 上式表明：漸1.3.5 漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)（續(xù)） 由圖還可知道，嚙合角在數(shù)值上等于漸開(kāi)線在節(jié)圓上的壓力角。 3 齒廓間存在相對(duì)滑動(dòng) 由齒廓嚙合基本定律證明可知，一對(duì)齒廓如在節(jié)點(diǎn)C以外的其它點(diǎn)嚙合，由于兩齒廓在接觸點(diǎn)的線速度不等，即齒廓接觸點(diǎn)沿公切線方向的速度分量不等（adbd)，則齒廓間將產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。齒廓間的這種相對(duì)滑動(dòng)會(huì)引起傳動(dòng)時(shí)的摩擦損失和齒面磨損。2021/7/13221.3.5 漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)（續(xù)） 由圖還可知道1.4 漸開(kāi)線齒輪各部分名稱(chēng)、主

9、要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算 2021/7/13231.4 漸開(kāi)線齒輪各部分名稱(chēng)、主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算 201.4.1 漸開(kāi)線齒輪各部分名稱(chēng)2021/7/13241.4.1 漸開(kāi)線齒輪各部分名稱(chēng)2021/7/13241.4.2 主要參數(shù)1 模數(shù) 齒輪圓周上輪齒的數(shù)目稱(chēng)為齒數(shù)，用z表示。根據(jù)齒距的定義知 2 壓力角 2021/7/13251.4.2 主要參數(shù)1 模數(shù) 2 壓力角 2021/7/13主要參數(shù)2021/7/1326主要參數(shù)2021/7/1326主要參數(shù)3 齒數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓上的齒厚等于齒槽寬的齒輪。2021/7/1327主要參數(shù)3 齒數(shù)

10、 標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指模數(shù)、壓力角、齒頂高系1.4.3 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要幾何尺寸計(jì)算 2021/7/13281.4.3 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要幾何尺寸計(jì)算 2021 外齒輪 2021/7/13291 外齒輪 2021/7/13292021/7/13302021/7/13302 齒條 2021/7/13312 齒條 2021/7/13313 齒頂高系數(shù) 2021/7/13323 齒頂高系數(shù) 2021/7/13324 頂隙系數(shù) 2021/7/13334 頂隙系數(shù) 2021/7/13331.5.1 一對(duì)漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)2021/7/13341.5.1 一對(duì)漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱

11、齒輪的嚙合傳動(dòng)2021/71.5.2 標(biāo)準(zhǔn)安裝、標(biāo)準(zhǔn)中心距 當(dāng)安裝中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距（即非標(biāo)準(zhǔn)安裝）時(shí)，節(jié)圓半徑要發(fā)生變化，但分度圓半徑是不變的，這時(shí)分度圓與節(jié)圓分離。嚙合線位置發(fā)生變化，嚙合角也不再等于分度圓上的壓力角。此時(shí)中心距為 2021/7/13351.5.2 標(biāo)準(zhǔn)安裝、標(biāo)準(zhǔn)中心距 當(dāng)安裝中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心1.5.3 漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件 1 一對(duì)輪齒嚙合過(guò)程 2 連續(xù)傳動(dòng)條件 2021/7/13361.5.3 漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件 1 一對(duì)輪齒嚙合過(guò)程 2021/7/13372021/7/13371.6 漸開(kāi)線齒輪切齒原理簡(jiǎn)介 2021/7/13381.6 漸開(kāi)線齒輪切

12、齒原理簡(jiǎn)介 2021/7/13381.6.1 仿形法 仿形法是在普通銑床上用軸向剖面形狀與被切齒輪齒槽形狀完全相同的銑刀切制齒輪的方法，如圖所示。銑完一個(gè)齒槽后，分度頭將齒坯轉(zhuǎn)過(guò)3600/z，再銑下一個(gè)齒槽，直到銑出所有的齒槽。 仿形法加工方便易行，但精度難以保證。由于漸開(kāi)線齒廓形狀取決于基圓的大小，而基圓半徑rb=(mzcos)/2，故齒廓形狀與m、z、有關(guān)。欲加工精確齒廓，對(duì)模數(shù)和壓力角相同的、齒數(shù)不同的齒輪，應(yīng)采用不同的刀具，而這在實(shí)際中是不可能的。生產(chǎn)中通常用同一號(hào)銑刀切制同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪，故齒形通常是近似的。表中列出了1-8號(hào)圓盤(pán)銑刀加工齒輪的齒數(shù)范圍。 2021/7/1339

13、1.6.1 仿形法 仿形法是在普通銑床上用軸向剖面形狀1.6.1 仿形法2021/7/13401.6.1 仿形法2021/7/13401.6.2 范成法（展成法） 范成法是利用一對(duì)齒輪無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)兩輪的齒廓互為包絡(luò)線的原理加工齒輪的。加工時(shí)刀具與齒坯的運(yùn)動(dòng)就像一對(duì)互相嚙合的齒輪，最后刀具將齒坯切出漸開(kāi)線齒廓。范成法切制齒輪常用的刀具有三種： （1）齒輪插刀 是一個(gè)齒廓為刀刃的外齒輪； （2）齒條插刀 是一個(gè)齒廓為刀刃的齒條； （3）齒輪滾刀 像梯形螺紋的螺桿，軸向剖面齒廓為精確的直線齒廓，滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于齒條在移動(dòng)?？梢詫?shí)現(xiàn)連續(xù)加工，生產(chǎn)率高。 2021/7/13411.6.2 范成法（展成法

14、） 范成法是利用一對(duì)齒輪無(wú)滾齒 2021/7/1342滾齒 2021/7/1342插齒2021/7/1343插齒2021/7/1343齒輪加工 用展成法加工齒輪時(shí)，只要刀具與被切齒輪的模數(shù)和壓力角相同，不論被加工齒輪的齒數(shù)是多少，都可以用同一把刀具來(lái)加工，這給生產(chǎn)帶來(lái)了很大的方便，因此展成法得到了廣泛的應(yīng)用。2021/7/1344齒輪加工 用展成法加工齒輪時(shí)，只要刀具與被切齒輪的模數(shù)1.7 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的根切現(xiàn)象和最少齒數(shù) 2021/7/13451.7 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的根切現(xiàn)象和最少齒數(shù) 20211.7.1 根切現(xiàn)象和原因 2021/7/13461.7.1 根切現(xiàn)象和原因 2

15、021/7/13461.7.2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的最少齒數(shù) 如圖所示為齒條插刀加工標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的情況，齒條插刀的分度線與齒輪的分度圓相切。要使被切齒輪不產(chǎn)生根切，刀具的齒頂線不得超過(guò)N點(diǎn)。 2021/7/13471.7.2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的最少齒數(shù) 如圖所示為齒條插刀加工標(biāo)準(zhǔn)外1.7.2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的最少齒數(shù)2021/7/13481.7.2 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的最少齒數(shù)2021/7/13481.8 齒輪傳動(dòng)的精度簡(jiǎn)介 2021/7/13491.8 齒輪傳動(dòng)的精度簡(jiǎn)介 2021/7/13491.8.1 齒輪傳動(dòng)精度內(nèi)容 2021/7/13501.8.1 齒輪傳動(dòng)精度內(nèi)容 2021/7/13501.8.2 齒輪精度等級(jí)的選擇

16、 通用減速器中齒輪的精度等級(jí)一般為 8-7-7GJ,8-8-7GJ,7FL等。2021/7/13511.8.2 齒輪精度等級(jí)的選擇 通用減速器中齒輪的精度等1.8.3 公法線長(zhǎng)度的計(jì)算2021/7/13521.8.3 公法線長(zhǎng)度的計(jì)算2021/7/13521.8.4 公法線長(zhǎng)度的測(cè)量 2021/7/13531.8.4 公法線長(zhǎng)度的測(cè)量 2021/7/13531.8.5 固定弦齒厚的計(jì)算 2021/7/13541.8.5 固定弦齒厚的計(jì)算 2021/7/13541.9 齒輪輪齒的失效形式、常用材料和熱處理方法、齒輪設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 2021/7/13551.9 齒輪輪齒的失效形式、常用材料和熱處理方法、

17、齒輪設(shè)計(jì)1.9.1 齒輪輪齒的失效形式2021/7/13561.9.1 齒輪輪齒的失效形式2021/7/13561.9.2 齒輪常用材料和熱處理方法 在確定大、小齒輪硬度時(shí)應(yīng)注意使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高3050HBS。這是因?yàn)樾↓X輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄，為使兩齒輪的輪齒接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。 2021/7/13571.9.2 齒輪常用材料和熱處理方法 在確定大、小齒1.9.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 對(duì)于閉式齒輪傳動(dòng)：1）軟齒面（350HBS）齒輪主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，故可按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。2）硬齒面（

18、350HBS）或鑄鐵齒輪，由于抗點(diǎn)蝕能力較高，輪齒折斷的可能性較大，故可按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。 對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中的齒輪，齒面磨損為其主要失效形式，故通常按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的模數(shù)，考慮磨損因素，再將模數(shù)增大10%20%，而無(wú)需校核接觸強(qiáng)度。2021/7/13581.9.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 對(duì)于閉式齒輪傳動(dòng)：1）1.10 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 2021/7/13591.10 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 2021/7/13591.10.1 齒輪傳動(dòng)的受力分析2021/7/13601.10.1 齒輪傳動(dòng)的受力分析2021/7/1360

19、計(jì)算載荷 2021/7/1361計(jì)算載荷 2021/7/13611.10.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 2021/7/13621.10.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 2021/7/13622021/7/13632021/7/13631.10.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟 已知條件：功率、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比等設(shè)計(jì)：確定齒輪副材料及熱處理；主要參數(shù)、幾何尺寸及 齒輪結(jié)構(gòu)；選擇精度等級(jí)并繪制齒輪工作圖。1. 確定齒輪副材料及熱處理方法2. 按強(qiáng)度條件確定基本參數(shù) 選擇公式計(jì)算a或m。3. 確定齒輪齒數(shù) Z117,一般常取2040。Z2=iZ1 并圓整。4.確定模數(shù)和實(shí)際中心距5. 校核6. 計(jì)算齒輪的幾何尺寸7. 確定齒

20、輪的結(jié)構(gòu)尺寸8. 確定齒輪精度并繪制齒輪工作圖2021/7/13641.10.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟 已知條件：功率、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比1.10.4 圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2021/7/13651.10.4 圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2021/7/1365齒輪軸 2021/7/1366齒輪軸 2021/7/1366實(shí)體式齒輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da200mm 時(shí)，可采用實(shí)體式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)型式的齒輪常用鍛鋼制造。 2021/7/1367實(shí)體式齒輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da200腹板式齒輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da=200 500mm時(shí)，可采用腹板式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的齒輪多用鍛鋼制造。 2021/7/1368腹板式齒

21、輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da=200 50輪輻式齒輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da500mm時(shí)，可采用輪輻式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的齒輪常用鑄鋼或鑄鐵制造。 2021/7/1369輪輻式齒輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da500mm時(shí)，可1.10.5 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑對(duì)于齒輪傳動(dòng)十分重要。潤(rùn)滑不僅可以減小摩擦、減輕磨損，還可以起到冷卻、防銹、降低噪聲、改善齒輪的工作狀況、延緩齒輪失效、延長(zhǎng)齒輪的使用壽命等作用。 潤(rùn)滑方式 閉式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式有浸油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑兩種，一般根據(jù)齒輪的圓周速度確定采用哪一種方式。 2021/7/13701.10.5 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑對(duì)于齒輪傳動(dòng)十分重要。潤(rùn)滑1.11 變位直齒圓

22、柱齒輪傳動(dòng) 變位齒輪概述 前面討論的都是漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，它們?cè)O(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)單，互換性好。但標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)仍存在著一些局限性：（1）受根切限制，齒數(shù)不得少于Zmin，使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不夠緊湊；（2）不適合于安裝中心距a不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a的場(chǎng)合。當(dāng)aa時(shí)，雖然可以安裝，但會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的側(cè)隙而引起沖擊振動(dòng)，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性；（3）一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)時(shí)，小齒輪的齒根厚度小而嚙合次數(shù)又較多，故小齒輪的強(qiáng)度較低，齒根部分磨損也較嚴(yán)重，因此小齒輪容易損壞，同時(shí)也限制了大齒輪的承載能力。2021/7/13711.11 變位直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 變位齒輪概述2021/7/ 為了改善齒輪傳動(dòng)的性能，出現(xiàn)了變位齒輪。如圖所示，當(dāng)齒條插

23、刀齒頂線超過(guò)極限嚙合點(diǎn)N1，切出來(lái)的齒輪發(fā)生根切。若將齒條插刀遠(yuǎn)離輪心O1一段距離（xm），齒頂線不再超過(guò)極限點(diǎn)N1，則切出來(lái)的齒輪不會(huì)發(fā)生根切，但此時(shí)齒條的分度線與齒輪的分度圓不再相切。這種改變刀具與齒坯相對(duì)位置后切制出來(lái)的齒輪稱(chēng)為變位齒輪，刀具移動(dòng)的距離xm稱(chēng)為變位量，x稱(chēng)為變位系數(shù)。刀具遠(yuǎn)離輪心的變位稱(chēng)為正變位，此時(shí)x0；刀具移近輪心的變位稱(chēng)為負(fù)變位，此時(shí)x1或i1H0時(shí)，P1H與P1同號(hào)，這表明在行星輪系和其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，齒輪1主動(dòng)或從動(dòng)的地位不變。當(dāng)0i1H1時(shí)，行星輪系為負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)，此時(shí)，無(wú)論是中心輪主動(dòng)還是系桿主動(dòng)，也即無(wú)論用做減速還是增速，行星輪系效率都很高，均高于其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的效率

24、H。 因此，在設(shè)計(jì)行星輪系時(shí)，若用于傳遞功率，應(yīng)盡可能選用負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)。結(jié)論二 負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i1H的值，只比其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i13H的絕對(duì)值大1。因此，若希望利用負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)減速比，就要增大其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比絕對(duì)值，這勢(shì)必造成機(jī)構(gòu)尺寸增大，即得之于效率，將失之于機(jī)構(gòu)尺寸過(guò)大，這是行星輪系設(shè)計(jì)中的一對(duì)矛盾因素。2021/7/1393輪系的效率結(jié)論一結(jié)論二2021/7/1393輪系的效率結(jié)論三 當(dāng)i1H2ra2對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)可得：2021/7/13130輪系的設(shè)計(jì)鄰接條件：為了保證相鄰兩行星輪的齒頂不產(chǎn)生干涉和輪系的設(shè)計(jì)小結(jié)：?jiǎn)闻?K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星輪系的齒數(shù)確定的四個(gè)條件：傳動(dòng)比條件：z3

25、=(z1H-1)z1同心條件：裝配條件：鄰接條件：2021/7/13131輪系的設(shè)計(jì)小結(jié)：?jiǎn)闻?K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星輪系的齒數(shù)確定的四輪系的設(shè)計(jì)單排2K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星輪系設(shè)計(jì)實(shí)例：現(xiàn)設(shè)計(jì)一單排2K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星輪系，要求實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比iiH=7.33選k=4，由裝配條件得：3630241812z16655443322N從中選擇z1=18為初選方案由傳動(dòng)比條件得：z3=(i1H-1)z1=(22/3-1)18=114由同心條件得：z2=(i1H-2)z1/2=(22/3-2)18/2=482021/7/13132輪系的設(shè)計(jì)單排2K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星輪系設(shè)計(jì)實(shí)例：現(xiàn)設(shè)計(jì)一單輪系的設(shè)計(jì)校核鄰接條件：鄰接

26、條件不滿(mǎn)足，相鄰兩個(gè)行星輪會(huì)發(fā)生干涉，于是減少行星輪數(shù)目，取k=3;4536271891188664422z1N仍取z1=182021/7/13133輪系的設(shè)計(jì)校核鄰接條件：鄰接條件不滿(mǎn)足，相鄰兩個(gè)行星輪會(huì)發(fā)輪系的設(shè)計(jì)由于傳動(dòng)比沒(méi)有變，所以:z3=114,z4=48再校核鄰接條件：鄰接條件滿(mǎn)足，相鄰兩個(gè)行星輪會(huì)發(fā)生干涉，于是該方案可行。z1=18 , z2=48 , z3=1142021/7/13134輪系的設(shè)計(jì)由于傳動(dòng)比沒(méi)有變，所以:z3=114,z4=48輪系的設(shè)計(jì)雙排2K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星輪系的齒數(shù)確定：各輪模數(shù)相等且均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)：同心條件：鄰接條件：傳動(dòng)比條件：裝配條件：2021/7/

27、13135輪系的設(shè)計(jì)雙排2K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星輪系的齒數(shù)確定：各輪模數(shù)輪系的設(shè)計(jì)差動(dòng)輪系中各輪齒數(shù)的確定：可以假想將其中一個(gè)中心輪固定，使其轉(zhuǎn)化成一個(gè)假想的行星輪系，然后用上述行星輪系的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。周轉(zhuǎn)輪系的均衡裝置為了盡可能降低由于制造安裝誤差和受力后變形所造成的各行星輪間載荷分配不均勻現(xiàn)象，提高承載能力，更充分發(fā)揮周轉(zhuǎn)輪系的優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)周轉(zhuǎn)輪系時(shí)，應(yīng)合理選擇或設(shè)計(jì)其均衡裝置。2021/7/13136輪系的設(shè)計(jì)差動(dòng)輪系中各輪齒數(shù)的確定：可以假想將其中一個(gè)中心輪系的設(shè)計(jì)采用基本構(gòu)件浮動(dòng)的均衡裝置：所謂基本構(gòu)件浮動(dòng)，是指周轉(zhuǎn)輪系某個(gè)基本構(gòu)件不加徑向支承，允許做徑向及偏轉(zhuǎn)位移，當(dāng)受載不均衡時(shí)，

28、即可自動(dòng)尋找平衡位置，直至個(gè)行星齒輪之間載荷均勻分配為止，從而達(dá)到載荷均勻分配的目的。中心外齒輪浮動(dòng)結(jié)構(gòu)2021/7/13137輪系的設(shè)計(jì)采用基本構(gòu)件浮動(dòng)的均衡裝置：所謂基本構(gòu)件浮動(dòng)，是輪系的設(shè)計(jì)中心內(nèi)齒輪浮動(dòng)結(jié)構(gòu)2021/7/13138輪系的設(shè)計(jì)中心內(nèi)齒輪浮動(dòng)結(jié)構(gòu)2021/7/13138輪系的設(shè)計(jì)采用彈性元件的均衡裝置：通過(guò)彈性元件的彈性變形使各行星輪之間的載荷得以均衡。其優(yōu)點(diǎn)是具有良好的減振性，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是載荷不均衡系數(shù)與彈性元件的剛度及總制造誤差成正比。行星輪裝在彈性心軸上2021/7/13139輪系的設(shè)計(jì)采用彈性元件的均衡裝置：通過(guò)彈性元件的彈性變形使輪系的設(shè)計(jì)行星輪裝在非金屬?gòu)椥砸r套上油膜彈性浮動(dòng)結(jié)構(gòu)2021/7/13140輪系的設(shè)計(jì)行星輪