機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

1、5.7蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)第五章第五章 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)目錄5.7.1 概述概述5.7.2 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)和尺寸計(jì)算蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)和尺寸計(jì)算5.7.1 概述5.7.1.1蝸桿蝸輪的形成蝸桿蝸輪的形成5.7.1.2蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型5.7.1.3蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用5.7.1.1蝸桿蝸輪的形成 蝸桿傳動(dòng)由蝸輪和蝸桿蝸桿傳動(dòng)由蝸輪和蝸桿組成，用來(lái)傳遞空間兩組成，用來(lái)傳遞空間兩交叉軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)交叉軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。力。通常交錯(cuò)角為通常交錯(cuò)角為90。，蝸桿位主動(dòng)件蝸桿位主動(dòng)件。 形成形成由一對(duì)由一對(duì)交錯(cuò)斜交錯(cuò)斜齒圓柱齒輪齒圓柱齒輪演化而來(lái)的。

2、演化而來(lái)的。 小齒輪小齒輪的螺旋角很大、的螺旋角很大、齒數(shù)很小、直徑很小、齒數(shù)很小、直徑很小、齒寬很大齒寬很大完整螺旋完整螺旋線線桿狀桿狀蝸桿蝸桿旋向判斷旋向判斷 蝸桿的旋向根據(jù)螺旋線的方向判斷蝸桿的旋向根據(jù)螺旋線的方向判斷 蝸輪如下判斷：蝸輪如下判斷： 1）蝸輪的轉(zhuǎn)向應(yīng)與蝸輪所受切向力的方向一）蝸輪的轉(zhuǎn)向應(yīng)與蝸輪所受切向力的方向一致，而蝸輪所受切向力的方向與蝸桿軸向力的致，而蝸輪所受切向力的方向與蝸桿軸向力的方向相反方向相反 2）蝸桿軸向力的方向采用主動(dòng)輪（蝸桿）左）蝸桿軸向力的方向采用主動(dòng)輪（蝸桿）左右手定則判斷：蝸桿左旋用左手，四指抓向與右手定則判斷：蝸桿左旋用左手，四指抓向與蝸桿旋轉(zhuǎn)方

3、向一致，則大拇指指向即是蝸桿所蝸桿旋轉(zhuǎn)方向一致，則大拇指指向即是蝸桿所受軸向力的方向。如果蝸桿右旋用右手，判斷受軸向力的方向。如果蝸桿右旋用右手，判斷方法同左手。左右手定則同時(shí)適用于斜齒輪傳方法同左手。左右手定則同時(shí)適用于斜齒輪傳動(dòng)主動(dòng)輪軸向力的確定。動(dòng)主動(dòng)輪軸向力的確定。旋向判斷5.7.1.1蝸桿蝸輪的形成 大齒輪大齒輪的螺旋角很大、齒的螺旋角很大、齒數(shù)很多、直徑較大、齒寬數(shù)很多、直徑較大、齒寬較短較短輪狀輪狀蝸輪蝸輪 為改善嚙合狀況為改善嚙合狀況將蝸將蝸輪輪沿齒寬方向做成弧形沿齒寬方向做成弧形將將蝸桿部分包住。蝸桿部分包住。 蝸桿加工蝸桿加工車(chē)床，與車(chē)車(chē)床，與車(chē)螺紋相似。螺紋相似。 蝸輪加

4、工蝸輪加工用蝸桿狀滾用蝸桿狀滾刀按展成原理加工。刀按展成原理加工。 蝸桿有左右旋單雙頭，常蝸桿有左右旋單雙頭，常用右旋，導(dǎo)程角用右旋，導(dǎo)程角=90=90- -5.7.1.2蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型 根據(jù)蝸桿的形狀可分根據(jù)蝸桿的形狀可分為：為：圓柱蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng)和和環(huán)面蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。 圓柱蝸桿圓柱蝸桿按螺旋面形按螺旋面形狀的不同狀的不同可分為可分為漸開(kāi)漸開(kāi)線蝸桿線蝸桿和和阿基米德蝸阿基米德蝸桿桿。由于阿基米德蝸。由于阿基米德蝸桿加工方便，所以應(yīng)桿加工方便，所以應(yīng)用廣泛。用廣泛。5.7.1.3蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用 1.傳動(dòng)比大傳動(dòng)比大。單級(jí)傳動(dòng)比。單級(jí)傳動(dòng)比i=880，在分度機(jī)構(gòu)，在分

5、度機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)比可達(dá)中傳動(dòng)比可達(dá)1000。 2.傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。蝸桿齒為連續(xù)不斷的螺。蝸桿齒為連續(xù)不斷的螺旋齒，逐漸進(jìn)入嚙合和退出嚙合。旋齒，逐漸進(jìn)入嚙合和退出嚙合。 3.在一定條件下在一定條件下（導(dǎo)程角（導(dǎo)程角80時(shí)措施時(shí)措施)(/)96. 095. 0(321VtgtgCtCSKPttd80)()1 (10000本節(jié)完 謝謝觀賞謝謝觀賞_5.8齒輪傳動(dòng)的失效、常用材料及潤(rùn)滑5.8.1 齒輪輪齒的失效形式齒輪輪齒的失效形式5.8.2 齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則5.8.3 齒輪的材料與熱處理齒輪的材料與熱處理5.8.4 齒輪的潤(rùn)滑齒輪的潤(rùn)滑5.8.1齒輪輪齒的失效形式 1.輪

6、齒折斷輪齒折斷 2.齒面疲勞點(diǎn)蝕齒面疲勞點(diǎn)蝕 3.齒面磨損齒面磨損 4.齒面膠合齒面膠合 5.齒面塑性變形齒面塑性變形1.輪齒折斷彎曲疲勞折斷彎曲疲勞折斷閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)最主要的失效最主要的失效形式形式過(guò)過(guò) 載載 折折 斷斷載荷過(guò)大或脆性材料載荷過(guò)大或脆性材料齒根整體折斷齒根整體折斷直齒，直齒，b較小時(shí)較小時(shí)局局 部部 折折 斷斷斜齒或偏載，斜齒或偏載，b較大時(shí)較大時(shí) 提高輪齒抗折斷能力的措施：提高輪齒抗折斷能力的措施：減小齒根應(yīng)力集中，增加齒根過(guò)渡圓角，降低齒根表減小齒根應(yīng)力集中，增加齒根過(guò)渡圓角，降低齒根表面粗糙度；面粗糙度；提高安裝精度及支承剛性，避免輪齒偏載；提高安

7、裝精度及支承剛性，避免輪齒偏載；改善熱處理，使其有足夠的齒芯韌性和齒面硬度；改善熱處理，使其有足夠的齒芯韌性和齒面硬度；齒根部分進(jìn)行表面強(qiáng)化處理（噴丸、滾壓）。齒根部分進(jìn)行表面強(qiáng)化處理（噴丸、滾壓）。 2.齒面（疲勞）點(diǎn)蝕 齒面點(diǎn)蝕：齒面點(diǎn)蝕：接觸應(yīng)力（脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力）接觸應(yīng)力（脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力）接觸疲勞強(qiáng)接觸疲勞強(qiáng)度度齒面裂紋齒面裂紋擴(kuò)展使表面微粒脫落。擴(kuò)展使表面微粒脫落。 發(fā)生位置發(fā)生位置：節(jié)線附近，：節(jié)線附近，閉式齒輪閉式齒輪 原原 因：因：?jiǎn)锡X對(duì)嚙合接觸應(yīng)力較大；單齒對(duì)嚙合接觸應(yīng)力較大； 節(jié)線處相對(duì)滑動(dòng)速度較低，節(jié)線處相對(duì)滑動(dòng)速度較低，不易形成潤(rùn)滑油膜；不易形成潤(rùn)滑油膜； 潤(rùn)滑油滲入微裂紋，

8、接觸應(yīng)力擠壓使裂紋擴(kuò)展至金潤(rùn)滑油滲入微裂紋，接觸應(yīng)力擠壓使裂紋擴(kuò)展至金屬剝落。屬剝落。 防止措施：防止措施： 提高齒面硬度；提高齒面硬度； 降低表面粗糙度；降低表面粗糙度； 采用角度變位；采用角度變位； 選用較高粘度的潤(rùn)滑油；選用較高粘度的潤(rùn)滑油； 提高加工、安裝精度；提高加工、安裝精度； 改善散熱。改善散熱。3.齒面磨損 原因原因：1.嚙合過(guò)程中存在相對(duì)滑動(dòng)。嚙合過(guò)程中存在相對(duì)滑動(dòng)。 2.雜物進(jìn)入輪齒間引起磨損雜物進(jìn)入輪齒間引起磨損 危害：危害：使?jié)u開(kāi)線齒廓破壞，齒厚減小，降低強(qiáng)使?jié)u開(kāi)線齒廓破壞，齒厚減小，降低強(qiáng)度，度， 齒隙增大而引起沖擊和振動(dòng)。齒隙增大而引起沖擊和振動(dòng)。 防止措施：防止措

9、施：提高齒面硬度；提高齒面硬度； 降低表面粗糙度；降低表面粗糙度； 降低滑動(dòng)系數(shù)；降低滑動(dòng)系數(shù)； 潤(rùn)滑油定期清潔和更換；（潤(rùn)滑油定期清潔和更換；（閉式閉式） 變開(kāi)式為閉式。變開(kāi)式為閉式。4.齒面膠合 原因原因：油膜破壞：油膜破壞齒面高溫粘接或壓力粘接。齒面高溫粘接或壓力粘接。 防止措施防止措施：采用：采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油； 采用角度采用角度變位齒輪傳動(dòng)變位齒輪傳動(dòng)； 減小減小m和齒高和齒高h(yuǎn)，降低滑動(dòng)速度，降低滑動(dòng)速度 提高齒面硬度；提高齒面硬度； 配對(duì)齒輪有適當(dāng)?shù)挠捕炔?；配?duì)齒輪有適當(dāng)?shù)挠捕炔睿?改善潤(rùn)滑與散熱條件。改善潤(rùn)滑與散熱條件。 5.齒面塑性變形 齒面材料在過(guò)

10、大的摩擦力作用下處于屈服狀態(tài)，齒面材料在過(guò)大的摩擦力作用下處于屈服狀態(tài)，產(chǎn)生沿摩擦力方向的塑性流動(dòng)，從而使齒面正產(chǎn)生沿摩擦力方向的塑性流動(dòng)，從而使齒面正確輪廓曲線被損壞。確輪廓曲線被損壞。 防止措施防止措施： 提高齒面硬度；提高齒面硬度； 采用高粘度的潤(rùn)滑油或加極壓添加劑采用高粘度的潤(rùn)滑油或加極壓添加劑。5.8.2齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 5.8.2.1 閉式傳動(dòng)閉式傳動(dòng) 5.8.2.2開(kāi)式傳動(dòng)開(kāi)式傳動(dòng)5.8.2.1 閉式傳動(dòng) 失效形式：齒面點(diǎn)蝕、輪齒彎曲疲勞折斷。失效形式：齒面點(diǎn)蝕、輪齒彎曲疲勞折斷。 1）軟齒面（）軟齒面（350HBS）齒輪主要失效形式是）齒輪主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，故可齒面點(diǎn)蝕，故

11、可按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定齒輪尺寸后按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核確定齒輪尺寸后按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 2）硬齒面（）硬齒面（350HBS）或鑄鐵齒輪，由于抗）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)算按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪確定齒輪尺寸后按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。尺寸后按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。5.8.2.2開(kāi)式傳動(dòng) 對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中的齒輪，對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中的齒輪，齒面磨損為其主齒面磨損為其主要失效形式要失效形式，故通常，故通常按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)按照齒根彎曲疲

12、勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的模數(shù)，確定齒輪的模數(shù)，考慮磨損因素，考慮磨損因素，再將模數(shù)增大再將模數(shù)增大10%20%，而無(wú)需校核接觸，而無(wú)需校核接觸強(qiáng)度強(qiáng)度。 5.8.3齒輪的材料與熱處理 5.8.3.1 齒輪材料的基本要求齒輪材料的基本要求 5.8.3.2 齒輪材料齒輪材料 5.8.3.3 軟齒面齒輪軟齒面齒輪 5.8.3.4 硬齒面齒輪硬齒面齒輪 5.8.3.1 齒輪材料的基本要求 由輪齒的失效分析可知，對(duì)齒輪材料的基本要由輪齒的失效分析可知，對(duì)齒輪材料的基本要求為：求為： (1)齒面齒面應(yīng)有應(yīng)有足夠的硬度足夠的硬度，以抵抗齒面磨損、點(diǎn)，以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變形等；

13、蝕、膠合以及塑性變形等； (2)齒芯齒芯應(yīng)有應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性足夠的強(qiáng)度和較好的韌性，以抵抗，以抵抗齒根折斷和沖擊載荷：齒根折斷和沖擊載荷： (3)應(yīng)有應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能良好的加工工藝性能及熱處理性能使使之便于加工且便于提高其力學(xué)性能。最常用的之便于加工且便于提高其力學(xué)性能。最常用的齒輪材料是鋼此外還有鑄鐵及一些非金屬材齒輪材料是鋼此外還有鑄鐵及一些非金屬材料等。料等。 5.8.3.2 齒輪材料 首先首先是優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼（是優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼（鍛鋼鍛鋼）其次其次是是鑄鋼和鑄鐵鑄鋼和鑄鐵再其次是非鐵金屬和工程塑料再其次是非鐵金屬和工程塑料 。 大多數(shù)大多數(shù)采用

14、鍛鋼采用鍛鋼形狀復(fù)雜、直徑較大、不易鍛造形狀復(fù)雜、直徑較大、不易鍛造的：的：鑄鋼或球墨鑄鐵鑄鋼或球墨鑄鐵傳遞功率不大、低速、無(wú)沖傳遞功率不大、低速、無(wú)沖擊、開(kāi)式齒輪傳動(dòng)：擊、開(kāi)式齒輪傳動(dòng)：灰鑄鐵灰鑄鐵。 鍛鋼鍛鋼 因具有強(qiáng)度高、韌性好、便于制造、便于熱處因具有強(qiáng)度高、韌性好、便于制造、便于熱處理等優(yōu)點(diǎn)，大多數(shù)齒輪都用鍛鋼制造。理等優(yōu)點(diǎn)，大多數(shù)齒輪都用鍛鋼制造。 鑄鋼鑄鋼 當(dāng)齒輪的尺寸較大當(dāng)齒輪的尺寸較大(大于大于400一一600mm)而不便而不便于鍛造時(shí)可用鑄造方法制成鑄鋼齒坯，于鍛造時(shí)可用鑄造方法制成鑄鋼齒坯，再進(jìn)行正火再進(jìn)行正火處理以細(xì)化晶粒處理以細(xì)化晶粒 鑄鐵鑄鐵 低速、輕載場(chǎng)合的齒輪可

15、以制成鑄鐵齒坯。當(dāng)尺低速、輕載場(chǎng)合的齒輪可以制成鑄鐵齒坯。當(dāng)尺寸大于寸大于500mmm時(shí)可制咸大齒圈，或制成輪輻式齒輪。時(shí)可制咸大齒圈，或制成輪輻式齒輪。5.8.3.3 軟齒面齒輪(鍛鋼) 軟齒面齒輪的齒面硬度軟齒面齒輪的齒面硬度350HBS 常用的材料為常用的材料為中碳鋼或中碳合金鋼中碳鋼或中碳合金鋼 經(jīng)調(diào)質(zhì)經(jīng)調(diào)質(zhì)切齒切齒表面淬火處理表面淬火處理（磨（磨齒）。齒）。 5.8.4 齒輪的潤(rùn)滑 為什么要潤(rùn)滑為什么要潤(rùn)滑嚙合齒存在相對(duì)滑動(dòng)：齒面嚙合齒存在相對(duì)滑動(dòng)：齒面摩擦和磨損。摩擦和磨損。 閉式齒輪：閉式齒輪： v12m/s浸油潤(rùn)滑，浸油潤(rùn)滑，10mm浸入深度浸入深度12m/s噴油潤(rùn)滑噴油潤(rùn)滑1

16、.直齒齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算目的：防止輪齒因齒面接觸疲勞而出現(xiàn)疲計(jì)算目的：防止輪齒因齒面接觸疲勞而出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕，要求齒面的最大接觸應(yīng)力不超過(guò)接觸勞點(diǎn)蝕，要求齒面的最大接觸應(yīng)力不超過(guò)接觸疲勞極限應(yīng)力。疲勞極限應(yīng)力。 計(jì)算依據(jù)：赫其公式（彈性力學(xué)）計(jì)算依據(jù)：赫其公式（彈性力學(xué)） 齒面最大接觸應(yīng)力齒面最大接觸應(yīng)力: 接觸疲勞強(qiáng)度：接觸疲勞強(qiáng)度： 1222121211()11()()ncHFLEE221212111()()EZEE12121 HEHHKTuZZbdu1.直齒齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式： 213121 HEdHKTZ Zudu2.直齒齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)

17、算目的計(jì)算目的：防止輪齒因彎曲疲勞折斷：防止輪齒因彎曲疲勞折斷 計(jì)算假設(shè)：計(jì)算假設(shè)： 1.只考慮彎曲應(yīng)力；只考慮彎曲應(yīng)力； 2.單齒對(duì)嚙合；單齒對(duì)嚙合； 3.載荷作用于齒頂；載荷作用于齒頂； 4.計(jì)算模型為懸臂梁；計(jì)算模型為懸臂梁； 5.用重合度系數(shù)考慮齒頂嚙合時(shí)非單齒對(duì)嚙合用重合度系數(shù)考慮齒頂嚙合時(shí)非單齒對(duì)嚙合影響。影響。 2.直齒齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 彎曲疲勞強(qiáng)度：彎曲疲勞強(qiáng)度： 彎曲疲勞強(qiáng)度校核：彎曲疲勞強(qiáng)度校核： 設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式： （取標(biāo)準(zhǔn)值）（取標(biāo)準(zhǔn)值） 22cos6cos1cos6caFFtFFFFFF hKFhMWbsbs112tFasaFFasaFKFKTY YY Yb

18、mbd m13212 FasadFY YKTmZ3. 齒輪設(shè)計(jì)一般步驟1）選擇齒輪材料）選擇齒輪材料2）根據(jù)設(shè)計(jì)公式確定模數(shù)和齒數(shù)）根據(jù)設(shè)計(jì)公式確定模數(shù)和齒數(shù)3）由相關(guān)求得齒輪基本參數(shù)和尺寸）由相關(guān)求得齒輪基本參數(shù)和尺寸4）校核接觸強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度）校核接觸強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度5）計(jì)算效率、潤(rùn)滑和熱平衡）計(jì)算效率、潤(rùn)滑和熱平衡213121 HEdHKTZ Zudu13212 Fa sadFY YKTmZ本節(jié)完 謝謝觀賞謝謝觀賞_5.9圓柱齒輪傳動(dòng)精度簡(jiǎn)介5.9.1精度等級(jí)精度等級(jí)5.9.2齒輪副的側(cè)隙齒輪副的側(cè)隙5.9.1精度等級(jí) 我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T10095.120

19、01. 按規(guī)定，傳動(dòng)的精度等級(jí)分為按規(guī)定，傳動(dòng)的精度等級(jí)分為13級(jí)，精度從級(jí)，精度從0到到12依次降低。依次降低。 0-2為待發(fā)展級(jí)，為待發(fā)展級(jí)，3-5為高精度級(jí)，為高精度級(jí)，6-8為中等精為中等精度級(jí)，度級(jí)，9-12為低精度級(jí)。為低精度級(jí)。 選擇齒輪精度時(shí)，選擇齒輪精度時(shí)，應(yīng)以傳動(dòng)的用途、傳遞功率應(yīng)以傳動(dòng)的用途、傳遞功率的大小、齒輪的圓周速度、工作條件為依據(jù)的大小、齒輪的圓周速度、工作條件為依據(jù)，并參考同類機(jī)械進(jìn)行具體選擇。并參考同類機(jī)械進(jìn)行具體選擇。5.9.2齒輪副的側(cè)隙 考慮到制造誤差、齒變形、熱膨脹，同時(shí)為便考慮到制造誤差、齒變形、熱膨脹，同時(shí)為便于潤(rùn)滑于潤(rùn)滑需要一定側(cè)隙。需要一定側(cè)隙

20、。 側(cè)隙是自然形成的，它對(duì)于每一對(duì)非工作的齒側(cè)隙是自然形成的，它對(duì)于每一對(duì)非工作的齒廓是不相等的。廓是不相等的。 齒輪副的最小側(cè)隙應(yīng)能齒輪副的最小側(cè)隙應(yīng)能保證保證齒輪正常儲(chǔ)油齒輪正常儲(chǔ)油潤(rùn)滑潤(rùn)滑和和補(bǔ)償各種變形補(bǔ)償各種變形。本節(jié)完 謝謝觀賞謝謝觀賞_5.10 輪系5.10.1輪系的類型輪系的類型5.10.2定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算5.10.3行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算5.10.4輪系的應(yīng)用輪系的應(yīng)用引入 現(xiàn)代機(jī)械中，為了現(xiàn)代機(jī)械中，為了滿足不同的工作要滿足不同的工作要求只用一對(duì)齒輪傳求只用一對(duì)齒輪傳動(dòng)往往是不夠的，動(dòng)往往是不夠的，通常用一系列齒輪通常用一系列齒輪共

21、同傳動(dòng)。共同傳動(dòng)。 這種這種由多個(gè)齒輪組由多個(gè)齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)成的傳動(dòng)系統(tǒng)稱為稱為齒輪系齒輪系，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱輪系輪系。5.10.1輪系的類型1.按組成輪系的齒輪（或構(gòu)件）按組成輪系的齒輪（或構(gòu)件）的的軸線是否相互平行軸線是否相互平行可分為：可分為：平面輪系和空間輪系平面輪系和空間輪系2.根據(jù)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪的根據(jù)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪的軸線位軸線位置相對(duì)于機(jī)架是否固定置相對(duì)于機(jī)架是否固定可分為可分為兩大類：兩大類：定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系5.10.1輪系的類型 5.10.1.1 定軸輪系定軸輪系 5.10.1.2 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系 5.10.1.3 混合輪系混合輪系5.10.1.1 定軸輪系

22、（普通輪系）定義：各齒輪的軸線在空間的位置是固定不動(dòng)的輪系定義：各齒輪的軸線在空間的位置是固定不動(dòng)的輪系5.10.1.2 周轉(zhuǎn)輪系 定義：在輪系中至少定義：在輪系中至少有一個(gè)齒輪的軸線繞有一個(gè)齒輪的軸線繞另一齒輪的固定軸線另一齒輪的固定軸線回轉(zhuǎn)的輪系?；剞D(zhuǎn)的輪系。 太陽(yáng)輪（中心輪）：太陽(yáng)輪（中心輪）：繞固定軸轉(zhuǎn)繞固定軸轉(zhuǎn) 行星輪：行星輪：自轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn) 差動(dòng)輪系：差動(dòng)輪系： 行星輪系：行星輪系：兩太陽(yáng)輪都能轉(zhuǎn)動(dòng)兩太陽(yáng)輪都能轉(zhuǎn)動(dòng)只有一個(gè)太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)只有一個(gè)太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)5.10.1.3 混合輪系 以上兩種輪系組合而成。以上兩種輪系組合而成。5.10.2定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算 輪系的傳動(dòng)比：是指輪系中

23、輸入軸（主動(dòng)輪）輪系的傳動(dòng)比：是指輪系中輸入軸（主動(dòng)輪）的角速度（或轉(zhuǎn)速）與輸出軸（從動(dòng)輪）的角的角速度（或轉(zhuǎn)速）與輸出軸（從動(dòng)輪）的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比，即速度（或轉(zhuǎn)速）之比，即 :111555nin正負(fù)號(hào)則取決于正負(fù)號(hào)則取決于外嚙合的次數(shù)。外嚙合的次數(shù)。例例5-2 圖圖4-45所示為一手搖提升裝置所示為一手搖提升裝置z1=20，z2=50， z2=16， z3=30，z3=1，z4=40，z4=18，z5=52。試求。試求傳動(dòng)比傳動(dòng)比i15，并指出提升重物時(shí)手柄的，并指出提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向。旋向判斷旋向判斷 蝸桿的旋向根據(jù)螺旋線的方向判斷蝸桿的旋向根據(jù)螺旋線的方向判斷 蝸輪如下判斷

24、：蝸輪如下判斷： 1）蝸輪的轉(zhuǎn)向應(yīng)與蝸輪所受切向力的方向一）蝸輪的轉(zhuǎn)向應(yīng)與蝸輪所受切向力的方向一致，而蝸輪所受切向力的方向與蝸桿軸向力的致，而蝸輪所受切向力的方向與蝸桿軸向力的方向相反方向相反 2）蝸桿軸向力的方向采用主動(dòng)輪（蝸輪）左）蝸桿軸向力的方向采用主動(dòng)輪（蝸輪）左右手定則判斷：蝸桿左旋用左手，四指抓向與右手定則判斷：蝸桿左旋用左手，四指抓向與蝸桿旋轉(zhuǎn)方向一致，則大拇指指向即是蝸桿所蝸桿旋轉(zhuǎn)方向一致，則大拇指指向即是蝸桿所受軸向力的方向。如果蝸桿右旋用右手，判斷受軸向力的方向。如果蝸桿右旋用右手，判斷方法同左手。左右手定則同時(shí)適用于斜齒輪傳方法同左手。左右手定則同時(shí)適用于斜齒輪傳動(dòng)主動(dòng)輪

25、軸向力的確定。動(dòng)主動(dòng)輪軸向力的確定。旋向判斷不能直接用定軸輪系傳動(dòng)比的公式計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比?？蓱?yīng)用轉(zhuǎn)化輪系法，即根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，假想對(duì)整個(gè)行星輪系加上一個(gè)與行星架轉(zhuǎn)速n H大小相等而方向相反的公共轉(zhuǎn)速-n H，則行星架被固定，而原構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系保持不變。這樣，原來(lái)的行星輪系就變成了假想的定軸輪系。這個(gè)經(jīng)過(guò)一定條件轉(zhuǎn)化得到的假想定軸輪系，稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系。5.10.35.10.3行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系及轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速周轉(zhuǎn)輪系及轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速原來(lái)的轉(zhuǎn)速n1n2轉(zhuǎn)化輪系中的轉(zhuǎn)速nHH=nH-nH=0構(gòu)件名稱 太陽(yáng)輪1行星輪2太陽(yáng)輪3行星

26、架Hn3nHn1H=n1-nHn2H=n2-nHn3H=n3-n H由于轉(zhuǎn)化輪系為定軸輪系，故根據(jù)定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算式可得輪1、3傳動(dòng)比為：5.10.35.10.3行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算3.對(duì)于差動(dòng)輪系，必須給定n 1 、 n k 、n H中任意兩個(gè)（F=2，兩個(gè)原動(dòng)件），運(yùn)動(dòng)就可以確定。對(duì)于簡(jiǎn)單周轉(zhuǎn)輪系，有一太陽(yáng)輪固定（n k=0)，在n 1 、n H只需要給定一個(gè)（F=1，需要一個(gè)原動(dòng)件），運(yùn)動(dòng)就可以確定。1.公式只適用于平面周轉(zhuǎn)輪系。正、負(fù)號(hào)可按畫(huà)箭頭的方法來(lái)確定，也可根據(jù)外嚙合次數(shù)還確定（-1）m。對(duì)于空間周轉(zhuǎn)輪系，當(dāng)兩太陽(yáng)輪和行星架的軸線互相平行時(shí)，仍可用轉(zhuǎn)化輪系法來(lái)建立轉(zhuǎn)速關(guān)系式，但正、負(fù)號(hào)應(yīng)按畫(huà)箭頭的方法來(lái)確定。2.公式中的“+”、“-”號(hào)表示輸入和輸出輪的轉(zhuǎn)向相同或相反。注意：5.10.35.10.3行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算例:如圖所示的周轉(zhuǎn)輪系中，已知各輪齒數(shù)為Z1=100, Z2=99, Z3=100, Z4=101 ，行星架H為原動(dòng)件，試求傳動(dòng)比i iH1？ 解: i iH1n H H / n n 1i i14(n n 1 - n H H )/ (n n 4 - n H H ) 1- n 1 1 / n n H -Z2Z