第六章轮系和减速器课件

第六章第六章 轮系和减速器轮系和减速器6.1 轮系及分类轮系及分类6.2 定轴轮系定轴轮系6.3 行星轮系行星轮系6.4 轮系的功用轮系的功用6.5 减速器减速器第六章第六章 轮轮系和减速器系和减速器6.1 轮轮系及分系及分类类16.1 轮系及分类轮系及分类6.1 轮系及分类轮系及分类 在复杂的现代机械中，为了满足各种不同的需要，常常在复杂的现代机械中，为了满足各种不同的需要，常常采用一系列齿轮组成的传动系统。这种由一系列相互啮合的采用一系列齿轮组成的传动系统。这种由一系列相互啮合的齿轮（蜗杆、蜗轮）组成的传动系统即齿轮（蜗杆、蜗轮）组成的传动系统即齿轮系齿轮系。6.1 轮轮系及分系及分类类6.1 轮轮系及分系及分类类 在复在复杂杂的的现现26.1 轮系及分类轮系及分类n 如果齿轮系中各齿轮的轴线互相平行，则称为平面齿轮系平面齿轮系，否则称为空间齿轮系空间齿轮系。n 根据齿轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是否固定，又可将齿轮系分为两大类：定轴齿轮系定轴齿轮系和行星齿轮系行星齿轮系。6.1 轮轮系及分系及分类类 如果如果齿轮齿轮系中各系中各齿轮齿轮的的轴线轴线互相平行，互相平行，则则称称为为36.1 轮系及分类轮系及分类轮系的类型轮系的类型6.1 轮轮系及分系及分类轮类轮系的系的类类型型46.2 定轴轮系定轴轮系6.2 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比 如果齿轮系运转时所有齿轮的轴线保持固定，称为如果齿轮系运转时所有齿轮的轴线保持固定，称为定轴齿轮系定轴齿轮系，定轴齿，定轴齿轮系又分为轮系又分为平面定轴轮系平面定轴轮系和和空间定轴轮系空间定轴轮系两种。两种。的比值用的比值用设齿轮系中首齿轮的角速度为设齿轮系中首齿轮的角速度为，末齿轮的角速度，末齿轮的角速度，与与表示，即表示，即，则，则称为齿轮系的传动比。称为齿轮系的传动比。一、轮系的传动比一、轮系的传动比6.2 定定轴轮轴轮系系6.2 定定轴轮轴轮系的系的传动传动比比 如果如果齿轮齿轮系系56.2 定轴轮系定轴轮系二、定轴轮系传动比的计算二、定轴轮系传动比的计算 一对齿轮的传动比大小为其齿数的反一对齿轮的传动比大小为其齿数的反比。若考虑转向关系，外啮合时，两轮转比。若考虑转向关系，外啮合时，两轮转向相反，传动比取向相反，传动比取“-”号；内啮合时，两号；内啮合时，两轮转向相同，传动比取轮转向相同，传动比取“+”号。号。右图所示平面定轴齿轮系中各对齿轮右图所示平面定轴齿轮系中各对齿轮的传动比为：的传动比为：惰轮惰轮：齿轮系中齿轮：齿轮系中齿轮4 4同时与齿轮同时与齿轮3 3啮合，不影响齿轮系传动比的大小，啮合，不影响齿轮系传动比的大小，只起到改变转向的作用。只起到改变转向的作用。6.2 定定轴轮轴轮系二、定系二、定轴轮轴轮系系传动传动比的比的计计算算 一一对齿轮对齿轮的的传传66.2 定轴轮系定轴轮系由于由于以上各式连乘可得：以上各式连乘可得：所以所以推广后的推广后的定轴齿轮系传动比大小定轴齿轮系传动比大小为：为：上式可以计算传动比大小，其符号（方向）需另行判断。上式可以计算传动比大小，其符号（方向）需另行判断。6.2 定定轴轮轴轮系由于以上各式系由于以上各式连连乘可得：乘可得：所以推广后的定所以推广后的定轴齿轮轴齿轮76.2 定轴轮系定轴轮系u定轴轮系传动比符号的确定方法定轴轮系传动比符号的确定方法 平面定轴轮系平面定轴轮系用用 来判别来判别 的正负号的正负号 也可采用也可采用箭头法箭头法判断，即从首轮开始，根据外啮合两齿轮的转向判断，即从首轮开始，根据外啮合两齿轮的转向相反，内啮合两齿轮的转向相同的关系，依次对各个齿轮标出转向。相反，内啮合两齿轮的转向相同的关系，依次对各个齿轮标出转向。最后根据齿轮系首末两轮的转向，判定传动比的符号。最后根据齿轮系首末两轮的转向，判定传动比的符号。空间定轴轮系空间定轴轮系 由于各轴的轴线不平行，故不能用由于各轴的轴线不平行，故不能用 来判别的正负来判别的正负号。可用公式计算传动比的大小，各轮的转向只能采用画箭头法判号。可用公式计算传动比的大小，各轮的转向只能采用画箭头法判定。定。6.2 定定轴轮轴轮系定系定轴轮轴轮系系传动传动比符号的确定方法比符号的确定方法 平面定平面定轴轮轴轮系系86.2 定轴轮系定轴轮系6.2 定定轴轮轴轮系系96.2 定轴轮系定轴轮系6.2 定定轴轮轴轮系系106.3 行星轮系行星轮系6.3 行星轮系的传动比行星轮系的传动比 如下图所示的行星轮系中，齿轮如下图所示的行星轮系中，齿轮1 1、3 3和构件和构件H H均绕固定的互相重合的均绕固定的互相重合的几何轴线转动，齿轮几何轴线转动，齿轮2 2空套在构件空套在构件H H上，与齿轮上，与齿轮1 1、3 3相啮合。相啮合。齿轮齿轮2 2既绕自身轴线自转又随构件既绕自身轴线自转又随构件H H绕另一固定轴线（轴线绕另一固定轴线（轴线O-OO-O）公转。）公转。齿轮齿轮2 2称为称为行星轮行星轮，构件，构件H H称为称为行星架行星架，轴线固定的齿轮，轴线固定的齿轮1 1、3 3则称为则称为中心轮中心轮或或太阳轮。太阳轮。结构结构6.3 行星行星轮轮系系6.3 行星行星轮轮系的系的传动传动比比 如下如下图图所示所示116.3 行星轮系行星轮系行星轮系分类行星轮系分类通常将具有一个自由度的行星齿轮系称为通常将具有一个自由度的行星齿轮系称为简单行星齿轮系简单行星齿轮系。将具有二个自由度的行星齿轮系称为将具有二个自由度的行星齿轮系称为差动齿轮系差动齿轮系。简单行星齿轮系外圈的内齿轮固定外圈的内齿轮固定差动齿轮系外圈的内齿轮自由外圈的内齿轮自由6.3 行星行星轮轮系行星系行星轮轮系分系分类类通常将具有一个自由度的行星通常将具有一个自由度的行星齿轮齿轮系系126.3 行星轮系行星轮系简单行星齿轮系简单行星齿轮系（只有一个自由度）（只有一个自由度）单击播放6.3 行星行星轮轮系系简单简单行星行星齿轮齿轮系（只有一个自由度）系（只有一个自由度）单击单击播放播放136.3 行星轮系行星轮系差动齿轮系差动齿轮系（有两个自由度）（有两个自由度）注：此差动齿轮系如果把外圈注：此差动齿轮系如果把外圈的内齿轮固定，则变成了简单的内齿轮固定，则变成了简单行星轮系。行星轮系。单击播放6.3 行星行星轮轮系差系差动齿轮动齿轮系（有两个自由度）注：此差系（有两个自由度）注：此差动齿轮动齿轮系如系如146.4 轮系的功用轮系的功用 6.4 轮系的功用轮系的功用一、实现分路传动一、实现分路传动 如图所示为滚齿机上滚刀与如图所示为滚齿机上滚刀与轮坯之间作展成运动的传动简图。轮坯之间作展成运动的传动简图。主动轴主动轴I I通过锥齿轮通过锥齿轮1 1轮齿轮轮齿轮2 2将将运动传给滚刀；同时主动轴又通运动传给滚刀；同时主动轴又通过直齿轮过直齿轮3 3轮经齿轮轮经齿轮4 45 5、6 6、7 78 8传至蜗轮传至蜗轮9 9，带动被加工的，带动被加工的轮坯转动，以满足滚刀与轮坯的轮坯转动，以满足滚刀与轮坯的传动比要求。传动比要求。6.4 轮轮系的功用系的功用 6.4 轮轮系的功用一、系的功用一、实现实现分路分路传动传动 156.4 轮系的功用轮系的功用 如果采用多对齿轮组成的如果采用多对齿轮组成的齿轮系则可以很容易就获得较齿轮系则可以很容易就获得较大的传动比。只要适当选择齿大的传动比。只要适当选择齿轮系中各对啮合齿轮的齿数，轮系中各对啮合齿轮的齿数，即可得到所要求的传动比。在即可得到所要求的传动比。在行星齿轮系中，用较少的齿轮行星齿轮系中，用较少的齿轮即可获得很大的传动比，如右即可获得很大的传动比，如右图所示的轮系。图所示的轮系。二、获得大的传动比二、获得大的传动比6.4 轮轮系的功用系的功用 如果采用多如果采用多对齿轮组对齿轮组成的成的齿轮齿轮系系则则可以可以166.4 轮系的功用轮系的功用三、实现换向传动三、实现换向传动 在主动轴转向不变在主动轴转向不变的情况下，利用惰轮可的情况下，利用惰轮可以改变从动轴的转向。以改变从动轴的转向。如图所示车床上走如图所示车床上走刀丝杆的三星轮换向机刀丝杆的三星轮换向机构，扳动手柄可实现两构，扳动手柄可实现两种传动方案。种传动方案。6.4 轮轮系的功用三、系的功用三、实现换实现换向向传动传动 在主在主动轴转动轴转向不向不变变的的176.4 轮系的功用轮系的功用四、实现变速传动四、实现变速传动 在主动轴转速不变的情在主动轴转速不变的情况下，利用轮系可使从动轴况下，利用轮系可使从动轴获得多种工作转速。如右图获得多种工作转速。如右图所示的汽车变速箱，可使输所示的汽车变速箱，可使输出轴得到出轴得到4 4个档次的转速。个档次的转速。6.4 轮轮系的功用四、系的功用四、实现变实现变速速传动传动 在主在主动轴转动轴转速不速不变变的的186.4 轮系的功用轮系的功用五、用于对运动进行合成与分解五、用于对运动进行合成与分解 在差动齿轮系中，当给定两个基本构件的运动后，第三个构件的在差动齿轮系中，当给定两个基本构件的运动后，第三个构件的运动是确定的。换而言之，第三个构件的运动是另外两个基本构件运运动是确定的。换而言之，第三个构件的运动是另外两个基本构件运动的合成。动的合成。同理，在差动齿轮系中，当给定一个基本构件的运动后，可根据同理，在差动齿轮系中，当给定一个基本构件的运动后，可根据附加条件按所需比例将该运动分解成另外两个基本构件的运动。附加条件按所需比例将该运动分解成另外两个基本构件的运动。如右图所示为滚齿如右图所示为滚齿机中的差动齿轮系。机中的差动齿轮系。6.4 轮轮系的功用五、用于系的功用五、用于对对运运动进动进行合成与分解行合成与分解 在差在差动动196.4 轮系的功用轮系的功用 如下图所示的汽车后桥差速器即为分解运动的齿轮系。在汽车转弯时如下图所示的汽车后桥差速器即为分解运动的齿轮系。在汽车转弯时它可将发动机传到齿轮它可将发动机传到齿轮5 5的运动以不同的速度分别传递给左右两个车轮，以的运动以不同的速度分别传递给左右两个车轮，以维持车轮与地面间的纯滚动，避免车轮与地面间的滑动磨擦导致车轮过度维持车轮与地面间的纯滚动，避免车轮与地面间的滑动磨擦导致车轮过度磨损。磨损。6.4 轮轮系的功用系的功用 如下如下图图所示的汽所示的汽车车后后桥桥差速器即差速器即为为分解分解206.5 减速器减速器6.5 减速器减速器减速器：减速器：一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。减速器减速器分类：分类：齿轮减速器 蜗杆减速器 行星减速器圆柱齿轮减速器圆锥齿轮减速器圆锥圆柱齿轮减速器圆柱蜗杆减速器圆弧齿蜗杆减速器锥蜗杆减速器蜗杆齿轮减速器渐开线行星齿轮减速器摆线齿轮减速器谐波齿轮减速器6.5 减速器减速器6.5 减速器减速器：一种由封减速器减速器：一种由封闭闭在在刚刚性壳体内性壳体内216.5 减速器减速器1 1）齿轮减速器）齿轮减速器6.5 减速器减速器1）齿轮齿轮减速器减速器226.5 减速器减速器6.5 减速器减速器236.5 减速器减速器6.5 减速器减速器246.5 减速器减速器2 2）蜗杆减速器）蜗杆减速器6.5 减速器减速器2）蜗蜗杆减速器杆减速器256.5 减速器减速器）蜗杆）蜗杆-齿轮减速器齿轮减速器6.5 减速器）减速器）蜗蜗杆杆-齿轮齿轮减速器减速器266.5 减速器减速器6.5 减速器减速器276.5 减速器减速器q减速器的结构减速器的结构 （结构剖析动画结构剖析动画）1 1下箱体下箱体2 2油标指示器油标指示器3 3上箱体上箱体4 4透气孔透气孔5 5检查孔盖检查孔盖6 6吊环螺钉吊环螺钉7 7吊钩吊钩8 8油塞油塞9 9定位销钉定位销钉1010起盖螺钉孔起盖螺钉孔6.5 减速器减速器的减速器减速器的结结构构1下箱体下箱体2油油标标指示器指示器3上箱体上箱体286.5 减速器减速器q减速器的装拆（减速器的装拆（装拆实验装拆实验）二、装配过程分解二、装配过程分解一、拆卸过程分解一、拆卸过程分解1.减速器结构总览2.拆去轴承端盖3.移去联接螺栓4.移去上盖5.拆去上盖部装6.观察齿轮啮合旋转7.拆去各轴8.拆卸输入轴部装9.拆卸中间轴部装10.拆卸输出轴部装11.拆卸底座部装1.装配底座部装2.装配输出轴部装3.装配中间轴部装4.装配输入轴部装5.安装各轴6.观察齿轮啮合旋转7.安装上盖部装8.安装上盖9.安装联接螺栓10.安装轴承端盖6.5 减速器减速器的装拆（装拆减速器减速器的装拆（装拆实验实验）二、装配）二、装配过过程分解一、拆程分解一、拆29齿轮系齿轮齿轮系系30定轴轮系定定轴轮轴轮系系31行星轮系行星行星轮轮系系32变速箱定轴轮系变变速箱速箱定定轴轮轴轮系系33定轴轮系定定轴轮轴轮系系34行星轮系行星行星轮轮系系35差动轮系差差动轮动轮系系36