【文章內(nèi)容簡介】 ?? ( 1 ) m?? 所 有 從 動 輪 齒 數(shù) 連 乘 積所 有 主 動 輪 齒 數(shù) 連 乘 積 （３ .２） 另外，從以上定軸輪系傳動比的公式可知，當一齒輪對輪系的傳動比大小無影響，但它卻影響了末輪的轉向。如果將這一齒輪去掉，該輪系的傳動比保持不變，但此時末輪的轉向變了，這種齒輪通稱為惰輪。 ２） 用箭頭標注法 在已知首輪的轉向時（若首輪的轉向未給出，則假設給首輪一個轉向），可根據(jù)運動傳遞的順序，在運動簡圖的各齒輪上逐個畫出箭頭以確定末輪的轉向。外嚙合時：兩箭頭同時指向（或遠離）嚙合點。頭頭相對或尾尾相對。內(nèi)嚙合時：兩箭頭同向。 ３ .４ .２２ 定軸輪系設計要點 １ . 應根據(jù)工作要求和使用場合恰當?shù)倪x擇定軸輪系的類型 : 當設計的定軸輪系用于高速、重載場合時，為了減小傳動的沖擊、振動和噪音，提高傳動性能，宜優(yōu)先選用由平行軸斜齒輪組成的定軸輪系； 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 當設計的輪系在主、從動軸傳遞過程中，由于工作或結構空間的 要求，需要轉換運動軸線方向或改變從動軸軸向時，可選擇含有圓錐齒輪傳動的定軸輪系； 當設計的輪系用于功率較小、速度不高但需要滿足交錯角為任意值的空間交錯軸之間的傳動時，可選用含有交錯軸斜齒輪傳動的定軸輪系； 當設計的輪系要求傳動比大、結構緊湊或用于分度、微調(diào)及有自鎖要求的場合時，則應選擇含有蝸桿傳動的定軸輪系。 ２ . 要確定定軸輪系中各輪的齒數(shù)，關鍵在于合理的分配輪系中各對齒輪的傳動比。為了把輪系的總傳動比合理的分配給各對齒輪，在具體分配時應注意下述幾點： １） 每一級齒輪的傳動比要在其常用范圍內(nèi)選取。齒 輪傳動時，傳動比為 5～ 7；蝸桿傳動時，傳動比不大于 80。 ２） 當輪系的傳動比過大時，為了減小外廓尺寸和改善傳動性能，通常采用多級傳動。當齒輪傳動的傳動比大于 8 時，一般應設計成兩級傳動；當傳動比大于 30 時，常設計成兩級以上齒輪傳動。 ３） 當輪系為減速傳動時，按照 前大后小 的原則分配傳動比較有利。同時，為了使機構外廓尺寸協(xié)調(diào)和結構勻稱，相鄰兩級傳動比的差值不宜過大。運動鏈逐級減速，可使各級中間軸有較高的轉速和較小的扭矩，從而獲得較為緊湊的結構。 ４） 當設計閉式齒輪減速器時，為了潤滑方便，應使各級傳動 中的大齒輪都能浸入油池，且浸入的深度應大致相等，以防止某個大齒輪浸油過深而增加攪油損耗。根據(jù)這一條件分配傳動比時，高速級的傳動比應大于低速級的傳動比，通常取高速級的傳動比為 ～ 低速級傳動比。 由以上分析可見，當考慮問題的角度不同時，就有不同的傳動比方案。因此，在具體分配定軸輪系各級傳動比時，應根據(jù)不同條件進行具體分析，不能簡單的生搬硬套某種原則。一旦根據(jù)具體條件合理的分配了各對齒輪傳動的傳動比，就可以根據(jù)各對齒輪的傳動比來確定每一個齒輪的齒數(shù)。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 ３ .５ 周 轉輪系的傳動比及設計要點 ３ .５ .１周轉 輪系的分類 輪系運轉時，至少有一個齒輪軸線的位置不固定，而是繞某一固定軸線回轉，稱該輪系為周轉輪系。 周轉輪系的種類很多，常用的分類方法如下： １ . 按周轉輪系的自由度分類 １） 差動輪系 若周轉輪系的自由度為 2，則稱其為差動輪系。此輪系需要有兩個獨立運動的主動件。 ２） 行星輪系 若周轉輪系的自由度為 1，則稱它為行星輪系。該輪系只需要有一個獨立運動的主動件。 ２ . 按基本構件的組成分類 １） 2KH 型周轉輪系 該輪系的特點是輪系中有 2 個中心輪。 ２） 3K 型周轉輪系 該輪系中有三個中心輪，而其中的行 星架 H只是起支撐行星輪的作用。 ３） KHV 行星輪系 該輪系中只有一個中心輪，其運動是通過等角速機構由 V 軸輸出。 ３ .５ .２ 周轉輪系的傳動比 周轉輪系由回轉軸線固定的基本構件太陽輪（中心輪）、行星架（系桿或轉臂）和回轉軸線不固定的其它構件行星輪組成。由于有一個既有公轉又有自轉的行星輪，因此傳動比計算時不能直接套用定軸輪系的傳動比計算公式，因為定軸輪系中所有的齒輪軸線都是固定的。為了套用定軸輪系傳動比計算公式，必須想辦法將行星輪的回轉軸線固定，同時不能讓基本構件的回轉軸線發(fā)生變化。我們發(fā)現(xiàn)在周轉輪系中， 基本構件的回轉軸線相同，而行星輪繞其自身軸線轉動，有隨系桿繞其回轉軸線轉動，因此，只要想辦法讓系桿固定，就可將行星輪的回轉軸線固定，即把周轉輪系變?yōu)槎ㄝS輪系，這種方法稱為反轉法或轉化機構法。 反轉原理：給周轉輪系施以附加的公共轉動 Hw? 后，不改變輪系中各構件之間的相對運動， 但原輪系將轉化成為一新的定軸輪系，可按定軸課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 輪系的公式計算該新輪系的傳動比。轉化后所得的定軸輪系稱為原周轉輪系輪系的 “ 轉化輪系 ” 。 設 1w 、 3w 、 2w 、 Hw 分別為中心輪 行星輪和行星架的角速度（絕對角速度），如果給整個周轉輪系加上一個 Hw? 的公共角速度，此時行星架就相對固定不動，原周轉輪系就轉化為固定輪系，在轉化輪系中各構件的角速度如下： １ . 轉化輪系的傳動比計算 由于轉化輪系相當于定軸輪系，故其傳動比 i Hk1 可按定軸輪系的傳動比公式進行計算即： 1 1 2111()H H H kkk H K H kw w n n z zi w w n n z z?? ? ???? ? ? ?? ? ??? （３ .3） ２ . 使用轉化輪系傳動比公式的注意事項 １） 式（３ .３）只適用于轉化輪系的首、末兩輪軸線平行的情況。 ２） 由于使用式（３ .３）時，首、末兩輪軸線必須平行，故齒數(shù)比前要加“ +”號或“－”號?！?+”號表示轉化輪系首、末兩輪轉向相同，“－”號 表示首末兩輪轉向相反。因為此處的“ +”、“－”號不僅表明轉化輪系首末兩輪的轉向，還直接影響各構件角速度之間的數(shù)值關系。 ３） 1w 、 kw 、 Hw 均為代數(shù)值，應用式（３ .３）時要帶相應的“ +”、“－”號，如轉向相同，用同號帶入，若轉向不同應分別用“ +”、“－”號代入。 在已知周轉輪系中各輪齒數(shù)的條件下，已知 1w 、 kw 、 Hw 中的兩個分量（包括大小和轉向），就可按式（３ .３）確定第三個量并注意第三個構件的轉向應由計算結果的“ +”、“－”號來判斷。 由于行星輪系中有一個中心輪的轉速為零，若令行星輪系的中心輪 k課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 固定，由于其轉速 n k =0,故由（ 3）式可推導出 1 1 11kHH H ki i i? ? ? 由以上分析可知，周轉輪系中各個構件的轉速的確定，輪系中兩構件的傳動比，一 定要借助轉化輪系的傳動比求得。 ３ .５ .３ 行星輪系的設計要點 從傳動原理出發(fā)設計行星輪系時，主要解決兩個問題：選擇傳動類型和確定各輪的齒數(shù)和行星輪的個數(shù)。 1. 選擇傳動類型。 在選擇行星輪系的類型時，應考慮以下幾個因素：傳動比的要求、傳動的效率、外廓結構尺寸和制造及裝配工藝等。 １） 傳動比 選擇輪系的類型時，首先應考慮滿足傳動比的要求。 圖３ .６ 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 如圖 ３ .６ 所示， a)型的傳動比實用范圍為 ～ 13； b)型的傳動比實用范圍為 ～ ； c)型的傳動比實用范圍為 8～ 16； d)型的傳動比為2； e)型和 f )型是正號機構，其速比變化范圍較大，但效率較低 。 ２） 效率 從機械效率的角度看，不管是增速傳動還是減速傳動，負號機構的效率一般總比正號機構的效率高。正號機構一般用在傳動比大、而對效率沒有較高要求的場合。 2. 確定各輪的齒數(shù)和行星輪的個數(shù)。 設計行星輪系時，其各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)目的選擇必須滿足下列四個條件才能裝配起來，正常運轉并實現(xiàn)預定的傳動比。 １） 傳動比條件 行星輪系必須滿足給定的傳動比 1Hi ，以圖 ３ .６ a)為例，有 31 13111HH zii z? ? ? ? 即 3 1 1( 1)Hz i z?? （３ .４） ２） 同心條件 即系桿的回轉軸線應與中心輪的軸線相重合。若采用標準齒輪傳動或高度變位齒輪動，其同心條件為： 1 2 3 2r r r r? ? ? 即2 3 1 111( 1 ) ( 2 )22 Hz z z z i? ? ? ? （３ .５） 上式表明兩中心輪的齒數(shù)應同時為奇數(shù)或偶數(shù)。 若采用角度變位齒輪傳動，則同心條件按節(jié)圓半徑計算： 1 2 3 239。 39。 39。 39。r r r r? ? ? ３） 裝配條件 為使各個行星輪都能均勻分布地裝入兩個中心輪之間，行星輪的數(shù)目 k 與各輪齒數(shù)之間必須滿足以下關系 13zzN k?? （３ .６） 式中： N 為正整數(shù) 即兩中心輪齒數(shù)之和應能被行星輪個數(shù) k 整除。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 ４） 鄰接條件 為保證相鄰兩行星輪不致相碰，相鄰兩行星輪的中心距應大于行星輪齒頂圓直徑：1 2 22( ) s in 2( )ar r r h mk? ?? ? ? 即1 2 2( ) s in 2 az z z hk? ?? ? ? （３ .７） ３ .６ 復 合輪系的傳動比 輪系中包含有定軸輪系和周轉輪系或者含有一個或多個周轉輪系的齒輪傳動系統(tǒng)稱為復合輪系。由一個行星架及行星架上的行星輪（可以是多個行星輪串聯(lián)）和與行星輪相嚙合的中心輪組成一個基本周轉輪系。 復合輪系中，由于包含有定軸輪系及多個周轉輪系，其傳動比不能應用式（３ .２）、式（３ .３）來計算。對此類輪系傳動比計算的一般步驟如下： １ . 正確的劃分定軸輪系和基本周轉輪系。劃分輪系時應先將每個基本周轉輪系劃分出來。根據(jù)周轉輪系具有行星 輪的特點，首先要找出行星輪，再找出行星架（注意行星架不一定是呈桿狀），以及與行星輪相嚙合的所有中心輪。分出一個基本的周轉輪系后，還要判斷是否有其它行星輪被另一個行星架支承，每一個行星架對應一個周轉輪系，在逐一找出所有基本周轉輪系后，剩下的便是定軸輪系了。 ２ . 分別計算各輪系的傳動比。 ３ . 將各傳動比關系式聯(lián)立求解。 ３ .７ 確 定運動方案 １ . 定軸輪系運動方案的確定 定軸輪系的運動方案簡圖如圖３ .７所示。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 圖３ .７ ２ . 差動輪系運動方案的確定 差動輪系的運動方案簡圖如圖３ .８所 示。 圖３ .８ ３ . 行星輪系運動方案的確定 行星輪系的運動方案簡圖如圖３ .９所示。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 圖３ .９ ４ . 復合輪系運動方案的確定 復合輪系的運動方案簡圖如圖３ .１０所示。 ３ .８ 齒輪的確定及計算 １ . 齒輪材料及模數(shù)的確定 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 齒輪的材料選用４５鋼。 由于主要用于實驗的目的，齒輪不受力，主要是克服自身的摩擦，且實驗時不加負載，所以選用齒輪的模數(shù) m＝２。 ２ . 齒輪齒數(shù)的確定 初步確定選用以下四種直齒輪： 1Z ＝２５ 2Z ＝２６ 3Z ＝３０ 4Z ＝３５ 內(nèi)齒輪選用： 5Z ＝８０ ２ .根據(jù) d=mz 確定分度圓直徑 1d ＝５０ 2d ＝５２ 3d ＝６０ 4d ＝７０ 5d ＝１６０ ３ . 根據(jù) da＝ m（ z＋２ ha? ）確定齒頂圓直徑 這里取 ha? =1 c? =，則 1ad ＝５４ 2ad ＝５６ 3ad ＝６４ 4ad ＝７４ 5ad ＝１６４ ４ . 根據(jù) 2 ( )fd mz m ha c??? ? ? ?確定齒根圓直徑 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 1fd＝４５ 2fd＝４７ 3fd＝５５ 4fd ＝６５ 5fd ＝１５５ ５ . 齒輪寬度的確定 齒輪 寬度選用 k＝２０ ６ . 齒頂高計算 ha ha m??? ha =１ ? ２＝２ ７ . 齒根高計算 ()fh m ha c???? fh =2 (1+)= 齒輪強度的校核