【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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向時（若首輪的轉(zhuǎn)向未給出，則假設(shè)給首輪一個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)計要點 １ . 應(yīng)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(shè)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(shè)計的輪系在主、從動軸傳遞過程中，由于工作或結(jié)構(gòu)空間的 要求，需要轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)計的輪系要求傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊或用于分度、微調(diào)及有自鎖要求的場合時，則應(yīng)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(guān)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(yīng)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(yīng)設(shè)計成兩級傳動；當傳動比大于 30 時，常設(shè)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(gòu)外廓尺寸協(xié)調(diào)和結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)速和較小的扭矩，從而獲得較為緊湊的結(jié)構(gòu)。 ４） 當設(shè)計閉式齒輪減速器時，為了潤滑方便，應(yīng)使各級傳動 中的大齒輪都能浸入油池，且浸入的深度應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點 ３ .５ .１周轉(zhuǎn) 輪系的分類 輪系運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，稱該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。 周轉(zhuǎn)輪系的種類很多，常用的分類方法如下： １ . 按周轉(zhuǎn)輪系的自由度分類 １） 差動輪系 若周轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gòu)件的組成分類 １） 2KH 型周轉(zhuǎn)輪系 該輪系的特點是輪系中有 2 個中心輪。 ２） 3K 型周轉(zhuǎn)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(gòu)由 V 軸輸出。 ３ .５ .２ 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比 周轉(zhuǎn)輪系由回轉(zhuǎn)軸線固定的基本構(gòu)件太陽輪（中心輪）、行星架（系桿或轉(zhuǎn)臂）和回轉(zhuǎn)軸線不固定的其它構(gòu)件行星輪組成。由于有一個既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸線固定，同時不能讓基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸線發(fā)生變化。我們發(fā)現(xiàn)在周轉(zhuǎn)輪系中， 基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸線相同，而行星輪繞其自身軸線轉(zhuǎn)動，有隨系桿繞其回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，因此，只要想辦法讓系桿固定，就可將行星輪的回轉(zhuǎn)軸線固定，即把周轉(zhuǎn)輪系變?yōu)槎ㄝS輪系，這種方法稱為反轉(zhuǎn)法或轉(zhuǎn)化機構(gòu)法。 反轉(zhuǎn)原理：給周轉(zhuǎn)輪系施以附加的公共轉(zhuǎn)動 Hw? 后，不改變輪系中各構(gòu)件之間的相對運動， 但原輪系將轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化后所得的定軸輪系稱為原周轉(zhuǎn)輪系輪系的 “ 轉(zhuǎn)化輪系 ” 。 設(shè) 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(zhuǎn)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(zhuǎn)輪系就轉(zhuǎn)化為固定輪系，在轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件的角速度如下： １ . 轉(zhuǎn)化輪系的傳動比計算 由于轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化輪系傳動比公式的注意事項 １） 式（３ .３）只適用于轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化輪系首、末兩輪轉(zhuǎn)向相同，“－”號 表示首末兩輪轉(zhuǎn)向相反。因為此處的“ +”、“－”號不僅表明轉(zhuǎn)化輪系首末兩輪的轉(zhuǎn)向，還直接影響各構(gòu)件角速度之間的數(shù)值關(guān)系。 ３） 1w 、 kw 、 Hw 均為代數(shù)值，應(yīng)用式（３ .３）時要帶相應(yīng)的“ +”、“－”號，如轉(zhuǎn)向相同，用同號帶入，若轉(zhuǎn)向不同應(yīng)分別用“ +”、“－”號代入。 在已知周轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向），就可按式（３ .３）確定第三個量并注意第三個構(gòu)件的轉(zhuǎn)向應(yīng)由計算結(jié)果的“ +”、“－”號來判斷。 由于行星輪系中有一個中心輪的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速 n k =0,故由（ 3）式可推導(dǎo)出 1 1 11kHH H ki i i? ? ? 由以上分析可知，周轉(zhuǎn)輪系中各個構(gòu)件的轉(zhuǎn)速的確定，輪系中兩構(gòu)件的傳動比，一 定要借助轉(zhuǎn)化輪系的傳動比求得。 ３ .５ .３ 行星輪系的設(shè)計要點 從傳動原理出發(fā)設(shè)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(yīng)考慮以下幾個因素：傳動比的要求、傳動的效率、外廓結(jié)構(gòu)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(yīng)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(gòu)，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(gòu)的效率一般總比正號機構(gòu)的效率高。正號機構(gòu)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(shè)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(zhuǎn)并實現(xiàn)預(yù)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(zhuǎn)軸線應(yīng)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(yīng)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(guān)系 13zzN k?? （３ .６） 式中： N 為正整數(shù) 即兩中心輪齒數(shù)之和應(yīng)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(yīng)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(fù) 合輪系的傳動比 輪系中包含有定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系或者含有一個或多個周轉(zhuǎn)輪系的齒輪傳動系統(tǒng)稱為復(fù)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(zhuǎn)輪系。 復(fù)合輪系中，由于包含有定軸輪系及多個周轉(zhuǎn)輪系，其傳動比不能應(yīng)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(zhuǎn)輪系。劃分輪系時應(yīng)先將每個基本周轉(zhuǎn)輪系劃分出來。根據(jù)周轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)一個周轉(zhuǎn)輪系，在逐一找出所有基本周轉(zhuǎn)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(guān)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(fù)合輪系運動方案的確定 復(fù)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