轮系及减速器教学课件.ppt

第十八章 轮系及减速器  §18—1 概 述 在一般机器中，原动机多采用转速较高的单速电动机，而工作机构的运动要求则是多种多样的。因此，用一对齿轮传动已经不可能实现上述各种要求。在原动机和工作装置之间需要有由一系列齿轮组成的减速(或增速)、变速或差动装置。这种由一系列互相啮合的齿轮组成的传动系统称轮系。 二、周转轮系 组成轮系的某几个齿轮(至少一个)的 几何轴线在传动中绕另一齿轮的几何轴线 转动者，称为周转轮系。 图18-2a所示为 一典型的周转轮系。它是由机架、中心轮1 和3、行星轮2和行星架H所组成。在行星 架H的支承下，行星轮2既绕自身的几何轴 线转动(自转)，又绕行星架H的转动中心转 动(公转)。 为保证轮系能够传动，行星架H的转动轴线必须和中心轮的公共轴线重合。凡承受外扭矩，且转动轴线与公共轴线重合的构件称为周转轮系的基本构件。每个周转轮系均有三个基本构件。此周转轮系，因其基本构件是由两个中心轮(2k)及一个行星架H所组成，故该轮系统称为2k-H型周转轮系。 为使传动时惯性力得到平衡以及减轻轮齿上的啮合载荷，通常采用两个以上完全相同的行星轮(图18—2a所示为三个)，均匀地分布在中心轮的周围。因行星轮的个数对周转轮系的传动比没有影响，故在讨论各构件的运动关系时，机构简图中只需画出其中的一个行星轮，如图18—2b所示。 在周转轮系中，若两个中心轮都能转动，其机构自由度为2，这种轮系称为差动轮系；若有一个中心轮固定不动，那么其机构自由度为1，这种轮系称为行星轮系。当行星架H固定不动，则周转轮系演变为定轴轮系，如图18—2c所示。 三、混合轮系 如图18—3所示，在一些机器中，往往同时采用定轴轮系(1、2、2’及3)和周转轮系(齿轮4、5、6及行星架H)来满足传动的需要，这种轮系称为混合轮系。 §18—3 轮系传动比的计算 一、定轴轮系传动比的计算 例： 下图为定轴轮系，已知各轮齿数z，求传动比i15。 解：为了求齿轮1和齿轮5的传动比i15，可先求各对齿轮的传动比。由第十六章可知 推广：设轮1为起始主动轮，轮K为最末从动轮，则平面定轴轮系的传动比的一般公式为 : 上式表明： （1）．定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对齿轮传动比的连乘积。其数值等于所有从 动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比。 （2）．齿轮4在前一对齿轮传动中是从动轮，在后一对齿轮传动中是主动轮，所以在上式 中齿数Z4可以消去。轮系中，这种不影响传动比的大小，仅用来改变转动方向或增大传动中心距的齿轮，称为惰轮。 （3）．从动轮的转动方向的确定：对平面轮 系(即各轮轴线互相平行)，用(-1)m表示， m为轮系中外啮合齿轮的对数，其传动比为 正号时，表示主、从动轮的转向相同；传动 比为负号时，则主、从动轮转向相反。对空 间轮系(即由圆锥齿轮、蜗杆传动组成)，必 须用画箭头的方法来确定从动轮的转向。 【例18—1】 如图18—4所示为液压推进 架柱式煤电钻的传动系统。已知电动机3的 转速为，n1=2880r／min，各轮齿数分别为Z1=17，Z2=34，Z2’=17，Z3=56，Z4=21，Z6=43，Z5=Z7=Z8=32，Z9=48，煤钻杆主轴 的推进和后退由液压油缸2控制，试计算煤钻杆主轴的转速并确定其转向。 故煤钻杆主轴转速n9为 二、周转轮系传动比的计算 在周转轮系中，由于行星轮的运动不是绕固定轴线转动，故其传动比的计算不能直接用定轴轮系传动比的计算方法。但是，如果能保持周转轮系中各构件之间的相对运动不变，而又可使行星架变为固定不动，则周转轮系就化为一个假想的定轴轮系，可按定轴轮系传动比的计算方法处理周转轮系传动比的问题。这种方法称为相对运动法。 在图18—2a所示的周转轮系中，设齿轮1、2、 3及行星架H的绝对转速分别为n1、n2, n3及nH， 其转向如图所示。若给整个周转轮系附加一个与 行星架H转速大小相等、方向相反的公共转速(-nH)后，则各构件的相对运动不变而行星架H却静止不动了。此时，周转轮系即转化为定轴轮系。这一定轴轮系称为原周转轮系的转化机构。在 转化机构中，各构件的转速分别以n1H、n2H、n3H 和nHH表示，则转化前后各构件的转速见表18—1。 在转化机构中， n1H、n2H、n3H和nHH的上角标H表示各构件相对于行星架H的相对转速。 转化机构中任意两轮的传动比均可用定轴轮系传动比的计算方法求得。对于图18—2所示的周转轮系，其转化机构中的齿轮1对齿轮3的传动比i13H为 将上式