機械系統(tǒng)設計第5章_傳動系統(tǒng)設計

1、第五章第五章 傳動系統(tǒng)設計傳動系統(tǒng)設計 第一節(jié)第一節(jié) 傳動系統(tǒng)的功能和要求傳動系統(tǒng)的功能和要求 傳動系統(tǒng)是位于動力機與執(zhí)行傳動系統(tǒng)是位于動力機與執(zhí)行 機構機構(或執(zhí)行構件或執(zhí)行構件)之間的中間裝置，之間的中間裝置， 它的作用是它的作用是將動力機的運動和動力將動力機的運動和動力 傳遞給執(zhí)行機構傳遞給執(zhí)行機構(執(zhí)行構件執(zhí)行構件)。 7 6 54 3 2 1 D V 圖圖5-1 起重機的機構運動簡圖起重機的機構運動簡圖 1-減速器減速器 2-制動器制動器 3-電動機電動機 4-聯(lián)軸器聯(lián)軸器 5-卷筒卷筒 6-鋼絲繩鋼絲繩 7-吊鉤吊鉤 圖圖5-1所示的起重機中，電動所示的起重機中，電動 機機3為動力

2、機；卷筒為動力機；卷筒5、鋼絲繩、鋼絲繩6和和 吊鉤吊鉤7為執(zhí)行機構；而為執(zhí)行機構；而制動器制動器2、減、減 速器速器1及聯(lián)軸器及聯(lián)軸器4組成了傳動系統(tǒng)，組成了傳動系統(tǒng)， 它的功能是將電動機它的功能是將電動機3 3輸出的回轉(zhuǎn)輸出的回轉(zhuǎn) 運動和轉(zhuǎn)矩改變后傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)運動和轉(zhuǎn)矩改變后傳遞給執(zhí)行系統(tǒng) 的卷筒的卷筒5 5。 傳動系統(tǒng)是由運動鏈及相應的聯(lián)系裝置組成的。傳動系統(tǒng)是由運動鏈及相應的聯(lián)系裝置組成的。前述起重機的傳動系統(tǒng)前述起重機的傳動系統(tǒng) 是由兩級齒輪傳動及聯(lián)系裝置是由兩級齒輪傳動及聯(lián)系裝置制動器、聯(lián)軸器組成。制動器、聯(lián)軸器組成。 一、傳動系統(tǒng)的功能一、傳動系統(tǒng)的功能 1、改變動力機輸出的運

3、動形式或轉(zhuǎn)速，以滿足執(zhí)行系統(tǒng)的要求。、改變動力機輸出的運動形式或轉(zhuǎn)速，以滿足執(zhí)行系統(tǒng)的要求。 動力機輸出的一般是等速連續(xù)的回轉(zhuǎn)運動，而執(zhí)行系統(tǒng)的運動形式是多動力機輸出的一般是等速連續(xù)的回轉(zhuǎn)運動，而執(zhí)行系統(tǒng)的運動形式是多 種多樣的，有回轉(zhuǎn)運動和直線運動，連續(xù)運動和間歇運動。當兩者的運動形種多樣的，有回轉(zhuǎn)運動和直線運動，連續(xù)運動和間歇運動。當兩者的運動形 式不相同時，要求傳動系統(tǒng)能式不相同時，要求傳動系統(tǒng)能改變動力機輸出的運動形式改變動力機輸出的運動形式，以滿足執(zhí)行機構，以滿足執(zhí)行機構 的要求。當兩者運動形式相同時，還有轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩是否相同的問題，這就要的要求。當兩者運動形式相同時，還有轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩是

4、否相同的問題，這就要 求傳動系統(tǒng)起求傳動系統(tǒng)起減速增矩或增速減矩減速增矩或增速減矩的作用。的作用。 2、調(diào)節(jié)動力機輸出的速度、轉(zhuǎn)矩或力，以滿足執(zhí)行機構的要求。、調(diào)節(jié)動力機輸出的速度、轉(zhuǎn)矩或力，以滿足執(zhí)行機構的要求。 執(zhí)行系統(tǒng)有時要求在不同的速度、轉(zhuǎn)矩或力下工作，直接改變動力機的執(zhí)行系統(tǒng)有時要求在不同的速度、轉(zhuǎn)矩或力下工作，直接改變動力機的 速度、轉(zhuǎn)矩或力不可能或不經(jīng)濟，就要用傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)這一要求。速度、轉(zhuǎn)矩或力不可能或不經(jīng)濟，就要用傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)這一要求。 傳動系統(tǒng)是機械系統(tǒng)的重要組成部分，傳動系統(tǒng)的優(yōu)劣將直接影響傳動系統(tǒng)是機械系統(tǒng)的重要組成部分，傳動系統(tǒng)的優(yōu)劣將直接影響 到機械系統(tǒng)的性能和

5、經(jīng)濟性。到機械系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟性。有一些機器的動力機與執(zhí)行機構直接聯(lián)接，有一些機器的動力機與執(zhí)行機構直接聯(lián)接， 如風扇、水泵等。但大多數(shù)機器，在動力機與執(zhí)行機構間設有傳動系統(tǒng)。如風扇、水泵等。但大多數(shù)機器，在動力機與執(zhí)行機構間設有傳動系統(tǒng)。 3、分配動力機輸出的運動和動力，以滿足執(zhí)行系統(tǒng)的要求。、分配動力機輸出的運動和動力，以滿足執(zhí)行系統(tǒng)的要求。 有時要用一個動力機驅(qū)動若干個位置、運動形式或速度不相同的執(zhí)行機有時要用一個動力機驅(qū)動若干個位置、運動形式或速度不相同的執(zhí)行機 構，要靠傳動系統(tǒng)把運動或動力分配到各執(zhí)行機構。構，要靠傳動系統(tǒng)把運動或動力分配到各執(zhí)行機構。 二、對傳動系統(tǒng)的要求二、對傳動

6、系統(tǒng)的要求 1)考慮動力機與執(zhí)行系統(tǒng)的匹配，使它們的機械特性相適應，并使考慮動力機與執(zhí)行系統(tǒng)的匹配，使它們的機械特性相適應，并使 兩者的工作點接近各自的最佳工況點且工作平穩(wěn)。兩者的工作點接近各自的最佳工況點且工作平穩(wěn)。 以起重機為例，動力機為三相交流異步電動機，它的固有機械特性如圖以起重機為例，動力機為三相交流異步電動機，它的固有機械特性如圖 a)所示。起重機具有恒轉(zhuǎn)矩的機械特性，如圖所示。起重機具有恒轉(zhuǎn)矩的機械特性，如圖b)所示。兩者匹配后，希望電所示。兩者匹配后，希望電 動機在動機在B點工作，即在固有機械特性的點工作，即在固有機械特性的HB段接近額定點段接近額定點B處工作，而起重處工作，而

7、起重 機卷筒上的轉(zhuǎn)矩為機卷筒上的轉(zhuǎn)矩為MW，轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)速為nW，在，在W點工作。點工作。 a） n M nW MWMZ W b） 要實現(xiàn)上述要求，就要靠傳動系統(tǒng)。要實現(xiàn)上述要求，就要靠傳動系統(tǒng)。 nW MB ,因此采用傳動系統(tǒng)使動力機與執(zhí)行機構匹配因此采用傳動系統(tǒng)使動力機與執(zhí)行機構匹配.必必 須有一個傳動比須有一個傳動比. 式中：式中： 是電動機輸出軸的角加速度。是電動機輸出軸的角加速度。 dZtot dw MMJ dt dt dw 2)滿足執(zhí)行機構在滿足執(zhí)行機構在起動、制動、調(diào)速、反向和空載起動、制動、調(diào)速、反向和空載等方面的要求。等方面的要求。 起動力矩一般大于正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的力矩。如起重機

8、，起動力矩除要克服提起動力矩一般大于正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的力矩。如起重機，起動力矩除要克服提 升重物的阻力矩外，還應使重物及一切運動構件產(chǎn)生加速度。升重物的阻力矩外，還應使重物及一切運動構件產(chǎn)生加速度。 設機械系統(tǒng)折算到電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為設機械系統(tǒng)折算到電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為Jtot，起動力矩為，起動力矩為Md，正常，正常 運轉(zhuǎn)時折算到電動機軸上的阻力矩為運轉(zhuǎn)時折算到電動機軸上的阻力矩為MZ，則有：，則有： 異步電動機的起動力矩為異步電動機的起動力矩為Mst，Mst=stMN，式中的，式中的st為起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，為起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)， MN為額定轉(zhuǎn)矩，為額定轉(zhuǎn)矩，MN=9549PN/nN。 若若Mst

9、i2i3i4 1234 離合離合 狀態(tài)狀態(tài) M2、M3接合接合 M1、M4分離分離 M2、M4接合接合 M1、M3分離分離 M1、M3接合接合 M2、M4分離分離 M1、M4接合接合 M2、M3分離分離 變速變速 箱速箱速 比比 9 25 75 18 54 i 25. 3 48 52 18 54 i 82. 5 34 66 18 54 i 13.16 34 66 52 48 25 75 18 54 i 離合器變速機構可以克服滑移齒輪變速機構的缺點：如離合器變速機構可以克服滑移齒輪變速機構的缺點：如(1)(1)可實現(xiàn)在運轉(zhuǎn)可實現(xiàn)在運轉(zhuǎn) 中變速中變速( (采用摩擦離合器采用摩擦離合器) )；(2)

10、(2)變速過程中齒輪不用軸向移動，就可實現(xiàn)變速，變速過程中齒輪不用軸向移動，就可實現(xiàn)變速， 因此，可采用斜齒圓柱齒輪傳動，傳動平穩(wěn)；因此，可采用斜齒圓柱齒輪傳動，傳動平穩(wěn)；(3)(3)軸向尺寸較小軸向尺寸較小( (離合器摩擦離合器摩擦 片間隙大大小于齒輪寬度片間隙大大小于齒輪寬度) )。 但離合器變速機構中但離合器變速機構中各齒輪副處于常嚙合狀態(tài)各齒輪副處于常嚙合狀態(tài)，磨損較大，有空轉(zhuǎn)損失，磨損較大，有空轉(zhuǎn)損失， 傳動效率較低。傳動效率較低。 n1n2n34b，三，三 聯(lián)齒輪應保證聯(lián)齒輪應保證L7b； 采用圖采用圖5-32所示的寬式滑移齒輪，雙聯(lián)齒輪軸向尺寸應保證所示的寬式滑移齒輪，雙聯(lián)齒輪軸

11、向尺寸應保證L6b，三，三 聯(lián)齒輪應保證聯(lián)齒輪應保證L11b。 對于變速組內(nèi)各對轉(zhuǎn)動副的傳動比關系，可以用對于變速組內(nèi)各對轉(zhuǎn)動副的傳動比關系，可以用轉(zhuǎn)速圖轉(zhuǎn)速圖更形象、更形象、 更清晰地加以表示。更清晰地加以表示。 設有一兩軸三聯(lián)齒輪變速組，三聯(lián)齒輪在高速軸設有一兩軸三聯(lián)齒輪變速組，三聯(lián)齒輪在高速軸上，齒數(shù)分別為上，齒數(shù)分別為Z1、 Z2、Z3（Z1Z2Z5Z6）。）。 n0 Z2 Z1 Z3 Z5 Z6 Z4 該系統(tǒng)可實現(xiàn)該系統(tǒng)可實現(xiàn)3個傳動比個傳動比： 1 4 1 0 1 Z Z n n i 2 5 2 0 2 Z Z n n i 3 6 3 0 3 Z Z n n i 321 iii 若

12、假設若假設Z6=Z3 可輸出可輸出3個轉(zhuǎn)速個轉(zhuǎn)速： 則則i3=1， n3=n0 可畫出如下圖所示的變速裝置的轉(zhuǎn)速圖：可畫出如下圖所示的變速裝置的轉(zhuǎn)速圖： 1 0 1 i n n 2 0 2 i n n 3 0 3 i n n n1 n2 n3 n0 3 i 1 i 2 i n0 Z2 Z1 Z3 Z5 Z6 Z4 轉(zhuǎn)速圖可表示如下一些內(nèi)容：轉(zhuǎn)速圖可表示如下一些內(nèi)容： 距離相等的一組豎線表示變速組中各傳動軸。距離相等的一組豎線表示變速組中各傳動軸。 本變速組中只有兩根軸，因此有兩根豎線。左邊本變速組中只有兩根軸，因此有兩根豎線。左邊 的一根為主動軸的一根為主動軸，右邊的一根為從動軸，右邊的一根為

13、從動軸。、 順序按照從動力機到執(zhí)行機構的順序排列。順序按照從動力機到執(zhí)行機構的順序排列。 本變速組有本變速組有3個轉(zhuǎn)速，故有個轉(zhuǎn)速，故有3條水平線。從下到上的各線，轉(zhuǎn)速依次升高，條水平線。從下到上的各線，轉(zhuǎn)速依次升高， 越在下的線，轉(zhuǎn)速越低。越在下的線，轉(zhuǎn)速越低。 距離相等的一組橫線代表轉(zhuǎn)速線。距離相等的一組橫線代表轉(zhuǎn)速線。 主動軸主動軸與最高水平線的交點為與最高水平線的交點為n0，表示主動軸的轉(zhuǎn)速為，表示主動軸的轉(zhuǎn)速為n0 ；被動軸；被動軸 與與3根水平線的交點分別為根水平線的交點分別為n1、n2、n3(從下向上從下向上)，分別表示軸，分別表示軸有有3個轉(zhuǎn)速，個轉(zhuǎn)速， 且滿足且滿足n1n27

14、b，采，采 用寬式滑移齒輪，用寬式滑移齒輪，l 11b，其結果使軸的跨度較大，軸就可能出現(xiàn)了剛度和，其結果使軸的跨度較大，軸就可能出現(xiàn)了剛度和 強度不能滿足要求的問題。強度不能滿足要求的問題。 Z5 Z6 Z4 Z7 Z8 Z1 Z2 Z3 Z9 Z10 Z11 Z12 L7b(11b) l L7b(11b) 其對應的變速級數(shù)為：其對應的變速級數(shù)為：C=C1C2=33=9 圖圖5-35所示的折回傳動中，在兩根軸上各裝了所示的折回傳動中，在兩根軸上各裝了3個齒輪和一個離合器，個齒輪和一個離合器， 可實現(xiàn)可實現(xiàn)4個傳動比，若要加大變速級數(shù)，軸上裝的齒輪數(shù)和離合器數(shù)目還會個傳動比，若要加大變速級數(shù)，

15、軸上裝的齒輪數(shù)和離合器數(shù)目還會 增加，同樣會出現(xiàn)軸過長的問題。增加，同樣會出現(xiàn)軸過長的問題。 圖圖5-38所示的背輪機構傳動中，中間軸上有所示的背輪機構傳動中，中間軸上有6個齒輪，輸出軸上有個齒輪，輸出軸上有5個齒個齒 輪和輪和2個滑移套，其可實現(xiàn)個滑移套，其可實現(xiàn)5級變速。若想再增加變速級數(shù)，還要在軸上增加級變速。若想再增加變速級數(shù)，還要在軸上增加 齒輪和滑移套，也存在軸長度過大的問題。齒輪和滑移套，也存在軸長度過大的問題。 結論：結論：當變速級數(shù)當變速級數(shù)Z大于一定值時，就不能采用二軸變速傳動大于一定值時，就不能采用二軸變速傳動。 當要求變速級數(shù)多于當要求變速級數(shù)多于5級時，一般不采用二軸

16、變速傳動裝置，而將若干個級時，一般不采用二軸變速傳動裝置，而將若干個 二軸變速傳動裝置串聯(lián)起來，組成多軸變速傳動。二軸變速傳動裝置串聯(lián)起來，組成多軸變速傳動。 除通用金屬切削機床的變速級數(shù)較多外，其它各類機械的變速級數(shù)不超除通用金屬切削機床的變速級數(shù)較多外，其它各類機械的變速級數(shù)不超 過過6級，采用由級，采用由2個二軸變速傳動裝置組合成的三軸變速傳動裝置就可以解決個二軸變速傳動裝置組合成的三軸變速傳動裝置就可以解決 問題。問題。 以以6級變速傳動為例，介紹多軸變速傳動系統(tǒng)運動設計的方法。級變速傳動為例，介紹多軸變速傳動系統(tǒng)運動設計的方法。 組成多軸變速傳動的二軸變速傳動裝置的變速級數(shù)分別為組成

17、多軸變速傳動的二軸變速傳動裝置的變速級數(shù)分別為C1，C2， Cn，則多軸變速傳動裝置的變速級數(shù)為，則多軸變速傳動裝置的變速級數(shù)為C=C1C2.Cn。 實現(xiàn)實現(xiàn)6級變速傳動，可采用滑移齒輪變速機構。只需將一個級變速傳動，可采用滑移齒輪變速機構。只需將一個3聯(lián)滑移齒輪聯(lián)滑移齒輪 變速組和一個變速組和一個2聯(lián)滑移齒輪變速組串聯(lián)起來即可。聯(lián)滑移齒輪變速組串聯(lián)起來即可。 1、設計步驟、設計步驟 (1)(1)確定傳動順序確定傳動順序 如采用如采用2個二軸滑移齒輪變速傳動機構串聯(lián)來實現(xiàn)個二軸滑移齒輪變速傳動機構串聯(lián)來實現(xiàn)6級變速。這時有級變速。這時有 P137圖圖5-43所示的兩個方案。所示的兩個方案。 確

18、定確定3聯(lián)齒輪變速組和聯(lián)齒輪變速組和2聯(lián)齒輪變速組的順序。聯(lián)齒輪變速組的順序。 以以6級變速傳動為例，介紹多軸變速傳動系統(tǒng)運動設計的方法。級變速傳動為例，介紹多軸變速傳動系統(tǒng)運動設計的方法。 Z5 Z6 Z4 Z7 Z8 Z1 Z2 Z3 Z9 Z10 Z5= Z6 Z7= Z8 n0 方案方案1：3聯(lián)滑移齒輪放在輸入軸聯(lián)滑移齒輪放在輸入軸上，把上，把2聯(lián)滑移齒放在中間軸聯(lián)滑移齒放在中間軸上，上， 這種傳動順序叫：這種傳動順序叫：6=32傳動傳動(前面數(shù)字表示高速級移動齒輪數(shù)前面數(shù)字表示高速級移動齒輪數(shù)) 。 其中高速級：其中高速級：i1= ， i2=1 ， i3=1/ ，而低速級：，而低速級

19、： i1= 3， i2=1 9 10 1 2 Z Z Z Z i 9 10 5 6 Z Z Z Z i 9 10 3 4 Z Z Z Z i 7 8 1 2 Z Z Z Z i 7 8 5 6 Z Z Z Z i 7 8 3 4 Z Z Z Z i n0 n4 n3 n2 n1 n5 n6 i1 i2 i3 i1 i2 方案方案2：把把2聯(lián)滑移齒輪放在輸入軸聯(lián)滑移齒輪放在輸入軸上，把上，把3聯(lián)滑移齒輪放在中間軸聯(lián)滑移齒輪放在中間軸 上，這種傳動順序叫：上，這種傳動順序叫：6=23傳動傳動。 Z5 Z6 Z4 Z7 Z8 Z1 Z2 Z3 Z9 Z10 Z1= Z2 Z9= Z10 n0 其中高

20、速級：其中高速級：i1= 3 ，i2=1 ，而低速級：，而低速級： i1= ， i2=1 ， i3=1 / n4 n3 n2 n1 n5 n6 i1 i2 i3 i1 i2 5 6 3 4 Z Z Z Z i 7 8 3 4 Z Z Z Z i 9 10 3 4 Z Z Z Z i 9 10 1 2 Z Z Z Z i 5 6 1 2 Z Z Z Z i 7 8 1 2 Z Z Z Z i 對于減速傳動，傳動順序應是對于減速傳動，傳動順序應是前多后少前多后少，這樣高速軸上的傳動件多，可，這樣高速軸上的傳動件多，可 以節(jié)約材料，減小變速箱尺寸，減輕重量。以節(jié)約材料，減小變速箱尺寸，減輕重量。 因

21、此，因此，“6=32”傳動順序優(yōu)于傳動順序優(yōu)于“6=23”傳動順序。傳動順序。 (2)(2)確定變速順序確定變速順序 基本變速組基本變速組 若變速組的若變速組的級比級比 a與輸出軸轉(zhuǎn)速系列的公比與輸出軸轉(zhuǎn)速系列的公比相等，相等， 即即級比指數(shù)級比指數(shù)a=1，這，這 個變速組叫基本變速組。個變速組叫基本變速組。 例題例題5-1方案方案1中的中的3聯(lián)齒輪變速組的聯(lián)齒輪變速組的3個傳動比為：個傳動比為：i1= 3 ， i2= 2 ， i3= ，級比為，級比為 ，級比指數(shù)，級比指數(shù)a=1，它是基本變速組。方案，它是基本變速組。方案2： i1= 2 ， i2= ， i3= 1 ，圖，圖5-44中中軸和軸

22、和軸間軸間3聯(lián)齒輪變速組：聯(lián)齒輪變速組： i1= ， i2= 1 ， i3= 1/ ，它們也是基本變速組。，它們也是基本變速組。 確定確定基本變速組基本變速組和和擴大變速組擴大變速組的排列順序。的排列順序。 在變速組中相鄰兩級傳動比的比值稱為在變速組中相鄰兩級傳動比的比值稱為級比級比，級比以，級比以 a表示。其中表示。其中為為 輸出軸轉(zhuǎn)速系列的公比，輸出軸轉(zhuǎn)速系列的公比， a為為級比指數(shù)級比指數(shù)。按照。按照 a 的不同，變速組可以分為：的不同，變速組可以分為： 基本變速組和擴大變速組。基本變速組和擴大變速組。 擴大變速組擴大變速組 若若變速組的級比指數(shù)變速組的級比指數(shù)a等于基本變速組的傳動副數(shù)

23、等于基本變速組的傳動副數(shù)，這個變速組叫，這個變速組叫擴大變擴大變 速組速組。 圖圖5-44中，雙聯(lián)齒輪變速組傳動比：中，雙聯(lián)齒輪變速組傳動比： i1= 3，i2=1 ，級比為，級比為 3 ，級比，級比 指數(shù)指數(shù)a=3，等于三聯(lián)齒輪變速組基本變速組的傳動副數(shù)，等于三聯(lián)齒輪變速組基本變速組的傳動副數(shù)3，這個雙聯(lián)齒輪變速，這個雙聯(lián)齒輪變速 組叫擴大變速組。組叫擴大變速組。 如如P137圖圖5-44，由圖可看出這個變速機構由兩個變速組組成，高速級為，由圖可看出這個變速機構由兩個變速組組成，高速級為3 聯(lián)齒輪變速組，低速級為聯(lián)齒輪變速組，低速級為2聯(lián)齒輪變速級。聯(lián)齒輪變速級。 為使輸出軸的為使輸出軸的6

24、個轉(zhuǎn)速個轉(zhuǎn)速n1、n2、n3、n4、n5、n6排列成等比級數(shù)數(shù)列，三排列成等比級數(shù)數(shù)列，三 軸變速傳動應由一個基本變速組和一個擴大變速組組成。軸變速傳動應由一個基本變速組和一個擴大變速組組成。 n4 n3 n2 n1 n5 n6 n0 i1 i2 i3 i1 i2 i1= i2= 1 i3= 1/ 級比為：級比為： 基本組基本組 i1= 3 i2=1 級比為：級比為： 3 擴大組擴大組 代號：代號：6=3123 圖圖5-44速度圖所示的變速組傳動比分配規(guī)律表示結構式：速度圖所示的變速組傳動比分配規(guī)律表示結構式： 6=3123 6表示可實現(xiàn)表示可實現(xiàn)6個速比；個速比； 31表示級比為表示級比為的

25、的3聯(lián)齒輪變速組在高速級，它是基本組。寫在前面表聯(lián)齒輪變速組在高速級，它是基本組。寫在前面表 示示3聯(lián)滑移齒輪在高速軸聯(lián)滑移齒輪在高速軸上；上； 23表示級比為表示級比為 3的的2聯(lián)齒輪變速組在低速級，它是擴大組。寫在后面表聯(lián)齒輪變速組在低速級，它是擴大組。寫在后面表 示示2聯(lián)滑移齒輪裝在中間軸聯(lián)滑移齒輪裝在中間軸上；上； 下標下標1、3分別表示相應的級比指數(shù)。分別表示相應的級比指數(shù)。 式中：式中： i1= ， i2= 1 ， i3= 1/ 基本組：基本組： 級比為：級比為： 非擴大組：非擴大組： i1= 3， i2=1/ 級比為：級比為： 4 代號：代號：6=3124 i1 i2 i3 i1

26、 i2 n4 n3 n2 n1 n5 n6 若變速機構中若變速機構中 3聯(lián)齒輪變速組傳動比：聯(lián)齒輪變速組傳動比：i1= ， i2= 1 ， i3= 1/ ，級比為，級比為 ； 2聯(lián)齒輪變速組傳動比：聯(lián)齒輪變速組傳動比：i1= 3， i2=1/ ，級比為，級比為 4 ，它不是擴大變，它不是擴大變 速組速組非擴大組非擴大組。 由這樣兩個變速組組成的機構，當輸出由這樣兩個變速組組成的機構，當輸出 的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速n1、n2、n3、n4、n5、n6按照等比級按照等比級 數(shù)排列時，數(shù)排列時， n3與與n4之間出現(xiàn)空擋之間出現(xiàn)空擋 。有時這有時這 種機構輸出的轉(zhuǎn)速還會出現(xiàn)重復。種機構輸出的轉(zhuǎn)速還會出現(xiàn)重復。

27、結論：結論：為了避免空檔和重復轉(zhuǎn)速的出現(xiàn)，三軸變速傳動應由一個基本變?yōu)榱吮苊饪諜n和重復轉(zhuǎn)速的出現(xiàn)，三軸變速傳動應由一個基本變 速組和一個擴大變速組組成速組和一個擴大變速組組成。 在采用基本組與擴大組組合實現(xiàn)在采用基本組與擴大組組合實現(xiàn)6級變速時，傳動系統(tǒng)的傳動順序和變級變速時，傳動系統(tǒng)的傳動順序和變 速順序有如下速順序有如下4種結構方案：種結構方案： 6=3123 6=3221 基本組基本組+擴大組擴大組 擴大組擴大組+基本組基本組 6=2132 6=2331擴大組擴大組+基本組基本組 基本組基本組+擴大組擴大組 方案中方案中3聯(lián)齒輪變速組在高速級，聯(lián)齒輪變速組在高速級， 2聯(lián)齒輪變速組在低速

28、級；聯(lián)齒輪變速組在低速級； 方案中方案中 2聯(lián)齒輪變速組在高速級，聯(lián)齒輪變速組在高速級， 3聯(lián)齒輪變速組在低速級。聯(lián)齒輪變速組在低速級。 4種結構方案的轉(zhuǎn)速圖可見種結構方案的轉(zhuǎn)速圖可見P138圖圖5-46。 n6 n5 n4 n3 n2 n1 a) 6=3123 n0 6=3221 b) n6 n5 n4 n3 n2 n1 n0 6=31236=3221基本組基本組+擴大組擴大組擴大組擴大組+基本組基本組 c) 6=2132 n6 n5 n4 n3 n2 n1 n0 6=2331 d) n6 n5 n4 n3 n2 n1 n0 6=21326=2331擴大組擴大組+基本組基本組基本組基本組+擴

29、大組擴大組 結論：結論：4個方案中，個方案中，a)方案：方案：6=3123最好最好。 對上述對上述4個方案從兩方面作對比：個方案從兩方面作對比： 3聯(lián)齒輪變速組放在高速處比聯(lián)齒輪變速組放在高速處比2聯(lián)齒輪放在高速處好。可看出聯(lián)齒輪放在高速處好?？煽闯鯽)好于好于c)。 中間軸中間軸(軸軸)的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之差較小為好。的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之差較小為好。 為什么中間軸為什么中間軸(軸軸) )上最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之差應較小呢？上最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之差應較小呢？ 一個傳動零件在多種轉(zhuǎn)速下運行，傳遞的功率不變時，一個傳動零件在多種轉(zhuǎn)速下運行，傳遞的功率不變時，應按在最低轉(zhuǎn)速應按在最低轉(zhuǎn)速 下運行，

30、進行強度和剛度校核下運行，進行強度和剛度校核，因為這時零件受力最大；但，因為這時零件受力最大；但應按最高轉(zhuǎn)速下應按最高轉(zhuǎn)速下 運行來確定零件的精度運行來確定零件的精度，因為這時零件的精度要求最高。為此希望變速組中，因為這時零件的精度要求最高。為此希望變速組中 各軸的最高和最低轉(zhuǎn)速相差不要太大。各軸的最高和最低轉(zhuǎn)速相差不要太大。 可看出基本組放在高速處，擴大組放在低速處較好。即：可看出基本組放在高速處，擴大組放在低速處較好。即：a)好于好于b)，c) 好于好于d)； (3)(3)確定各變速組的傳動比確定各變速組的傳動比 對于傳動順序和變速順序相同的變速組結構形式，還可選擇不同的傳動對于傳動順序和

31、變速順序相同的變速組結構形式，還可選擇不同的傳動 比。以比。以6=3123結構型式為例，可以有下面結構型式為例，可以有下面4種不同的轉(zhuǎn)速圖方案。種不同的轉(zhuǎn)速圖方案。 n6 n5 n4 n3 n2 n1 方案方案1 n0 i1= 2 ， i2= ， i3= 1基本組：基本組： 擴大組：擴大組： i1= 3， ， i2=1 i1= 3 ， i2= 2 ， i3= 基本組：基本組： 擴大組：擴大組： i1= 2， i2= 1/ n0 n6 n5 n4 n3 n2 n1 方案方案2 方案方案4 n0 n6 n5 n4 n3 n2 n1 方案方案3 n0 n6 n5 n4 n1 n3 n2 i1= 2

32、， i2= 1 ， i3= 1 / 基本組：基本組： 擴大組：擴大組： i1= 3， ， i2=1 i1= 3 ， i2= 2 ， i3= 基本組：基本組： 擴大組：擴大組： i1= ， i2= 1/ 2 方案方案1與方案與方案2結果相同；方案結果相同；方案3與方案與方案4結果相同。但它們的各級速比不結果相同。但它們的各級速比不 同，在確定各級傳動比時，應遵循如下同，在確定各級傳動比時，應遵循如下3條原則：條原則： 各傳動副的傳動比不應超過極限傳動比：各傳動副的傳動比不應超過極限傳動比： )(4 max 減速i )( 5 . 2 1 2 1 ( min 增速i 方案方案1與方案與方案2結果相同

33、；方案結果相同；方案3與方案與方案4結果相同。但它們的各級速比不結果相同。但它們的各級速比不 同，在確定各級傳動比時，應遵循如下同，在確定各級傳動比時，應遵循如下3條原則：條原則： 盡量提高中間軸的最低轉(zhuǎn)速。為此，對于降速傳動，使盡量提高中間軸的最低轉(zhuǎn)速。為此，對于降速傳動，使i1i1（前小后（前小后 大）。大）。 按照按照“前小后大前小后大”的原則分配傳動比，可提高中間軸的原則分配傳動比，可提高中間軸的最低轉(zhuǎn)速。的最低轉(zhuǎn)速。 圖圖5-47a)， i1= ，i1= 3 ，滿足滿足“前小后大前小后大”的速比分配原則的速比分配原則，中間軸，中間軸 最低轉(zhuǎn)速為最低轉(zhuǎn)速為n4；而圖；而圖5-47b)，

34、 i1= 3 ，i1= ，不滿足，不滿足“前小后大前小后大”的速比分的速比分 配原則，中間軸的最低轉(zhuǎn)速為配原則，中間軸的最低轉(zhuǎn)速為n2，方案方案a)好于方案好于方案b)。 方案方案1中，中， i1= 2 ， i1= 3 ， i1 i1，前大后小；，前大后?。?方案方案1中，中，n min =n4，方案 ，方案2中，中， n min =n3 。 。 n6 n5 n4 n3 n2 n1 方案方案1 n0n0 n6 n5 n4 n3 n2 n1 方案方案2 中間軸中間軸的最低轉(zhuǎn)速：的最低轉(zhuǎn)速： 因此，方案因此，方案2中間軸轉(zhuǎn)速較低；方案中間軸轉(zhuǎn)速較低；方案1從從軸到軸到軸不用增速，而方案軸不用增速，

35、而方案2從從 軸到軸到軸要增速，先減速后增速（增速會擴大傳動誤差），所以方案軸要增速，先減速后增速（增速會擴大傳動誤差），所以方案1好于好于 方案方案2。 因此，方案因此，方案3中中間軸轉(zhuǎn)速高于方案中中間軸轉(zhuǎn)速高于方案4。方案。方案3中，從中，從軸到軸到軸，經(jīng)擴軸，經(jīng)擴 大組不用增速，就可得到大組不用增速，就可得到6個按等比數(shù)列排列的個按等比數(shù)列排列的6個轉(zhuǎn)速。而方案個轉(zhuǎn)速。而方案4由于基本組由于基本組 速比太大，中間軸轉(zhuǎn)速太低，從速比太大，中間軸轉(zhuǎn)速太低，從軸到軸到軸要經(jīng)擴大組增速才能得到軸要經(jīng)擴大組增速才能得到6個按等個按等 比數(shù)列排列的轉(zhuǎn)速，這種先減速后增速的傳動方法，顯然不合理，所以方

36、案比數(shù)列排列的轉(zhuǎn)速，這種先減速后增速的傳動方法，顯然不合理，所以方案3 好于方案好于方案4。 方案方案4 n0 n6 n5 n4 n3 n2 n1 方案方案3 n0 n6 n5 n4 n1 n3 n2 方案方案3中，中，n min =n4，方案 ，方案4中，中， n min =n2 。 。 有利于減小噪聲有利于減小噪聲 分配傳動比時要避免有較大的升速傳動，升速傳動可使傳動誤差擴大，分配傳動比時要避免有較大的升速傳動，升速傳動可使傳動誤差擴大， 引起較大的嚙合沖擊和噪聲。如果在運動鏈的開始端就采用了較大的升速傳引起較大的嚙合沖擊和噪聲。如果在運動鏈的開始端就采用了較大的升速傳 動，則將使整個傳動

37、系統(tǒng)的噪聲增大。圖動，則將使整個傳動系統(tǒng)的噪聲增大。圖5-47b)方案，擴大組方案，擴大組(從從軸到軸到軸軸 的變速組，傳動比的變速組，傳動比i2= 1/ 2 ，是較大的升速傳動，采用這個方案不利于降低，是較大的升速傳動，采用這個方案不利于降低 噪聲噪聲)。方案。方案2也有這個問題。也有這個問題。 從以上從以上3點可看出：方案點可看出：方案3傳動比分配方案好于方案傳動比分配方案好于方案4；方案；方案1好于方案好于方案2。 對于多軸變速傳動機構進行運動設計時，還應注意以下兩個問題：對于多軸變速傳動機構進行運動設計時，還應注意以下兩個問題： (1) (1)應適當降低滑移齒輪的圓周速度。這樣有利于減

38、小變速時的沖擊，振應適當降低滑移齒輪的圓周速度。這樣有利于減小變速時的沖擊，振 動和噪聲。當輸入變速裝置的轉(zhuǎn)速較高時，可在變速傳動前設定傳動比的減動和噪聲。當輸入變速裝置的轉(zhuǎn)速較高時，可在變速傳動前設定傳動比的減 速傳動如速傳動如V V帶傳動。帶傳動。 (2) (2)滿足執(zhí)行系統(tǒng)對運動要求的前提下，應盡量縮短傳動系統(tǒng)的運動鏈。滿足執(zhí)行系統(tǒng)對運動要求的前提下，應盡量縮短傳動系統(tǒng)的運動鏈。 可減小傳動系統(tǒng)的零件，簡化結構；可減小傳動系統(tǒng)的零件，簡化結構； 可減小制造和安裝誤差的積累，提高傳動精度；可減小制造和安裝誤差的積累，提高傳動精度； 可減小傳動系統(tǒng)運動構件的慣性參數(shù)，改善傳動系統(tǒng)的力學性能；

39、可減小傳動系統(tǒng)運動構件的慣性參數(shù)，改善傳動系統(tǒng)的力學性能； 可減少運動副的數(shù)量，從而減小因運動副有間隙而產(chǎn)生的沖擊。可減少運動副的數(shù)量，從而減小因運動副有間隙而產(chǎn)生的沖擊。 對于要求輸入轉(zhuǎn)速較高而輸出轉(zhuǎn)速較低，即傳動比較大的減速傳動系統(tǒng)，對于要求輸入轉(zhuǎn)速較高而輸出轉(zhuǎn)速較低，即傳動比較大的減速傳動系統(tǒng)， 為減短運動鏈，應選擇可實現(xiàn)較大傳動比而運動鏈較短的定傳動比的減速裝為減短運動鏈，應選擇可實現(xiàn)較大傳動比而運動鏈較短的定傳動比的減速裝 置，如：行星齒輪傳動、擺線針輪傳動、諧波齒輪傳動。置，如：行星齒輪傳動、擺線針輪傳動、諧波齒輪傳動。 例例5-2已知某制管機所用電動機轉(zhuǎn)速已知某制管機所用電動機轉(zhuǎn)

40、速nm=1440r/min，執(zhí)行構件，執(zhí)行構件主軸轉(zhuǎn)主軸轉(zhuǎn) 速速nw=45250r/min，主軸應有，主軸應有6級轉(zhuǎn)速。試擬定該制管機的變速傳動運動設級轉(zhuǎn)速。試擬定該制管機的變速傳動運動設 計方案。計方案。 解：解： 已知條件：傳動系統(tǒng)輸入轉(zhuǎn)速已知條件：傳動系統(tǒng)輸入轉(zhuǎn)速nm=1440r/min，傳動系統(tǒng)輸出的最低轉(zhuǎn)速，傳動系統(tǒng)輸出的最低轉(zhuǎn)速 nmin=45r/min，輸出的最高轉(zhuǎn)速，輸出的最高轉(zhuǎn)速nmax=250r/min。 變速級數(shù)變速級數(shù)Z： Z =6： 減速級數(shù)減速級數(shù)Z：從傳動系統(tǒng)的輸入轉(zhuǎn)速從傳動系統(tǒng)的輸入轉(zhuǎn)速nm=1440r/min到輸出的最小轉(zhuǎn)速到輸出的最小轉(zhuǎn)速 nmin=45r/

41、min的減速級數(shù)的減速級數(shù)。 (1)確定變速組結構型式確定變速組結構型式 采用由采用由3聯(lián)齒輪變速組和聯(lián)齒輪變速組和2聯(lián)齒輪變速組組成的聯(lián)齒輪變速組組成的3軸變速機構來實現(xiàn)軸變速機構來實現(xiàn)6個輸個輸 出轉(zhuǎn)速。出轉(zhuǎn)速。3聯(lián)齒輪變速組放在高速級，為基本組；聯(lián)齒輪變速組放在高速級，為基本組；2聯(lián)齒輪變速組放在低速級，聯(lián)齒輪變速組放在低速級， 為擴大組。變速裝置的結構型式為：為擴大組。變速裝置的結構型式為：6=3123。 (2)確定運動鏈中，是否需要定傳動比的運動副確定運動鏈中，是否需要定傳動比的運動副 本例應屬于減速傳動系統(tǒng)，總減速比：本例應屬于減速傳動系統(tǒng)，總減速比： 32 45 1440 min

42、 0 n n i 不設置定傳動比傳動副，變速組可以實現(xiàn)的最大傳動比：不設置定傳動比傳動副，變速組可以實現(xiàn)的最大傳動比： 1644ii 總傳動比總傳動比i=32，使得變速組的最大傳動比，使得變速組的最大傳動比imax將大于將大于4，故必須設置定，故必須設置定 傳動比傳動副。傳動比傳動副。 在在電動機與變速箱間設置一級電動機與變速箱間設置一級V帶傳動帶傳動，在變速箱與執(zhí)行構件在變速箱與執(zhí)行構件主軸間主軸間 設置一級齒輪傳動設置一級齒輪傳動，它們都是定傳動比的減速裝置，傳動系統(tǒng)簡圖如下：，它們都是定傳動比的減速裝置，傳動系統(tǒng)簡圖如下： Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z1 Z3

43、Z2 V 帶帶 傳傳 動動 電動機電動機 定傳動比定傳動比 齒輪傳動齒輪傳動 變速箱變速箱 Z12 (3)擬定轉(zhuǎn)速圖擬定轉(zhuǎn)速圖 傳動系統(tǒng)由傳動系統(tǒng)由5根軸組成：根軸組成：軸軸電動機軸；電動機軸；軸軸變速箱輸入軸；變速箱輸入軸；軸軸 變速箱中間軸；變速箱中間軸；軸軸變速箱輸出軸；變速箱輸出軸；軸軸定傳動比齒輪傳動輸出軸。定傳動比齒輪傳動輸出軸。 計算變速箱的變速范圍計算變速箱的變速范圍 ： 56. 5 45 250 min max n n R 1 minmax Z nn 確定變速箱的公比確定變速箱的公比 1 Z R41. 156. 5 161 Z R由由 可得可得 查查P42，公比應選標準值。，

44、公比應選標準值。 1 0 min Z n n min 01 n n Z min 0 lglg) 1( n n Z 由由可得可得 所以所以 1 lg )/lg( min0 nn Z 從從n0=1440r/min按公比按公比 =1.41降到降到nmin=45r/min，傳動系統(tǒng)劃分的級數(shù)為：，傳動系統(tǒng)劃分的級數(shù)為： 111 41. 1lg lg 1 lg lg 45 1440 min 0 n n Z 可得各級轉(zhuǎn)速為：可得各級轉(zhuǎn)速為： 由由/ 1 ii nn 1234567891011 14401021724514364258183130926546 V帶傳動的速比：帶傳動的速比： 41. 1 d

45、i 98. 141. 1 22 1 i41. 1 2 i 1 3 i基本變速組的速比：基本變速組的速比： 80. 241. 1 33 1 i 1 2 i擴大變速組的速比：擴大變速組的速比： 定傳動比齒輪傳動速比：定傳動比齒輪傳動速比：)(95. 341. 1 4 32 111 / 11 1 44 i ii ii d Z chch 根據(jù)傳動比的計算結果，可以畫出設計方案的轉(zhuǎn)速圖：根據(jù)傳動比的計算結果，可以畫出設計方案的轉(zhuǎn)速圖： 183 130 92 65 46 1021 724 514 364 258 1440 id i1 i2 i3i2 i1 ich 由轉(zhuǎn)速圖看出可滿足設計要求。由轉(zhuǎn)速圖看出可

46、滿足設計要求。 執(zhí)行構件執(zhí)行構件主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速nw=45250r/min。 41. 1 d i 98. 141. 1 22 1 i 41. 1 2 i 1 3 i 80. 241. 1 33 1 i 1 2 i 44 1.413.95 ch i 2、齒輪齒數(shù)的確定、齒輪齒數(shù)的確定 由轉(zhuǎn)速圖可以確定各傳動副的傳動比。傳動比確定后，對于帶傳動就可由轉(zhuǎn)速圖可以確定各傳動副的傳動比。傳動比確定后，對于帶傳動就可 以確定帶輪基準直徑的比值，而齒輪傳動，則可以確定齒輪齒數(shù)的比值。下以確定帶輪基準直徑的比值，而齒輪傳動，則可以確定齒輪齒數(shù)的比值。下 面的問題是要由傳動比決定齒輪的齒數(shù)。面的問題是要由傳動比

47、決定齒輪的齒數(shù)。 對于變速齒輪傳動，從便于制造，減少刀具品種出發(fā)，同一變速組的對于變速齒輪傳動，從便于制造，減少刀具品種出發(fā)，同一變速組的 各齒輪副應采用相同的模數(shù)。各齒輪副應采用相同的模數(shù)。 從輪齒彎曲疲憊勞強度出發(fā)，由于齒輪的模數(shù)與齒輪的載荷從輪齒彎曲疲憊勞強度出發(fā)，由于齒輪的模數(shù)與齒輪的載荷傳遞的傳遞的 轉(zhuǎn)矩應相適應，同一變速組中各齒輪副的模數(shù)應不相等，轉(zhuǎn)速低的齒輪副傳轉(zhuǎn)矩應相適應，同一變速組中各齒輪副的模數(shù)應不相等，轉(zhuǎn)速低的齒輪副傳 遞的轉(zhuǎn)矩大，模數(shù)就應取大一些。遞的轉(zhuǎn)矩大，模數(shù)就應取大一些。 同時還應考慮到，在滿足齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度的前提同時還應考慮到，在滿足齒面接觸

48、疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度的前提 下，取較小的模數(shù)，較多的齒數(shù)，有利于增加傳動的重合度和平穩(wěn)性，有利下，取較小的模數(shù)，較多的齒數(shù)，有利于增加傳動的重合度和平穩(wěn)性，有利 于減少加工齒輪的切削量和提高制造經(jīng)濟性。即于減少加工齒輪的切削量和提高制造經(jīng)濟性。即應按小模數(shù)多齒數(shù)的原則進應按小模數(shù)多齒數(shù)的原則進 行選擇行選擇。 選擇齒數(shù)時要避免根切現(xiàn)象發(fā)生選擇齒數(shù)時要避免根切現(xiàn)象發(fā)生 。 齒輪齒數(shù)的確定原則：齒輪齒數(shù)的確定原則：P140 可分如下兩種情況決定變速組內(nèi)各齒輪的齒數(shù)：可分如下兩種情況決定變速組內(nèi)各齒輪的齒數(shù)： (1)變速組內(nèi)各齒輪副模數(shù)相等時齒數(shù)的決定變速組內(nèi)各齒輪副模數(shù)相等時齒數(shù)的決定 Z1

49、 Z4Z6 Z5 Z3 Z2 a 以如圖以如圖3聯(lián)齒輪變速組為例，聯(lián)齒輪變速組為例，3個齒輪副的中心距應相等。個齒輪副的中心距應相等。 如采用標準齒輪傳動，各齒輪副的齒數(shù)和以及相應的中心距應相等。如采用標準齒輪傳動，各齒輪副的齒數(shù)和以及相應的中心距應相等。 減速傳動時，應按最大傳動比減速傳動時，應按最大傳動比imax決定齒數(shù)和決定齒數(shù)和Z；增速傳動時，應按；增速傳動時，應按 最小傳動比最小傳動比imin決定齒數(shù)和決定齒數(shù)和Z 。 決定最小齒數(shù)時，應考慮不根切。決定最小齒數(shù)時，應考慮不根切。 n0 n6 n5 n4 n3 n2 n1 圖圖5-47b）所示的三聯(lián)齒輪變速組，若其）所示的三聯(lián)齒輪變速

50、組，若其 公比為公比為 =1.41 ，則，則 82. 241. 1 33 1 i 241. 1 22 2 i 41. 1 3 i 三個傳動比為：三個傳動比為： 此時決定齒數(shù)方法如下：此時決定齒數(shù)方法如下： 若取若取Zmin=20，則三個傳動比中，則三個傳動比中i1=2.82的被動齒輪的齒數(shù)最大，所以相應的被動齒輪的齒數(shù)最大，所以相應 的齒數(shù)和也最大。的齒數(shù)和也最大。 由由i1=2.82=56/20可得：可得： Z=56+20=76 P141表表5-8列出了傳動比列出了傳動比 i14.73，齒數(shù)和，齒數(shù)和 Z40120的各種常用傳動的各種常用傳動 比的適用齒數(shù)，從表中首先可得小齒輪齒數(shù)比的適用齒

51、數(shù)，從表中首先可得小齒輪齒數(shù)Z1 ，而，而Z2Z - Z1就是大齒輪的就是大齒輪的 齒數(shù)。齒數(shù)。 根據(jù)計算出的齒數(shù)和根據(jù)計算出的齒數(shù)和Z以及傳動比以及傳動比 i，采用，采用計算法計算法或或查表法查表法確定各對齒輪確定各對齒輪 副的齒數(shù)。副的齒數(shù)。 若若i允許有誤差，應驗算每一對傳動比的誤差不超過允許值。允許有誤差，應驗算每一對傳動比的誤差不超過允許值。 注意：注意： 若若i不許允有誤差，可用變位齒輪。不許允有誤差，可用變位齒輪。Z允許差允許差23個齒；個齒； 98. 141. 1 22 3 6 1 Z Z i41. 1 2 5 2 Z Z i1 1 4 3 Z Z i 21 3min ZZ 9

52、8. 1 1 i 比如有一三聯(lián)齒輪變速組，若比如有一三聯(lián)齒輪變速組，若 取取 如果變速機構的如果變速機構的3對齒輪用相同的模數(shù)，則應當按對齒輪用相同的模數(shù)，則應當按 決定齒數(shù)和。決定齒數(shù)和。 622198. 298. 298. 1 33331363 ZZZZiZZZZ 齒輪副齒輪副Z3、Z6的齒數(shù)：的齒數(shù)： 21 3 Z412162 36 ZZZ 952. 1 21 41 3 6 1 Z Z i 齒輪副齒輪副Z2、Z5的齒數(shù)：的齒數(shù)： 6241. 241. 1 22252252 ZZZZZiZZZ 26 41. 11 62 1 2 2 i Z Z 362662 25 ZZZ 385. 1 26

53、 36 2 5 2 Z Z i 齒輪副齒輪副Z1、Z4的齒數(shù)：的齒數(shù)： 622 11113141 ZZZZZiZZZ 31 11 62 1 3 1 i Z Z313162 14 ZZZ 4 3 1 31 1 31 Z i Z 由計算過程可看出，各級傳動比有一定的變化。由計算過程可看出，各級傳動比有一定的變化。 對對i2變化為：變化為： 如想得到更接近要求的如想得到更接近要求的傳動比，就要傳動比，就要采用變位齒輪傳動采用變位齒輪傳動，見例，見例53。 %39. 1 98. 1 952. 198. 1 %77. 1 41. 1 385. 141. 1 對對i1變化為：變化為： 如采用變位齒輪傳動，

54、各齒輪副的齒數(shù)和不一定嚴格相等，但要相近。如采用變位齒輪傳動，各齒輪副的齒數(shù)和不一定嚴格相等，但要相近。 決定齒數(shù)時，與前面不同的是：使最先決定齒數(shù)的齒輪副為標準齒輪傳決定齒數(shù)時，與前面不同的是：使最先決定齒數(shù)的齒輪副為標準齒輪傳 動，其它齒輪副的齒數(shù)和略小于標準齒輪傳動，以便進行正變位。（自學）動，其它齒輪副的齒數(shù)和略小于標準齒輪傳動，以便進行正變位。（自學） (2)變速組內(nèi)模數(shù)不同時齒數(shù)的確定變速組內(nèi)模數(shù)不同時齒數(shù)的確定 m1，Z7 m2，Z8 m1，Z9 m2，Z10 a 若同變速組內(nèi)各對齒數(shù)副采用不同的模數(shù)若同變速組內(nèi)各對齒數(shù)副采用不同的模數(shù)(不同轉(zhuǎn)速的齒輪副載荷不同，不同轉(zhuǎn)速的齒輪副

55、載荷不同， 載荷大的應選用較大的模數(shù)載荷大的應選用較大的模數(shù))，但它們的，但它們的中心距相等的原則是必須遵守的中心距相等的原則是必須遵守的，故，故 有如下關系：有如下關系： 1 1971 2 1 )( 2 1 ZmZZma 2 21082 2 1 )( 2 1 ZmZZma 式中：式中：Z7、Z9及及Z8、Z10分別是兩齒輪副的齒數(shù)；分別是兩齒輪副的齒數(shù)； Z1、Z2是兩齒輪副的是兩齒輪副的 齒數(shù)和。齒數(shù)和。 m1，Z7 m2，Z8 m1，Z9 m2，Z10 a 試算步驟：試算步驟： (1)確定變速組內(nèi)兩齒輪副的模數(shù)確定變速組內(nèi)兩齒輪副的模數(shù)m1和和m2； (2)選擇選擇K值；值； (3)計算

56、各齒輪副的齒數(shù)和計算各齒輪副的齒數(shù)和 Z1和和Z2 ； (4)按傳動比按傳動比i1、 i2分配齒數(shù)。分配齒數(shù)。具體作法可見制管機的例題。具體作法可見制管機的例題。 有時為獲得要求的有時為獲得要求的i，采用變位齒輪使，采用變位齒輪使a相等。相等。 這樣可推出：這樣可推出： 21 21 ZmZm 1 2 1 2 2 1 e e m m Z Z 2 1 keZ 1 2 keZ 令令 式中：式中：e1、e2為無公因數(shù)的整數(shù)，為無公因數(shù)的整數(shù)，K為整數(shù)。為整數(shù)。 利用上述式子計算確定齒數(shù)時，要經(jīng)過利用上述式子計算確定齒數(shù)時，要經(jīng)過n次試算才能最后確定。次試算才能最后確定。 結結 束束 ！ 3檢查齒輪與軸

57、是否干涉檢查齒輪與軸是否干涉 4計算轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速nca及其確定方法及其確定方法 自學自學 n0 n6 n5 n4 n3 n2 n1 圖圖5-47b）所示的三聯(lián)齒輪變速組，若其）所示的三聯(lián)齒輪變速組，若其 公比為公比為 =1.41 ，則，則 82. 241. 1 33 1 i 241. 1 22 2 i 41. 1 3 i 三個傳動比為：三個傳動比為： 用查表法確定各齒輪的齒數(shù)時，具體分為以下幾種情況：用查表法確定各齒輪的齒數(shù)時，具體分為以下幾種情況： Zmin=20 ，傳動比需保持準確，可以采用變位齒輪傳動。，傳動比需保持準確，可以采用變位齒輪傳動。 82. 2 1 i Z 由由和和Zmin決

58、定決定 由由 ， ，查，查P141表表5-81可得可得 。82. 2 max i 20 1 Z 76 Z 決定其它齒輪副的齒數(shù)決定其它齒輪副的齒數(shù) 由由 ，則，則 。 20 1 Z 562076 12 ZZZ 8 . 2 20 56 1 2 1 Z Z i 為此從為此從Z=76 向左看，當向左看，當Z =75時，可以實現(xiàn)傳動比時，可以實現(xiàn)傳動比i2=2。 25 3 Z 502575 34 ZZZ 0 . 2 25 50 3 4 2 Z Z i 5 . 0 2 7576 2 ZZ X 此時此時 由由P141表表5-8可知，若可知，若Z=76 ，無法實現(xiàn)，無法實現(xiàn)i2=2和和i3=1.41，所以采

59、用變位齒輪，所以采用變位齒輪 傳動。傳動。 31 5 Z 此時此時 65 793144ZZZ 42. 1 31 44 25 26 3 i 7675 0.5 22 ZZ X 當當Z =75時，由表 時，由表5-8看出可以實現(xiàn)看出可以實現(xiàn)i3=1.41。 由由imax =i1=2.82決定齒數(shù)和決定齒數(shù)和Z，而由而由Z - Z =76-75=1， Z - Z =76- 75=1（即讓（即讓Z減小減小13個齒）決定另外兩個齒輪副的齒數(shù)，是因為可對齒輪個齒）決定另外兩個齒輪副的齒數(shù)，是因為可對齒輪 副副Z3、 Z4 ，Z5 、 Z6進行正傳動變位，有利于改善傳動性能。進行正傳動變位，有利于改善傳動性能

60、。 傳動比需較準確，采用標準齒輪傳動，傳動比需較準確，采用標準齒輪傳動，Zmin沒有限制。沒有限制。 由由P141P142表表5-8可看出可采取下面一些方案：可看出可采取下面一些方案： 確定齒輪的齒數(shù)時，應考慮確定齒輪的齒數(shù)時，應考慮Z與各個傳動比與各個傳動比i1=2.82， i2=2和和i3=1.41 都有都有 相應的交點。相應的交點。 當當i1=2.82時，時，Z1=19；當；當i2=2時，時，Z3=24 ；當；當i3=1.41時，時，Z5=30 。 當當i1=2.82時，時，Z1=22；當；當i2=2時，時，Z3=28 ；當；當i3=1.41時，時，Z5=35 。 當當i1=2.82時，