機(jī)械基礎(chǔ)第七章第五節(jié)教案：輪系05(世福版)

攀枝花市華森職業(yè)學(xué)校導(dǎo)學(xué)案首頁(yè)課程機(jī)械基礎(chǔ)班級(jí)15級(jí)加工制造升學(xué)1、2班任課教師闕建軍年月日第周課題或教材章節(jié)名稱第五節(jié)輪系和減速器總課時(shí)8教學(xué)目標(biāo)知識(shí)、能力目標(biāo)掌握輪系的分類和應(yīng)用、定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算、輪系各轉(zhuǎn)向的判定；了解減速器的類型、結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用理解帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)和減速器的布置順序。德育目標(biāo)學(xué)生的自我管理養(yǎng)成學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣教學(xué)重點(diǎn)輪系的分類和應(yīng)用;定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算;輪系各轉(zhuǎn)向的判定.教學(xué)難點(diǎn)定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算;輪系各轉(zhuǎn)向的判定.教具教法講授、互動(dòng)授課內(nèi)容及課時(shí)分配輪系的分類與應(yīng)用1.5課時(shí)定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算及轉(zhuǎn)向判定5課時(shí)減速器的應(yīng)用、類型、結(jié)構(gòu)1.5課時(shí)作業(yè)布置練習(xí)冊(cè)課后小結(jié)：教務(wù)科、師傅檢查記錄簽名：日期：攀枝花市華森職業(yè)學(xué)校導(dǎo)學(xué)案內(nèi)頁(yè)教學(xué)過程學(xué)生活動(dòng)和補(bǔ)充內(nèi)容第五節(jié)輪系和減速器輪系應(yīng)用舉例圓柱齒輪減速器鐘的齒輪系統(tǒng)大鐘的齒輪系統(tǒng)某發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)《閑置的機(jī)器》--《摩登時(shí)代》一、輪系的分類與應(yīng)用在上一節(jié)學(xué)習(xí)了由嚙合的一對(duì)齒輪組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，他是齒輪傳動(dòng)中最簡(jiǎn)單的形式輪系——由一系列（一對(duì)以上）相互嚙合的齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。齒輪機(jī)構(gòu)輪系傳動(dòng)比一般不大于5-7可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比輪系的功用：用于原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞。（一）輪系的類型1、定軸輪系每個(gè)齒輪的幾何軸線都是固定的.（1）平面定軸輪系：各齒輪在同一個(gè)平面或互相平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：均是由圓柱齒輪組成，各齒輪軸線平行。（2）空間定軸輪系：并不是所有的齒輪均在同一個(gè)平面或互相平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：其中至少包含一對(duì)蝸輪蝸桿或圓錐齒輪。空間定軸輪系2）周轉(zhuǎn)輪系若輪系中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線不固定，而繞其它齒輪的固定幾何軸線回轉(zhuǎn)，則稱為周轉(zhuǎn)輪系。周轉(zhuǎn)輪系是由中心輪、行星輪和行星架組成的。在行星輪系中，與行星輪相嚙合且軸線位置固定的齒輪稱為中心輪；通常將外齒中心輪稱為太陽(yáng)輪；內(nèi)齒中心輪稱為齒圈；齒輪同時(shí)與中心輪和齒圈相嚙合，其既做自轉(zhuǎn)又做公轉(zhuǎn)稱為行星輪；支持行星輪的構(gòu)件稱為行星架。周轉(zhuǎn)輪系分：行星輪系與差動(dòng)輪系兩種。3．混合輪系在輪系中，既有定軸輪系又有周轉(zhuǎn)輪系。第一課時(shí)（二）輪系的應(yīng)用特點(diǎn)1．可獲得很大的傳動(dòng)比2．可作較遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)3．可以方便地實(shí)現(xiàn)變速和換向要求4．可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解1．可獲得很大的傳動(dòng)比一對(duì)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比不能過大（一般i12=3~5，imax≤8），而采用輪系傳動(dòng)可以獲得很大的傳動(dòng)比，以滿足低速工作的要求。2．可作較遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)兩軸中心距較大時(shí)，如用一對(duì)齒輪傳動(dòng)，則兩齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸必然很大，導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)龐大。3．可以方便地實(shí)現(xiàn)變速和變向要求滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)在主軸轉(zhuǎn)向不變的條件下，可以改變從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向。車床走刀絲杠三星輪換向機(jī)構(gòu)利用中間輪變向機(jī)構(gòu)利用中間輪變向機(jī)構(gòu)4．可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解采用行星輪系，可以將兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)合成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒁粋€(gè)運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)。如：汽車后橋的差速器二、定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算及轉(zhuǎn)向判定（一）定軸輪系的圖示畫法（補(bǔ)充）1，圓柱齒輪嚙合－外嚙合轉(zhuǎn)向用畫箭頭的方法表示，主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反時(shí)，兩箭頭指向相反。2，圓柱齒輪嚙合－內(nèi)嚙合主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相同時(shí)，兩箭頭指向相同。3，錐齒輪嚙合傳動(dòng)兩箭頭指向或相背嚙合點(diǎn)。4，蝸桿蝸輪嚙合傳動(dòng)第二課時(shí)（二）定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算輪系的傳動(dòng)比：輪系中輸入軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）與輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比，即：i1k=n1/nk式中：下標(biāo)1和k分別表示輸入和輸出輪；同時(shí)，輪系的傳動(dòng)比也等于各對(duì)嚙合齒輪齒數(shù)之比的乘積。由圖可見，主動(dòng)輪1到從動(dòng)輪5之間的傳動(dòng)，是通過一對(duì)對(duì)齒輪依次嚙合來實(shí)現(xiàn)的。首先求出該輪系中各對(duì)嚙合齒輪傳動(dòng)比的大?。憾ㄝS輪系的傳動(dòng)比：等于各對(duì)嚙合齒輪傳動(dòng)比的連乘積；其大小等于各對(duì)嚙合齒輪中所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積與所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積之比。上式“－”表示？輪系的傳動(dòng)比等于首輪與末輪的轉(zhuǎn)速之比，也等于輪系中所有從動(dòng)齒輪齒數(shù)的連乘積與所有主動(dòng)齒輪齒數(shù)的連乘積之比。=各級(jí)傳動(dòng)比的連乘積傳動(dòng)路線(補(bǔ)充）【例1】分析如圖所示輪系傳動(dòng)路線。例2：已知各齒輪的齒數(shù)，Z1=20，Z2=36，Z2′=24，Z3=40，Z3′=36，Z4=24，Z4′=18，Z5=54，求輪系的傳動(dòng)比。解：i15=Z2·Z3·Z4·Z5/Z1·Z2′·Z3′·Z4′=36·40·24·54/20·24·36·18=6答：該輪系的速比為6.例3：已知各齒輪的齒數(shù)，Z1=1,Z2=48,Z3=24,Z4=36,Z5=18,Z6=25,Z7=15,Z8=21,求輪系的傳動(dòng)比。解：i18=Z2·Z4·Z6·Z8/Z1·Z3·Z5·Z7=48·36·25·21/1·24·18·15=140第三課時(shí)（三）、定軸輪系中各輪轉(zhuǎn)向的判斷當(dāng)首輪（或末輪）的轉(zhuǎn)向?yàn)橐阎獣r(shí)，其末輪（或首輪）的轉(zhuǎn)向也就確定了。1，平面定軸輪系平面定軸輪系：各齒輪在同一個(gè)平面或互相平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：均是由圓柱齒輪組成，各齒輪軸線平行。式中，m為輪系中外嚙合次數(shù)。結(jié)果用“+”、“-”號(hào)表示方向，“+”表示與首輪轉(zhuǎn)向相同，“-”號(hào)表示與首輪轉(zhuǎn)向相反。也可用畫箭頭的方法確定主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系；若齒輪的嚙合對(duì)數(shù)是偶數(shù)，則首輪與末輪的轉(zhuǎn)向相同；若為奇數(shù)，則轉(zhuǎn)向相反。對(duì)于圓柱齒輪組成的定軸輪系，外嚙合轉(zhuǎn)向相反，傳動(dòng)比取負(fù)號(hào)，內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)向相同，取正號(hào)?！纠?】如圖所示輪系，已知各齒輪齒數(shù)及n1轉(zhuǎn)向，求i19和判定n9轉(zhuǎn)向?！纠?】已知z1=24，z2=27，z3=20，z4=60，z5=20，z6=20，z7=32，齒輪1為主動(dòng)件。分析該機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)路線；求傳動(dòng)比i17；若齒輪1轉(zhuǎn)向已知，試判定齒輪7的轉(zhuǎn)向。解：i17=Z2·Z4·Z6·Z7/Z1·Z3·Z5·Z6=27·60·20·32/24·20·20·20=5.4答：傳動(dòng)比i17為5.4，轉(zhuǎn)向如圖示。2、空間定軸輪系第四課時(shí)輪系中含有圓錐齒輪、蝸輪蝸桿、齒輪齒條，只能用畫直箭頭的方法表示。用“＋”“－”表示×例6：已知各齒輪的齒數(shù)，求輪系的傳動(dòng)比和方向。方向的判斷：箭頭法(四）、惰輪的應(yīng)用（過橋齒輪）在輪系中既是從動(dòng)輪又是主動(dòng)輪，對(duì)總傳動(dòng)比毫無(wú)影響，但卻起到了改變齒輪副中從動(dòng)輪回轉(zhuǎn)方向的作用，像這樣的齒輪稱為惰輪。惰輪不影響傳動(dòng)比，但是每增加一個(gè)惰輪改變一次轉(zhuǎn)向。惰輪常用于傳動(dòng)距離稍遠(yuǎn)和需要改變轉(zhuǎn)向的場(chǎng)合。第五課時(shí)（五）定軸輪系中任意從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速計(jì)算1、任意從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速計(jì)算i1k=n1/nk=Z2Z4Z6···Zk/Z1Z3Z5···Zk-1（不考慮齒輪旋轉(zhuǎn)方向）nk=n1/i1k=n1Z1Z3Z5···Zk-1/Z2Z4Z6···Zk例7:已知Z1=16,Z2=32,Z2′=20,Z3=40,Z3′=2(右)，Z4=40,若n1=800r/min,求蝸輪的轉(zhuǎn)速n4及各輪的轉(zhuǎn)向。解:（1）求輪系傳動(dòng)比i14=Z2·Z3·Z4/Z1·Z2′·Z3′=32·40·40/16·20·2=80(2)求蝸輪轉(zhuǎn)速N4=n1/i14=800/80=10r/min(3)各輪方向:如圖畫箭頭【例8】已知：z1=26，z2=51，z3=42，z4=29，z5=49，z6=36，z7=56，z8=43，z9=30，z10=90，軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速nI=200r/min。試求當(dāng)軸Ⅲ上的三聯(lián)齒輪分別與軸Ⅱ上的三個(gè)齒輪嚙合時(shí)，軸Ⅳ的三種轉(zhuǎn)速。(暫時(shí)不講）2、輪系末端是螺旋傳動(dòng)的計(jì)算V=nkPhv——螺母（螺桿）的移動(dòng)速度，mm/minnk——末輪的轉(zhuǎn)速，r/min;Ph——螺桿的導(dǎo)程，mm；【例9】z1=28，z2=56，z3=38，z4=57，絲桿為Tr50×3。當(dāng)手輪回轉(zhuǎn)速度n1=50r/min，回轉(zhuǎn)方向如圖所示，試計(jì)算砂輪架移動(dòng)速度，并判斷砂輪架移動(dòng)方向。第六課時(shí)3、輪系末端是齒條傳動(dòng)的計(jì)算V=nkπmzL=πmz/i1kv——齒條的移動(dòng)速度，mm/min;mz——末輪的齒數(shù)、模數(shù)；nk——末輪的轉(zhuǎn)速，r/min;L——輸入軸I每回轉(zhuǎn)一周，齒條的移動(dòng)距離，mm.4、輪系末端是鼓輪時(shí)傳動(dòng)的計(jì)算V=nkπdv——鼓輪的線速度，mm/min;nk——末輪的轉(zhuǎn)速，r/min;d——末齒輪的分度圓直徑；例10:求i15和提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,若鼓輪的外徑d=500mm,手柄轉(zhuǎn)速100r/min,試計(jì)算重物的提升速度。解:i15=z2z3z4z5/z1z2′z3′z4′=50·30·40·52/20·15·1·18=577.8V=n1πd/i15=100·3.14·500/577.8=271.7mm/min答：i15=577.8；手柄轉(zhuǎn)向如圖；重物的提升速度為271.7mm/min.三、減速器的應(yīng)用、類型、結(jié)構(gòu)（一），減速器的應(yīng)用及類型減速器：由封閉在剛性箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)或蝸輪蝸桿傳動(dòng)組成，具有固定傳動(dòng)比的獨(dú)立部件。它安置在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間作為減速之用。依據(jù)齒輪軸線相對(duì)于機(jī)體的位置固定與否，減速器可分為定軸齒輪減速器和行星齒輪減速器。特點(diǎn)是效率及可靠性高，工作壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，應(yīng)用范圍很廣。減速器已作為一獨(dú)立部件，由專業(yè)工廠成批生產(chǎn)，已經(jīng)系列化。1、圓柱齒輪減速器按其齒輪傳動(dòng)的級(jí)數(shù)分為單級(jí)、兩級(jí)、三級(jí)減速器。（1）、單級(jí)圓柱齒輪減速器(2)、兩級(jí)圓柱齒輪減速器兩級(jí)和兩級(jí)以上減速器的傳動(dòng)布置形式有展開式、分流式、和同軸式三種。第七課時(shí)2、圓錐齒輪減速器用于輸入軸與輸出軸相交的傳動(dòng)。傳動(dòng)比：1~53、蝸桿減速器分為蝸桿上置式和蝸桿下置式，一般采用蝸桿下置式。（二）各種減速器的外形及結(jié)構(gòu)圓柱齒輪減速器蝸桿減速器蝸桿—錐齒輪減速器（三）減速器維護(hù)保養(yǎng)齒輪減速機(jī)的使用、維護(hù)保養(yǎng)及注意事項(xiàng)：1）減速機(jī)采用設(shè)備名牌