定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系

在此輸入書名第×章項(xiàng)目8輪系

圖8-1所示為普通車床的外形圖，車床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)傳給V帶傳動(dòng)，再經(jīng)主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)系統(tǒng)提供的，一般電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是一定的，而主軸（三爪卡盤）的轉(zhuǎn)速根據(jù)被切削工件的工件尺寸與切削量等需要變速，可以看出，變換主軸箱內(nèi)的不同齒輪嚙合就可以得到不同的轉(zhuǎn)速。圖8-1臥式車床外形點(diǎn)擊播放第8章輪系

圖8-2為普通車床主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖。從圖8-2可以看出，變換主軸箱內(nèi)的不同齒輪嚙合就可以得到不同的轉(zhuǎn)速。

在機(jī)械設(shè)備上為實(shí)現(xiàn)變速或獲得大的傳動(dòng)比，常采用由一對(duì)以上的齒輪組成的齒輪傳動(dòng)裝置，這些由多對(duì)齒輪組成的傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)稱為齒輪系，廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床、汽車變速器、差速器等。圖8-2普通車床主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖第8章輪系8.1定軸輪系圖8-3兩級(jí)圓柱齒輪減速器定軸輪系實(shí)例

圖8-3所示為兩級(jí)圓柱齒輪減速器中的齒輪，圖8-3a）所示為兩級(jí)齒輪傳動(dòng)的實(shí)物示意圖，圖8-3b）為運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各齒輪的幾何軸線相對(duì)機(jī)架都是固定的，因此這類齒輪傳動(dòng)裝置稱為定軸齒輪傳動(dòng)裝置，或簡(jiǎn)稱為定軸輪系。點(diǎn)擊播放第8章輪系圖8-4汽車變速器圖8-4所示為汽車變速器中的齒輪傳動(dòng)裝置。其中齒輪6、7為雙聯(lián)齒輪，可在軸上移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)齒輪6與齒輪5、齒輪7與齒輪4的嚙合。齒輪8也可移動(dòng)，可以和齒輪3嚙合，也可直接與齒輪1通過(guò)離合器在一起轉(zhuǎn)動(dòng)。第8章輪系圖8-5一對(duì)圓柱齒輪的傳動(dòng)比如圖8-5所示，一對(duì)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：

式中，外嚙合時(shí)，主、從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，取“-”號(hào)；內(nèi)嚙合時(shí)，主、從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，取“+”號(hào)。1.一對(duì)圓柱齒輪的傳動(dòng)比外嚙合傳動(dòng)內(nèi)嚙合傳動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)方向也可用箭頭表示,如圖8-5所示。點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算第8章輪系圖8-6平行軸定軸輪系的傳動(dòng)比圖8-6所示為所有齒輪軸線均互相平行的定軸輪系，設(shè)齒輪1為首輪，齒輪5為末輪，z1

、z2

、z3、z3′、z4、z4′、z5為各輪齒數(shù)，n1

、n2

、n3、n3′、n4、n4′、n5為各輪的轉(zhuǎn)速，則各對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為：2.平行軸定軸輪系的傳動(dòng)比第8章輪系圖8-6平行軸定軸輪系的傳動(dòng)比第8章輪系容易看出，將各對(duì)齒輪的傳動(dòng)比相乘即為首末兩輪的傳動(dòng)比，即第8章輪系

由上式可知：1）平行軸定軸輪系的傳動(dòng)比等于輪系中各對(duì)齒輪傳動(dòng)比的連乘積，也等于輪系中所有從動(dòng)輪齒數(shù)連乘積與所有主動(dòng)輪齒數(shù)連乘積之比。若輪系中有k個(gè)齒輪，則平面平行軸定軸輪系傳動(dòng)比的一般表達(dá)式為第8章輪系2）傳動(dòng)比的符號(hào)決定于外嚙合齒輪的對(duì)數(shù)m，當(dāng)m為奇數(shù)時(shí)，i1k為負(fù)號(hào)，說(shuō)明首、末兩輪轉(zhuǎn)向相反；m為偶數(shù)時(shí)，i1k為正號(hào)，說(shuō)明首末兩輪轉(zhuǎn)向相同。定軸輪系的轉(zhuǎn)向關(guān)系也可用箭頭在圖上逐對(duì)標(biāo)出，如圖8-6所示。3）圖8-6中的齒輪2既是主動(dòng)輪，又是從動(dòng)輪，它對(duì)傳動(dòng)比的大小不起作用，但改變了傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向，這種齒輪稱為惰輪。惰輪用于改變傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向和調(diào)節(jié)輪軸間距，又稱為過(guò)橋齒輪。第8章輪系3.非平行軸定軸輪系的傳動(dòng)比圖8-7非平行軸的定軸輪系

定軸輪系中含有錐齒輪、蝸桿等傳動(dòng)時(shí)，其傳動(dòng)比的大小仍可用式（8-2）計(jì)算。但其轉(zhuǎn)動(dòng)方向只能用箭頭在圖上標(biāo)出。

箭頭標(biāo)定轉(zhuǎn)向的一般方法為：

對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)，外嚙合箭頭方向相反，內(nèi)嚙合箭頭方向相同；

對(duì)錐齒輪傳動(dòng)，箭頭相對(duì)或相離；

對(duì)蝸桿傳動(dòng)，用主動(dòng)輪左、右手定則，四指彎曲方向代表蝸桿轉(zhuǎn)向，大拇指的反方向代表蝸輪在嚙合處的速度方向。第8章輪系例8-1圖8-7所示的定軸輪系中，已知z1=20,z2=30,z2′＝z4=40,z3=20,z4′=60,z5=30,z6=40,z7=2,z8=40;若nl=2400r/min,轉(zhuǎn)向如圖所示，求傳動(dòng)比i18

、蝸輪8的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。圖8-7非平行軸的定軸輪系第8章輪系圖8-7非平行軸的定軸輪系第8章輪系解按式（8-2）計(jì)算傳動(dòng)比的大小因首末兩輪不平行，故傳動(dòng)比不加符號(hào)，各輪轉(zhuǎn)向用畫箭頭的方法確定，蝸輪8的轉(zhuǎn)向如圖8-7所示。應(yīng)用實(shí)例—汽車變速器13132H2H由行星輪、太陽(yáng)輪、行星架以及機(jī)架組成的行星齒輪傳動(dòng)裝置稱為行星輪系。施加－nH后系桿成為機(jī)架，原輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系輪1、3和系桿作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)8.2行星輪系齒輪1、齒輪3是太陽(yáng)輪，H桿是行星架，齒輪2是行星輪。點(diǎn)擊播放1.行星輪系實(shí)例及其分類第8章輪系根據(jù)太陽(yáng)輪的數(shù)目可以將行星輪系分為兩大類：簡(jiǎn)單行星輪系點(diǎn)擊播放兩個(gè)太陽(yáng)輪的簡(jiǎn)單行星輪系第8章輪系汽車差速器中的行星輪系簡(jiǎn)單行星輪系第8章輪系汽車差速器原理汽車轉(zhuǎn)向原理太陽(yáng)輪的數(shù)目超過(guò)兩個(gè)的行星輪系稱為復(fù)合行星輪系。復(fù)合行星輪系復(fù)合行星輪系第8章輪系給周轉(zhuǎn)輪系施以附加的公共轉(zhuǎn)動(dòng)－nH后，不改變輪系中各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但原輪系將轉(zhuǎn)化成為一新的定軸輪系，可按定軸輪系的公式計(jì)算該新輪系的傳動(dòng)比。反轉(zhuǎn)原理132H2H13點(diǎn)擊播放第8章輪系1n1將整個(gè)輪系機(jī)構(gòu)按－nH反轉(zhuǎn)后，各構(gòu)件的角速度的變化如下:2n23n3HnH轉(zhuǎn)化后，系桿變成了機(jī)架，行星輪系演變成定軸輪系，可直接套用定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式。構(gòu)件原轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化后的轉(zhuǎn)速nH1＝n1－nH

nH2＝n2－nH

nH3＝n3－nH

nHH＝nH－nH＝0

第8章輪系上式“－”說(shuō)明在轉(zhuǎn)化輪系中nH1

與nH3

方向相反。

通用表達(dá)式：第8章輪系

利用上式可以求解行星輪系的傳動(dòng)比及各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速的未知量，使用時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1）

表示轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，。2）齒輪

1、k與行星架

H的軸線必須重合，否則不能應(yīng)用該公式。

3）n1、nk、nH

方向相同或相反須用“±”號(hào)區(qū)別，并與數(shù)值一起代入計(jì)算。

4）式中的“±”號(hào)表示

和

的轉(zhuǎn)向關(guān)系。

若轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中所有齒輪軸線平行，可用（-1)m判定式中的“±”號(hào)（

m為齒輪

1至齒輪

k之間外嚙合齒輪的對(duì)數(shù)）；否則只能用畫箭頭的辦法判定。第8章輪系例8-3如圖8-13所示的行星輪系中，各齒輪的齒數(shù)為z1=25、z2=20，z2‘=60、z3=50，轉(zhuǎn)速n1=600r/min，轉(zhuǎn)向如圖8-13所示。求傳動(dòng)比i1和行星架H的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。圖8-13行星輪系輪系實(shí)際的轉(zhuǎn)向判斷轉(zhuǎn)化輪系中主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的轉(zhuǎn)向，這里并不是原輪系的轉(zhuǎn)向，只是為了寫計(jì)算式時(shí)，標(biāo)齒數(shù)之比前的正負(fù)號(hào)。這個(gè)計(jì)算式里齒數(shù)之比前的負(fù)號(hào)，就是判斷轉(zhuǎn)化輪系中主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的轉(zhuǎn)向得到的。第8章輪系結(jié)論：系桿轉(zhuǎn)10000圈時(shí)，輪1同向轉(zhuǎn)1圈。Z2Z'2HZ1Z3第8章輪系結(jié)論：系桿轉(zhuǎn)100圈時(shí)，輪1反向轉(zhuǎn)1圈。Z2Z'2HZ1Z3第8章輪系8.3減速器

減速器是用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的封閉式機(jī)械傳動(dòng)裝置，由封閉在箱體內(nèi)的齒輪或蝸桿傳動(dòng)所組成，主要用來(lái)降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。由于其傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，潤(rùn)滑條件良好，效率高，壽命長(zhǎng)，且使用維修方便，得到廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)傳動(dòng)零件的形式，減速器可以分為齒輪、蝸桿減速器；根據(jù)齒輪的形狀不同，可分為圓柱、錐齒輪減速器；根據(jù)傳動(dòng)的級(jí)數(shù)，可分為一級(jí)和多級(jí)減速器；根據(jù)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式，可分為展開(kāi)式、同軸式和分流式減速器。這里只介紹生產(chǎn)實(shí)踐中最常用的簡(jiǎn)單的一級(jí)和二級(jí)減速器，其他形式的減速器可參看有關(guān)手冊(cè)。1.減速器的主要形式、特點(diǎn)及應(yīng)用第8章輪系表8-2常見(jiàn)減速器的形式及特點(diǎn)第8章輪系第8章輪系減速器結(jié)構(gòu)因其類型、用途不同而異。但無(wú)論何種類型的減速器