化工机械基础课件 轮系与减速器

机械基础
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减速器的代号包括减速器的型号、低速级中心距、公称传动比、装配 型式和专业标准号。其中型号用字母组合表示，ZDY、ZLY、ZSY分别表 示单级、两级、三级。例如，代号“ZLY560—11.2—ⅠJB/T 8853—2001” 中，“ZLY”表示减速器型号为两级；“560”表示低速级中心距为560 mm；“11.2”表示公称传动比为11.2；“Ⅰ”表示第一种装配型式。
平面周转轮系
轮系和减速器
1.1 轮系的分类和应用
3）混合轮系：轮系中如果既含有定轴轮系又含有周转轮系，或包含 几个基本的周转轮系。
轮系和减速器
1.1 轮系的分类和应用
1.1.2 轮系的功用
（1）实现相距较远的两轴之间的传动 （2）获得大传动比。 （3）实现变速换向和多路传动。所谓变速和换向，是指主动轴转速不 变时，利用轮系使从动轴获得多种工作速度，并能方便地在传动过程中改 变速度的方向，以适应工件条件的变化。所谓多路传动，是指主动轴转速 一定时，利用轮系将主动轴的一种转速同时传到几根从动轴上，获得所需 的各种转速。 （4）实现运动的合成与分解。可以将两个输入运动合成为一个输出运 动，或将一个输入运动分解为两个输出运动。
轮系和减速器
1.4 减速器的类型、结构和标准
1.4.3 减速器的标准和应用
目前我国已制定了五六十种齿轮及蜗杆减速器标准系列，并由专业部 门的工厂生产。如通用圆柱齿轮减速器标准JB/T 8853—2001、锥齿轮减速 器标准YB/T 050—1993、圆弧圆柱蜗杆减速器标准JB/T 7935—1999等，用 户可根据产品目录选购、优先采用合适的标准减速器。只有在选不到合适 的标准减速器时，才需自行设计。
周转轮系
轮系和减速器

2 蜗轮
3' 4
3
(b) 空间定轴轮系
图4.1 定轴轮系
● 4.1 轮系的分类
在图4.2所示的轮系中，传动时齿轮2的几何轴线绕齿轮1、3和构件 H的共同轴线转动，这种至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的几何 轴线转动的轮系称为周转轮系。
周转轮系根据其自由度的多少又可分为行星轮系和差动轮系。自由 度为1的周转轮系称为行星轮系如图4.2(a)所示；自由度为2的周转轮系 称为差动轮系，如图4.2(b)所示。
作行星运动的齿轮，用符号g表示。从运动学角度来讲，图4.8所示 的单排内外啮合的周转轮系只需1个行星轮。而在实际传递动力的周转 轮系中，行星轮都是多个完全相同且均匀分布在中心轮四周(通常为2～ 6个，最多达12个)，这样既可使几个行星轮共同来分担载荷，以减小齿 轮尺寸，同时又可使各啮合处的径向分力和行星轮公转所产生的离心力 得以平衡，以减小主轴承内的作用力，增加运转的平稳性。 2. 行星架
n3 n4
z4 z3
i4'5
4' 5
n4' n5
z5 z4'
将上述各级传动比相乘，则
i 1 2 i 2 '3 i 3 4 i 4 '5 1 22 3 ' 3 44 5 ' 1 5 n n 1 2 n n 2 3 'n n 3 4 n n 4 5 ' n n 1 5 ( 1 ) 3 z z 1 2 z z 2 3 'z z 4 3 z z 4 5 ' ( 1 ) 3 z z 1 2 z z 2 4 'z z 4 5 '
i主 从 从 主 n n 从 主 ( 1 )m所 所 有 有 啮 啮 合 合 齿 齿 轮 轮 的 的 主 从 动 动 轮 轮 齿 齿 数 数 的 的 乘 乘 积 积

2
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2. 行星齿轮减速器
目前广泛采用的行星齿轮减速器除渐开线行星齿轮减 速器外，还有渐开线少齿差行星齿轮计算器、行星摆线针轮 减速器、谐波减速器等。
特点 尺寸小、重量轻，传动效率高(单级可达96%~99%) 传动比范围广，传动功率大等。 制造精度要求较高，结构比较复杂。
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11. 4 减 速器
11.4.1 减速器的类型和特点
1. 定轴轮系减速器 按传动件的结构特点划分为:圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮 减速器、蜗杆减速器，以及由它们组合起来的圆锥圆柱齿轮 减速器、蜗杆圆柱齿轮减速器等。 按啮合齿轮的对数划分为:单级、两级、三级和多级减速 器。 按照传动的布置形式划分为:展开式、分流式和同轴式等。
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5
11.3.4 实 现 多 路 传 动
2
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11.3.5 实 现 运 动 的 合成和 分解
2
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11.3.6 实 现 结 构 紧 凑的大 功率传 动
采用行星轮系作动力传动时，通常都采用内啮合以便充 分利用空间，而且输入轴和输出轴共线，所以机构尺寸非常 紧凑。轮系中均匀分布的几个行星轮共同承受载荷，行星轮 公转产生的离心惯性力与齿廓啮合处的径向力相平衡，受力 状况较好，效率较高。与普通定轴轮系相比，采用行星轮系 或复合轮系能做到结构尺寸更小，传递的功率更大。
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6
2. 谐波齿轮传动
谐波齿轮传动是利用行星轮系传动的原理发展起来的一种新型传动，是一种 少齿差行星传动。
如图所示，谐波齿轮传动由波发生器4、柔轮3和刚轮1三个基本构件组成。 波发生器4的长度大于柔轮3的直径，当波发生器装入柔轮内孔后，柔轮就变成椭 圆形。椭圆长轴处的轮齿与刚轮轮齿啮合，短轴附近的轮齿与刚轮的轮齿完全脱 开，而其他各点则处于啮合和脱离的过渡阶段。当波发生器4连续转动时，柔轮3 长短轴的位置不断地发生变化，于是刚轮和柔轮就产生相对运动，从而实现运动 和动力的传递。由于波发生器4的作用迫使柔轮所产生的变形波是一个基本对称 的简谐波，故称这种传动机构为谐波齿轮传动。

40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
机械设计极品课件之轮系及减速器
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳

4.1 定轴轮系传动比的计算
4.1. 定轴轮系传动比的计算举例
[例题] 在如图所示的齿轮系中，已知 z1 z2 z3' z4 20 ,齿轮1、3、3’
和5同轴线，各齿轮均为标准齿轮。若已知轮1的转速n1=1440r/min， 求轮5的转速
[解]
该轮系为一平面定轴轮系，齿轮2和4
为惰轮，轮系中有两对外啮合齿轮，根据
已知: Z1 = 100、Z3 = 99、 Z2 = 101、Z2’ = 100 求: iH1
解:
i1H3
n1 nH nH
1 i1H
(1)2
z2 z3 z1z2'
9999 10000
则
i1H
1 9999 10000

1 10000
故
iH 1

1 iiH
10000
2
2’
4.1 定轴轮系传动比的计算
箭头规则:
1.外啮合: 箭头方向相反 2.内啮合: 箭头方向相同
传动方向:
1.各齿轮轴线平行→用“＋” “－”表示 (-1)m→m外啮合次数→"＋"表示同向 "－"表示反向
2.各齿轮轴不全平行→画箭头
3.蜗杆蜗轮机构: (左右手) 四指→蜗杆转向, 拇指→蜗杆相对蜗轮的运动方向
4.3 混合轮系传动比的计算
4.3 混合轮系的传动比计算
[例题] 在如图所示的齿轮系中，已知 z1 24
z2 48
z
' 2

30
z3 90
z
' 3

20
z4 30
z5 80 求传动比 i1H
[解] 该混合轮系由两个基本齿轮系构成。齿轮1、

m m ( z1 z2 ) ( z3 z2 ) 2 2
因此：
z1 z2 z3 z2
z3 z1 2 z2 20 2 20 60
同理： 所以：
' z5 z3 2 z 4 20 2 20 60
n5 n1 ( 1) 2
z1 z '3 z 3 z5
2 4
O
H O
1
1)基本周转运动的，至少有一个或有多个
基 本 构 件
3、中心轮(太阳轮)：围绕着固定轴线回转，轴线固定并 与主轴线重合的齿轮 4、系杆(转臂)：支持行星轮的构件,用“H”表示。只有一个
2)周转轮系的分类
（1）根据其自由度的数目分： 差动轮系：
惰轮：齿轮系中齿轮4同时与齿轮3’ 和齿轮5啮合，不影响齿轮 系传动比的大小，只起到改变转向的作用
2 空间定轴齿轮系传动比的计算
一对空间齿轮传动比的大 小也等于两齿轮齿数的反比， 所以也可用（12-1）来计算空 间齿轮系的传动比，但其首末 轮的转向用在图上画箭头的方 法，如图所示
2、首、末轮转向的确定 两种方法：
2
3
H
OH
2
3 2
H
1 1
3
行星轮 转臂 中心轮
3
2、周转齿轮系传动比的计算 -H H
1 3
假定转向相同
2
2
H
转化机构法：
H
（将H固定）
1
3
1
3
构件名称 转臂 中心轮1 中心轮3
各构件的绝对角速度 H
各构件的相对角速度 HH = H - H = 0
1 3
1H = 1 - H 3H = 3 - H

§7－4 复合轮系传动比的计算
§7－5 轮系的功用
§7－1 齿轮系及其分类
一、定义：由齿轮组成的传动系统－简称轮系。
在机械设备中，为了获得较大的传动比、或变速和换向，常 常要采用多对齿轮进行传动，如机床、汽车上使用的变速箱、差 速器，工程上广泛应用的齿轮减速器等。这种由多对齿轮所组成 的传动系统称为齿轮系，简称轮系。
（2）求n7和n10
n1 2.5 n7 n1 200 80 （r/min） 故 n7 i17 2.5
因
i17
因 i110 故 n10
n1 100 n10
n1 200 2 （r/min） i110 100
用画箭头的方法表示各轮的转向，如图所示。
例4：如图所示，已知各轮齿数Z1=Z4=18,Z2=36,Z2’=20,Z3=80,Z3’=20,
机床变速箱传动系统
圆椎圆柱齿轮减速器
周转轮系：在下图所示的轮系中，传动时齿轮g的几何轴线绕齿轮a,b 和构件H的共同轴线转动，这样的轮系成为周转轮系。
复合轮系
本章要解决的问题： 轮系的运动分析（包括传动比i 的计算和判断从动轮转向）
§7-2 定轴轮系传动比的计算
一、轮系的传动比 轮系始端主动轮与末端从动轮的转速之比值，称为轮系的 传动比，用 i 表示。 n1
例1. 课本例13-1,P193
一电动提升机的传动系统如图所示。其末端为蜗杆传动。已 知 z1 = 18 , z2 = 39 , z2 = 20 , z3 = 41 , z3' = 2 (右), z4 = 50 。若 n1 = 1460r / min ， 鼓轮直径 D = 200mm ，鼓轮与蜗轮同轴。试求：(1)蜗轮的转速；(2) 重 物G的运动速度； (3) 当 n转向如图所示(从A向看为顺时针)时，重物G 1 运动的方向。

机械设计极品课件之轮系及减速器
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
Hale Waihona Puke