7.5齿轮系与减速器课件高一《机械基础》电子工业版

第七章：机械传动 7.5齿轮系与减速器 由一系列齿轮所组成的传动系统称为轮系。如图7-51所示，（a）齿轮系在普通车床的挂轮传动机构中起到分路传动的作用，（b）在汽车差速器中起到运动分解的作用。 （a）普通车床中的挂轮传动机构 （b）汽车中的差速器 图7-51 齿轮系的应用 第七章：机械传动 7.5.1 轮系的分类和应用 1.轮系的分类 按轮系运动时各齿轮的轴线是否相对固定，可将轮系分为定轴轮系、行星轮系和复合轮系三大类。 （1）定轴轮系 轮系运动时，所有齿轮轴线都是相对固定的轮系，称为定轴轮系。 定轴轮系分为两大类： 一类是所有齿轮的轴线都相互平行，称为平面定轴轮系，如图7-52(a)所示； 另一类轮系中有相交或交错的轴线，称为空间定轴轮系，如图7-52(b)所示。 第七章：机械传动 (a)平面定轴轮系 (b)空间定轴轮系 图7-52定轴齿轮系的分类 第七章：机械传动 （2）行星轮系 轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线位置不固定，而是绕其他齿轮的轴线回转，这种轮系被称为行星轮系。行星轮系是由中心轮（太阳轮）、行星轮和行星架组成的。绕着自身轴线回转且轴线固定的齿轮称为中心轮（也有称太阳轮），如图7-51所示的1、3齿轮；同时与中心轮和齿圈啮合，既自转又公转的齿轮称为行星轮，如图7-53所示的2齿轮；支持行星轮的构件称为行星架，如图7-51所示的H构件 图7-53 行星轮系 动画 第七章：机械传动 （3）复合轮系 定轴轮系和行星轮系以及行星轮系与行星轮系组合成的轮系称为复合轮系，也叫组合轮系、混合轮系，如图7-54所示。 （a）复合轮系（1）（定轴轮系+行星轮系） 动画 第七章：机械传动 （b）复合轮系（2）（行星轮系+行星轮系） 图7-54复合轮系 动画 第七章：机械传动 2.轮系的应用 齿轮系的应用十分广泛，主要有以下几个方面： （1）实现分路传动：利用轮系可以使一个主动轴带动若干个从动轴同时旋转，如图7-55所示为某航空发动机附件分路传动系统简图。 图7-55轮系的分路传动 第七章：机械传动 （2）获得大传动比：一对齿轮的传动比一般不大于8，当两轴间需6较大的传动比时，就需要采用轮系来满足。特别是采用行星轮系，可以在使用很少的齿轮并且也很紧凑的条件下，得到很大的传动比。 当用一对齿轮满足大传动比时，外廓尺寸大且两齿轮相差悬殊。改为轮系，即节省空间，又方便制造,如图7-56所示。 图7-56获得大传动比 第七章：机械传动 （3）实现变速传动：在主轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到若干种转速，从而实现变速传动。如图7-57利用双联齿轮 1-2 可以使从动轴获得不同传动比。 图7-57 变速作用 第七章：机械传动 （4）实现换向传动：在主轴转向不变的条件下，利用轮系可以改变从动轴的转向。图7-58所示为车床走刀丝杠的三星轮换向机构。 图7-58换向作用 （5）用作运动合成或运动分解，如图7-51（b）所示。 第七章：机械传动 7.5.2 定轴轮系的传动比 1.传动比的计算 定轴轮系传动比数值的计算，以图7-59所示的轮系为例说明如下：齿轮1为主动轮，齿轮4为从动轮，用 在轮系中，输入轴与输出轴的转速（或角速度）之比称为轮系的传动比，用 表示，下标a、b为输入轴和输出轴的代号，即 表示各齿轮 的齿数，用 表示各轮的转速。 第七章：机械传动 图7-59定轴轮系 第七章：机械传动 定轴轮系传动比的大小为主动轴和从动轴之间各对啮合齿轮传动比的连乘积，同时也等于各对啮合齿轮中的从动轮齿数的连乘积与主动轮齿数的连乘积之比。 以上结论推广到一般情况，在定轴轮系中，从齿轮j到齿轮k的传动比大小计算的公式为： 2.主、从动轮转向关系的判定 齿轮系传动比大小确定以后，还要判定主动轮和从动轮的转向关系。 对于齿轮轴线均相互平行的定轴轮系，其主、从动两轮的转向关系通常用在传动比数值前加正负号来表示。“+”号表示两轮转向相同，“-”号表示两轮转向相反，“±”用（-1） 确定（m为该齿轮系中主动轴和从动轴之间的外啮合次数）。 第七章：机械传动 即 对于有不平行齿轮轴线的定轴轮系，其主、从动轮的转向关系不能用（-1） 判定，而只能用箭头法确定。其方法是：任意假定主动轮转向，按照齿轮传动类型，逐对判定其相对转向，并用箭头在图上标出，箭头方向表示齿轮可见侧的圆周速度方向，如图7-61所示。 如图7-59所示的轮系中，齿轮2同时与齿轮1和齿轮3啮合，它既是前一级的从动轮又是后一级的主动轮，其齿数 同时出现在传动比计算的分子和分母上，不影响传动比的大小，但该轮的加入使齿轮系内外啮合的