机械设计第十二章详解.ppt

如果齿轮系中各齿轮的轴线互相平行，则称为平面齿轮系，否则称为空间齿轮系。 根据齿轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是否固定，又可将齿轮系分为两大类：定轴轮系、行星轮系。 如果齿轮系运转时各齿轮的轴线保持固定，则称为定轴齿轮系，如图所示。定轴齿轮系又分为平面定轴齿轮系和空间定轴齿轮系两种。 设齿轮系中首齿轮的角速度为ωA，末齿轮的角速度为ωK ，ωA与ωK的比值用iAK表示，即iAK=ωA/ωK，则iAK称为该齿轮系的传动比。 12.1.1 平面定轴轮系传动比的计算 如图所示的齿轮系，设齿轮1为首齿轮，齿轮5为末齿轮，ｚ1、ｚ2、ｚ2、ｚ3、ｚ3、ｚ4及ｚ5分别为各齿轮的齿数ω1、ω2、ω2、ω3、ω3’、ω4及ω5分别为各齿轮的角速度。该齿轮系的传动比i15可由各对齿轮的传动比求出。 一对齿轮的传动比大小为其齿数的反比。若考虑转向关系，外啮和两齿轮的转向相反，传动比取“-”号，内啮合时两齿轮的转向相同，传动比取“+”号，则各对齿平面定轴齿轮系的传动比等于组成齿轮系的各对齿轮传动比的连乘积，也等于从动轮齿数的连乘积与主动轮齿数的连乘积之比。首末两齿轮转向相同还是相反，取决于齿轮系中啮合齿轮的对数。 12.1.2 空间定轴轮系传动比的计算 一对空间齿轮传动比的大小也等于两齿轮齿数的反比，故也可用上式来计算空间齿轮系传动比的大小。但由于各齿轮轴线不都平行，所以不能用(-1)m来确定首末齿轮的转向，而要采用在图上画箭头的方法来确定，如下图所示。 12.2.1 行星齿轮系的分类 如图所示为一平面行星齿轮系，齿轮1、3和构件H均绕固定的互相重合的几何轴线转动，齿轮2空套在构件H上，与齿轮1、3相啮合。齿轮2一方面绕其自身轴线O1-O1转动（自转），同时又随构件H绕轴线0-0转动（公转）。齿轮2称为行星轮，H称为行星架或系杆，齿轮1、3称为太阳轮。 12.2.2 行星齿轮系传动比的计算 不能直接用定轴齿轮系传动比的公式计算平面行星齿轮系的传动比。可应用转化机构法，即根据相对运动原理，假想对整个行星齿轮系加上一个绕主轴线0-0转动的公共角速度-ωH。显然各构件的相对运动关系并不变，但此时系杆H的角速度变为ωH-ωH=0，即相对静止不动，而齿轮1、2、3则成为绕定轴转动的齿轮，于是原行星齿轮系便转化为假想的定轴齿轮系。该假想的定轴齿轮系称为原行星齿轮系的转化机构。 转化机构中1、3两轮的传动比可以根据定轴齿轮系传动的计算方法得出 i13H=ω1H/ω3H=（ω1-ωH）/（ω3-ωH）=-Z3/Z1 推广后一般情况，可得： iAKH=ωAH/ωKH=（ωA-ωH）/（ωK-ωH）=(-1)m 所有从动轮齿数的连乘积/所有主动轮齿数的连乘积 其中，A表示首齿轮，K表示末齿轮，m表示圆柱齿轮外啮合得对数。空间行星齿轮系的两齿轮A、K和行星架H三个构件的轴线应互相平行时，其转化机构的传动比仍可用上式来计算，但其正负号应根据转化机构中A、K两轮的转向来确定，如图所示。 注意事项 1）A、K、H三个构件的轴线应互相平行，而且ωA、ωK、ωH必须将 表示其转向的正负号带上。首末应假设各轮转动的同一方向，则与其相同的取正号代入，与其反向的取负号带入。 2）公式右边的正负号的确定：假想行星架H不转，变成机架。则整个轮系成为定轴轮系，按定轴轮系的方法确定转向关系。 3）待求构件的实际转向由计算结果的正负号确定。 在实际应用中，有的齿轮系既包含定轴系又包含行星轮系。则形成复合齿轮系。（如右图） 12.3 齿轮系的应用 12.3.1 实现分路传动 12.3.2 获得大的传动比 一对齿轮无法获得大的传动比，如果多对齿轮组成的齿轮系就可以很容易获得较大的传动比。 12.3.3 实现变速和换向传动 在主动轴转速不变的情况下，利用齿轮系可使从动轴获得多种工作转速和转向。 12.3.4 实现较远距离传动 在主动轴转向不变的情况下，利用惰轮可以改变从动轴的转向。如图所示车床上走刀丝杆的三星轮换向机构，扳动手柄a可实现两种传动方案。 12.3.5 用于对运动进行合成和分解 在差动齿轮系中，当给定两个基本构件的运动后，第三个构件的运动是确定的。换言之，第三个构件的运动是另外两个基本构件运动的合成。 12.5 减速器 12.5 第12章 齿轮系 本章内容 12.1 定轴轮系传动比计算 12.2 周转轮系传动比计算 12.3 齿轮系的应用 12.4 其他新型齿轮传动装置简介 12.5 减速器 重点：齿轮系的传动比计算及