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1、第六章第六章 轮系和减速器轮系和减速器本章概述本章概述 在实际机械传动中，仅用一对齿轮组成的齿轮机构在实际机械传动中，仅用一对齿轮组成的齿轮机构功能单一，往往不能满足生产上的多种要求，故常用功能单一，往往不能满足生产上的多种要求，故常用若干对齿轮组成的齿轮传动系统来达到目的。这种多若干对齿轮组成的齿轮传动系统来达到目的。这种多齿轮的传动装置称为轮系（或齿轮系）。齿轮的传动装置称为轮系（或齿轮系）。本章主要介绍轮系的分类及其在实际生产中的应用，本章主要介绍轮系的分类及其在实际生产中的应用，定轴轮系、行星轮系的传动比计算，还简要介绍常用定轴轮系、行星轮系的传动比计算，还简要介绍常用减速器的结构、类
2、型、特点及其润滑。减速器的结构、类型、特点及其润滑。第六章第六章 轮系和减速器轮系和减速器6.1 轮系及分类轮系及分类6.2 定轴轮系定轴轮系6.3 行星轮系行星轮系6.4 轮系的功用轮系的功用6.5 减速器减速器6.1 轮系及分类轮系及分类6.1 轮系及分类轮系及分类 在复杂的现代机械中，为了满足各种不同的需要，常常在复杂的现代机械中，为了满足各种不同的需要，常常采用一系列齿轮组成的传动系统。这种由一系列相互啮合的采用一系列齿轮组成的传动系统。这种由一系列相互啮合的齿轮（蜗杆、蜗轮）组成的传动系统即齿轮（蜗杆、蜗轮）组成的传动系统即齿轮系齿轮系。6.1 轮系及分类轮系及分类n 如果齿轮系中各
3、齿轮的轴线互相平行，则称为平面齿轮系平面齿轮系，否则称为空间齿轮系空间齿轮系。n 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：定轴齿轮系定轴齿轮系和行星齿轮系行星齿轮系。6.1 轮系及分类轮系及分类轮系的类型轮系的类型6.2 定轴轮系定轴轮系6.2 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比 如果齿轮系运转时所有齿轮的轴线保持固定，称为如果齿轮系运转时所有齿轮的轴线保持固定，称为定轴齿轮系定轴齿轮系，定轴齿轮，定轴齿轮系又分为系又分为平面定轴轮系平面定轴轮系和和空间定轴轮系空间定轴轮系两种。两种。的比值用的比值用设齿轮系中首齿轮的角速度为设齿轮系中首齿轮的角速度为，末齿轮的
4、角速度，末齿轮的角速度，与与表示，即表示，即，则，则称为齿轮系的传动比。称为齿轮系的传动比。一、轮系的传动比一、轮系的传动比6.2 定轴轮系定轴轮系二、定轴轮系传动比的计算二、定轴轮系传动比的计算 一对齿轮的传动比大小为其齿数的反比一对齿轮的传动比大小为其齿数的反比。若考虑转向关系，外啮合时，两轮转向。若考虑转向关系，外啮合时，两轮转向相反，传动比取相反，传动比取“-”-”号；内啮合时，两号；内啮合时，两轮转向相同，传动比取轮转向相同，传动比取“+”+”号。号。右图所示平面定轴齿轮系中各对齿轮的右图所示平面定轴齿轮系中各对齿轮的传动比为：传动比为：惰轮惰轮：齿轮系中齿轮：齿轮系中齿轮4 4同时
5、与齿轮同时与齿轮33啮合，不影响齿轮系传动比的大小，啮合，不影响齿轮系传动比的大小，只起到改变转向的作用。只起到改变转向的作用。6.2 定轴轮系定轴轮系由于由于以上各式连乘可得：以上各式连乘可得：所以所以推广后的推广后的定轴齿轮系传动比大小定轴齿轮系传动比大小为：为：上式可以计算传动比大小，其符号（方向）需另行判断。上式可以计算传动比大小，其符号（方向）需另行判断。6.2 定轴轮系定轴轮系u定轴轮系传动比符号的确定方法定轴轮系传动比符号的确定方法 平面定轴轮系平面定轴轮系用用 来判别来判别 的正负号的正负号 也可采用也可采用箭头法箭头法判断，即从首轮开始，根据外啮合两齿轮的转向判断，即从首轮开
6、始，根据外啮合两齿轮的转向相反，内啮合两齿轮的转向相同的关系，依次对各个齿轮标出转向。相反，内啮合两齿轮的转向相同的关系，依次对各个齿轮标出转向。最后根据齿轮系首末两轮的转向，判定传动比的符号。最后根据齿轮系首末两轮的转向，判定传动比的符号。空间定轴轮系空间定轴轮系 由于各轴的轴线不平行，故不能用由于各轴的轴线不平行，故不能用 来判别的正负号。可来判别的正负号。可用公式计算传动比的大小，各轮的转向只能采用画箭头法判定。用公式计算传动比的大小，各轮的转向只能采用画箭头法判定。6.2 定轴轮系定轴轮系6.2 定轴轮系定轴轮系6.3 行星轮系行星轮系6.3 行星轮系的传动比行星轮系的传动比 如下图所
7、示的行星轮系中，齿轮如下图所示的行星轮系中，齿轮1 1、3 3和构件和构件HH均绕固定的互相重合的均绕固定的互相重合的几何轴线转动，齿轮几何轴线转动，齿轮2 2空套在构件空套在构件HH上，与齿轮上，与齿轮1 1、3 3相啮合。相啮合。齿轮齿轮2 2既绕自身轴线自转又随构件既绕自身轴线自转又随构件HH绕另一固定轴线（轴线绕另一固定轴线（轴线O-OO-O）公转。）公转。齿轮齿轮2 2称为称为行星轮行星轮，构件，构件HH称为称为行星架行星架，轴线固定的齿轮，轴线固定的齿轮1 1、3 3则称为则称为中心中心轮轮或或太阳轮。太阳轮。结构结构6.3 行星轮系行星轮系行星轮系分类行星轮系分类通常将具有一个自
8、由度的行星齿轮系称为通常将具有一个自由度的行星齿轮系称为简单行星齿轮系简单行星齿轮系。将具有二个自由度的行星齿轮系称为将具有二个自由度的行星齿轮系称为差动齿轮系差动齿轮系。简单行星齿轮系外圈的内齿轮固定外圈的内齿轮固定差动齿轮系外圈的内齿轮自由外圈的内齿轮自由6.3 行星轮系行星轮系简单行星齿轮系简单行星齿轮系（只有一个自由度）（只有一个自由度）单击播放6.3 行星轮系行星轮系差动齿轮系差动齿轮系（有两个自由度）（有两个自由度）注：此差动齿轮系如果把外圈注：此差动齿轮系如果把外圈的内齿轮固定，则变成了简单的内齿轮固定，则变成了简单行星轮系。行星轮系。单击播放6.4 轮系的功用轮系的功用 6.4
9、 轮系的功用轮系的功用一、实现分路传动一、实现分路传动 如图所示为滚齿机上滚刀与轮如图所示为滚齿机上滚刀与轮坯之间作展成运动的传动简图。坯之间作展成运动的传动简图。主动轴主动轴I I通过锥齿轮通过锥齿轮1 1轮齿轮轮齿轮2 2将将运动传给滚刀；同时主动轴又通运动传给滚刀；同时主动轴又通过直齿轮过直齿轮3 3轮经齿轮轮经齿轮4545、6 6、7878传至蜗轮传至蜗轮9 9，带动被加工的，带动被加工的轮坯转动，以满足滚刀与轮坯的轮坯转动，以满足滚刀与轮坯的传动比要求。传动比要求。6.4 轮系的功用轮系的功用 如果采用多对齿轮组成的如果采用多对齿轮组成的齿轮系则可以很容易就获得较齿轮系则可以很容易就
10、获得较大的传动比。只要适当选择齿大的传动比。只要适当选择齿轮系中各对啮合齿轮的齿数，轮系中各对啮合齿轮的齿数，即可得到所要求的传动比。在即可得到所要求的传动比。在行星齿轮系中，用较少的齿轮行星齿轮系中，用较少的齿轮即可获得很大的传动比，如右即可获得很大的传动比，如右图所示的轮系。图所示的轮系。二、获得大的传动比二、获得大的传动比6.4 轮系的功用轮系的功用三、实现换向传动三、实现换向传动 在主动轴转向不变在主动轴转向不变的情况下，利用惰轮可的情况下，利用惰轮可以改变从动轴的转向。以改变从动轴的转向。如图所示车床上走如图所示车床上走刀丝杆的三星轮换向机刀丝杆的三星轮换向机构，扳动手柄可实现两构，
11、扳动手柄可实现两种传动方案。种传动方案。6.4 轮系的功用轮系的功用四、实现变速传动四、实现变速传动 在主动轴转速不变的情况在主动轴转速不变的情况下，利用轮系可使从动轴获下，利用轮系可使从动轴获得多种工作转速。如右图所得多种工作转速。如右图所示的汽车变速箱，可使输出示的汽车变速箱，可使输出轴得到轴得到4 4个档次的转速。个档次的转速。6.4 轮系的功用轮系的功用五、用于对运动进行合成与分解五、用于对运动进行合成与分解 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。换而言之，第三个构件的运动是另外两个基本构件运运动是
12、确定的。换而言之，第三个构件的运动是另外两个基本构件运动的合成。动的合成。同理，在差动齿轮系中，当给定一个基本构件的运动后，可根据同理，在差动齿轮系中，当给定一个基本构件的运动后，可根据附加条件按所需比例将该运动分解成另外两个基本构件的运动。附加条件按所需比例将该运动分解成另外两个基本构件的运动。如右图所示为滚齿机如右图所示为滚齿机中的差动齿轮系。中的差动齿轮系。6.4 轮系的功用轮系的功用 如下图所示的汽车后桥差速器即为分解运动的齿轮系。在汽车转弯时它如下图所示的汽车后桥差速器即为分解运动的齿轮系。在汽车转弯时它可将发动机传到齿轮可将发动机传到齿轮5 5的运动以不同的速度分别传递给左右两个车
13、轮，以的运动以不同的速度分别传递给左右两个车轮，以维持车轮与地面间的纯滚动，避免车轮与地面间的滑动磨擦导致车轮过度维持车轮与地面间的纯滚动，避免车轮与地面间的滑动磨擦导致车轮过度磨损。磨损。6.5 减速器减速器6.5 减速器减速器减速器：减速器：一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。减速器减速器分类：分类：齿轮减速器 蜗杆减速器 行星减速器圆柱齿轮减速器圆锥齿轮减速器圆锥圆柱齿轮减速器圆柱蜗杆减速器圆弧齿
14、蜗杆减速器锥蜗杆减速器蜗杆齿轮减速器渐开线行星齿轮减速器摆线齿轮减速器谐波齿轮减速器6.5 减速器减速器1 1）齿轮减速器）齿轮减速器6.5 减速器减速器6.5 减速器减速器6.5 减速器减速器2 2）蜗杆减速器）蜗杆减速器6.5 减速器减速器）蜗杆）蜗杆-齿轮减速器齿轮减速器6.5 减速器减速器6.5 减速器减速器q减速器的结构减速器的结构 （结构剖析动画结构剖析动画）11下箱体下箱体22油标指示器油标指示器33上箱体上箱体44透气孔透气孔55检查孔盖检查孔盖66吊环螺钉吊环螺钉77吊钩吊钩88油塞油塞99定位销钉定位销钉1010起盖螺钉孔起盖螺钉孔6.5 减速器减速器q减速器的装拆（减速器的装拆（装拆实验装拆实验）二、装配过程分解二、装配过程分解一、拆卸过程分解一、拆卸过程分解1.减速器结构总览2.拆去轴承端盖3.移去联接螺栓4.移去上盖5.拆去上盖部装6.观察齿轮啮合旋转7.拆去各轴8.拆卸输入轴部装9.拆卸中间轴部装10.拆卸输出轴部装11.拆卸底座部装1.装配底座部装2.装配输出轴部装3.装配中间轴部装4.装配输入轴部装5.安装各轴6.观察齿轮啮合旋转7.安装上盖部装8.安装上盖9.安装联接螺栓10.安装轴承端盖齿轮系定轴轮系行星轮系变速箱定轴轮系定轴轮系行星轮系差动轮系