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1、NO-9轮系与减速器电子教案 机械设计基础（第2版）教学目标知识目标：了解轮系的类型及应用，并能正确区分各基本轮系；掌握定轴轮系、周转轮系、混合轮系传动比的计算，以及正确判断主、从动轮的转向；了解周转轮系的设计，能合理选择周转轮系的类型；掌握减速器的工作原理。能力目标：能够根据机构（部件）要实现的运动和转向，选择合适的轮系；能够设计简单的轮系，并熟练计算传动比；能够熟练分析已知减速器的结构与原理。素质目标：沟通、协作能力；观察、信息收集能力；分析总结能力。良好的职业道德和严谨的工作作风教学重点轮系的功用，减速器的工作原理教学难点定轴轮系、周转轮系、混合轮系传动比的计算教学手段理实一体实物讲解
2、小组讨论、协作教学学时4教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计注 释模块九 轮系与减速器相关知识学习情境一 轮系的类型及传动比一、轮系的类型1.根据齿轮轴线的位置是否变动分类轮系可分为三类：定轴轮系、周转轮系和混合轮系。定轴轮系：在轮系运转时，每个齿轮几何轴线的位置相对于机架都是固定不变的，这种轮系称为定轴轮系。周转轮系：轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕某一固定轴线回转，则称该轮系为周转轮系。混合轮系的常见类型有串联型混合轮系和闭式差动型混合轮系两种。2.根据齿轮的轴线是否平行分类根据轮系中各个齿轮的轴线是否平行，可将轮系分为平面轮系和空间轮系。若组成轮系的所有齿轮的轴线
3、都相互平行或重合，则称该轮系为平面轮系，否则称为空间轮系。二、轮系的传动比轮系中，输入轴与输出轴的角速度或转速之比，称为轮系传动比。计算传动比时，不仅要计算其数值大小，还要确定输入轴与输出轴的转向关系。对于平面定轴轮系，其转向关系用正、负号表示：转向相同用正号，相反用负号。对于空间定轴轮系，各轮转动方向用箭头表示。1.定轴轮系的传动比1）平面定轴轮系的传动比一对齿轮啮合传动时，其传动比指的是两个齿轮的角速度或转速之比，且传动比的大小与两个齿轮的齿数成反比。当两个齿轮外啮合时，如图9-6所示，两个齿轮的转动方向相反，规定其传动比数值的大小为负，在传动比的前面加上符号“-”；当两个齿轮内啮合时，如
4、图9-7所示，两个齿轮的转动方向相同，规定其传动比数值的大小为正，在传动比的前面加上符号“+”(正号可以省略）。图9-6 一对圆柱齿轮的外啮合图9-7 一对圆柱齿轮的内啮合2）空间定轴轮系的传动比如图9-9所示的空间定轴齿轮系，其传动比的大小仍可用平面定轴齿轮系的传动比计算公式计算，但因各轴线并不全部相互平行，故不能用（-1）m来确定主动轮与从动轮的转向，必须用画箭头的方式在图上标注出各轮的转向。一对互相啮合的圆锥齿轮传动时，在其节点处的圆周速度是相同的，所以标志两者转向的箭头不是同时指向啮合点，就是同时背离啮合点。如图9-9所示的轮系中圆锥齿轮的转向即可按此法判断。图9-9 空间定轴轮系2.
5、周转轮系的传动比周转轮系按其自由度的不同可分为行星轮系和差动轮系两类。（1）行星轮系。行星轮系是指自由度为1的周转轮系，此类周转轮系中有固定的太阳轮。 （2）差动轮系。差动轮系是指自由度为2的周转轮系，其太阳轮均不固定。一般而言，若某单级周转轮系由多个齿轮构成，周转轮系首轮F、末轮L和系杆H的绝对转速分别为nF，nL和nH。3.混合轮系的传动比混合轮系是由运动性质不同的轮系组成，所以计算其传动比时，必须先将轮系分解成定轴轮系和周转轮系，然后分别按定轴轮系的传动比和周转轮系的传动比列计算公式，最后联立求解。混合轮系的分解方法是先找出各周转轮系，其余的便是定轴轮系。学习情境二 轮系的功用一、实现大
6、的传动比采用一对齿轮传动时，为了避免两个齿轮直径相差过大，造成两齿轮的寿命悬殊，一般传动比不大于7。采用轮系传动，可以获得结构紧凑的大传动比。二、实现变速换向传动主动轴转速不变时，利用轮系可使从动轴获得多种工作转速，并可换向。三、实现分路传动利用定轴轮系，可通过主动轴上的若干齿轮，将运动分别传给若干个不同的执行机构，以完成生产上对各种动作和运动规律的要求，这就是分路传动。四、实现运动的合成和分解图9-18 汽车差速器学习情境三 减速器一、减速器的类型与结构常见的减速器有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和蜗杆减速器三种类型。在圆柱齿轮减速器中，按齿轮传动级数可分为单级、两级和多级。通过观察减速器外
7、部结构，可以判断减速器的传动级数、输入轴、输出轴及安装方式。图9-21 一级圆柱齿轮减速器的装配示意图二、常用减速器的形式及应用特点常用减速器的类型、特点和应用见表9-2。三、减速器的发展趋势1.高水平、高性能2.积木式组合设计3.型式多样化，变型设计多样化四、减速器的设计步骤1.整理设计的原始资料和数据2.选定减速器的类型和安装形式3.初定各项工艺方法及参数4.确定传动级数5.初定几何参数6.整体方案设计7.校核8.润滑冷却计算9.确定减速器的附件10.确定齿轮渗碳深度11.绘制施工图教师讲解轮系的传动比。区分不同轮系的传动比。以汽车用四级变速器为例讲解。学生分组讨论汽车差速器是怎样实现运动的合成和分解的。结合表格内容，学习常用减速器的类型、特点和应用。4第 页