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1、7.5 蜗杆传动一、蜗杆传动的特点及应用一、蜗杆传动的特点及应用 蜗杆传动用来传递空间交错轴之间的运动和动力。蜗杆传动用来传递空间交错轴之间的运动和动力。蜗轮的螺旋角等于蜗杆的导程角 具有螺旋机构的某些特点，蜗轮相当于螺母，蜗杆相当于螺杆，有右旋、左旋及单头、多头之分，多用右旋蜗杆。蜗杆传动是一种特殊的交错轴斜齿轮蜗杆传动是一种特殊的交错轴斜齿轮机构，其特殊之处在于：机构，其特殊之处在于：=1+2=90z1 很少，一般很少，一般 z1=14第第2页页/共共26页页第1页/共26页 1 1）传动比大，结构紧凑；）传动比大，结构紧凑；1.蜗杆传动的特点：2）具有自锁性；3）传动平稳，无噪声。4）机
2、械效率低；5）齿间相对滑动速度大，磨损较严重；6）蜗杆轴向力较大，轴承磨损大。优点缺点2.蜗杆传动的应用：两轴交错、传动比较大，传递功率不太大或间歇工作的场合。第第3页页/共共26页页第2页/共26页二、蜗杆传动的类型二、蜗杆传动的类型 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆 普通圆柱蜗杆机构普通圆柱蜗杆机构圆柱蜗杆机构圆柱蜗杆机构 圆弧蜗杆机构圆弧蜗杆机构环面蜗杆机构环面蜗杆机构锥蜗杆机构锥蜗杆机构根据蜗杆形状不同，蜗轮蜗杆机构可分为：渐开线蜗杆阿基米德蜗杆延伸渐开线蜗杆渐开线蜗杆第第4页页/共共26页页第3页/共26页 齿轮系及其分类齿轮系及其分类 轮系的传动比轮系的传动比 轮系的功用轮系的功用本节的教
3、学内容第八章 轮系的运动分析本章重点：本章重点：轮系传动比的计算轮系传动比的计算 轮系的功用轮系的功用第第5页页/共共26页页第4页/共26页8-1 轮系及其分类轮系：由一系列的齿轮所组成的齿轮传动系统。轮系：由一系列的齿轮所组成的齿轮传动系统。一、轮系的分类：一、轮系的分类：指各齿轮轴线的位置都指各齿轮轴线的位置都相对机架固定不动的齿轮传动相对机架固定不动的齿轮传动系统。系统。1.定轴轮系（普通轮系）圆柱齿轮圆柱齿轮圆锥齿轮圆锥齿轮蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆组成组成第第6页页/共共26页页第5页/共26页1 1）周转轮系的组成：）周转轮系的组成：2.周转轮系：指周转轮系中轴线与主轴线重合，并承受外力矩
4、的构件。至少有一个齿轮的轴线（位置不固定）绕另一齿轮的轴线转动的齿轮传动系统。系杆（行星架）：周转轮系中支撑行星轮的构件。系杆（行星架）：周转轮系中支撑行星轮的构件。中心轮（太阳轮）：轴线固定并与主轴线重合的齿轮。中心轮（太阳轮）：轴线固定并与主轴线重合的齿轮。行星轮：周转轮系中轴线不固行星轮：周转轮系中轴线不固定的齿轮。定的齿轮。2 2）周转轮系的基本构件：）周转轮系的基本构件：机架：机架：基本构构件件中心轮中心轮行星轮系杆第第7页页/共共26页页第6页/共26页差动轮系：差动轮系：自由度为自由度为2 2的周转轮系。的周转轮系。3）周转轮系的分类：（2 2）根据基本构件的组成分：）根据基本构
5、件的组成分：2K-H2K-H型：有型：有2 2个中心轮。个中心轮。3K型周转轮系2K-H型周转轮系（1）根据其自由度的数目分：行星轮系：行星轮系：自由度为自由度为1 1的周转轮系。的周转轮系。3K3K型：有型：有3 3个中心轮。个中心轮。第第8页页/共共26页页第7页/共26页 既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或是既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或是由几部分周转轮系组成的复杂的齿轮传动系统。由几部分周转轮系组成的复杂的齿轮传动系统。3.复合轮系：第第9页页/共共26页页第8页/共26页定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比一、传动比大小的计算结论第第10页页/共共26页页第9页/共2
6、6页在运动简图上用箭头标明两在运动简图上用箭头标明两轮的转向关系。轮的转向关系。二、首未轮转向关系的确定在首未轮的轴线相互平行时，当两轮转向相同时，在其传动比前加注“+”来表示；而当两者转向相反时，在其传动比前加注“”来表示，当两轮的轴线不平行时第第11页页/共共26页页第10页/共26页 指给整个周转轮系加上一个指给整个周转轮系加上一个“-wH”的公共角速度，使系的公共角速度，使系杆杆H H变为相对固定后，所得到的假想的定轴轮系。变为相对固定后，所得到的假想的定轴轮系。周转轮系的传动比周转轮系的传动比一、周转轮系传动比计算的基本思路 设法使系杆设法使系杆H H 固定不动，将周转轮系转化为定轴
7、轮系。固定不动，将周转轮系转化为定轴轮系。周转轮系的转化机构（转化轮系）：转化轮系转化轮系原轮系原轮系第第12页页/共共26页页第11页/共26页周转轮系加上一公共角速度周转轮系加上一公共角速度“-wH”后，各构件的角速度：后，各构件的角速度：转化机构的传动比转化机构的传动比 i13H 可按定轴轮系传动比的方法求得：可按定轴轮系传动比的方法求得：二、示例：第第13页页/共共26页页第12页/共26页三、周转轮系传动比计算的一般公式三、周转轮系传动比计算的一般公式：在周转轮系各轮齿数已知的条件下，如果给定在周转轮系各轮齿数已知的条件下，如果给定w1、wn和和wH中的两中的两个，第三个就可以由上式
8、求出。个，第三个就可以由上式求出。对于行星轮系，有一个中心轮的转速为零，这时在另一中心轮和对于行星轮系，有一个中心轮的转速为零，这时在另一中心轮和系杆的角速度中，只要再给定一个，其运动便是确定的了，利用上系杆的角速度中，只要再给定一个，其运动便是确定的了，利用上式便求出该轮系的传动比为：式便求出该轮系的传动比为：第第14页页/共共26页页第13页/共26页例例1 1：在图示的轮系中，设在图示的轮系中，设z z1 1=z z2 2=30,=30,z z3 3=90,=90,试求在同一时间试求在同一时间内当构件内当构件1 1和和3 3的转数分别为的转数分别为n n1 1=1,=1,n n3 3=-
9、1(=-1(设逆时针为正设逆时针为正)时，时，n nH H及及i i1H1H的值。的值。（负号表明二者的转向相反）（负号表明二者的转向相反）此轮系的转化机构的传动比为：解：第第15页页/共共26页页第14页/共26页在图示的周转轮系中，设已知在图示的周转轮系中，设已知 z1=100,z2=101,z2=100,试求传动比试求传动比 i iH1H1。轮轮3 3为固定轮为固定轮(即即n n3 3=0)=0)当系杆转当系杆转1000010000转时，轮转时，轮1 1转转1 1转，其转向与系杆的转，其转向与系杆的转向相同。转向相同。解：例2:该轮系为行星轮系，其传动比：该轮系为行星轮系，其传动比：第第
10、16页页/共共26页页第15页/共26页若将若将z z3 3由由9999改为改为100100，则，则当系杆转当系杆转100100转时，轮转时，轮1 1反向转反向转1 1转。转。行星轮系中从动轮的转向不仅与行星轮系中从动轮的转向不仅与主动轮的转向有关，而且与轮系中各主动轮的转向有关，而且与轮系中各轮的齿数有关。轮的齿数有关。第第17页页/共共26页页第16页/共26页1.1.对于由圆柱齿轮组成的周转轮系，行星轮对于由圆柱齿轮组成的周转轮系，行星轮2 2与中心轮与中心轮1 1或或3 3的角速度关系可以表示为：的角速度关系可以表示为：2.对于由圆锥齿轮所组成的周转轮系，其行星轮和基本构件的回转轴线不
11、平行。不平行。上述公式只可用来计算基本构件的角速度，而不能用上述公式只可用来计算基本构件的角速度，而不能用来计算行星轮的角速度。来计算行星轮的角速度。第第18页页/共共26页页第17页/共26页复合轮系的传动比复合轮系的传动比关键是先要把其中的周转轮系部分划分出来关键是先要把其中的周转轮系部分划分出来 首先找出行星轮，然后找出系杆，以及与行星轮相啮首先找出行星轮，然后找出系杆，以及与行星轮相啮合的所有中心轮。合的所有中心轮。一个系杆组成一个周转轮系一个系杆组成一个周转轮系找出周转轮系，剩下的便是定轴轮系部分。找出周转轮系，剩下的便是定轴轮系部分。复合轮系传动比计算的一般步骤：复合轮系传动比计算
12、的一般步骤：周转轮系的找法：周转轮系的找法：1.正确划分轮系中的定轴轮系部分和周转轮系。3.将各传动比关系式联立求解。2.分别计算各轮系的传动比。第第19页页/共共26页页第18页/共26页1 1）划分轮系：）划分轮系：b b、由齿轮、由齿轮2 2、3 3、4 4及系杆及系杆H H所组成的周转轮系部分。所组成的周转轮系部分。2 2）计算各轮系传动比）计算各轮系传动比a.定轴轮系部分定轴轮系部分例3:如图所示的轮系中，设已知各轮齿数，试求其传动比i1H。解：a、由齿轮1、2组成定轴轮系部分；第第20页页/共共26页页第19页/共26页轮系的传动比轮系的传动比b.b.周转轮系部分周转轮系部分3 3
13、）将（）将（1 1）、（）、（2 2）联立求解：）联立求解：第第21页页/共共26页页第20页/共26页轮系的功用轮系的功用 利用轮系可以使一个主利用轮系可以使一个主动轴带动若干个从动轴同时旋动轴带动若干个从动轴同时旋转，并获得不同的转速。转，并获得不同的转速。一、实现分路传动：（某航空发动机附件传动系统图）（某航空发动机附件传动系统图）采用周转轮系，可以在使用采用周转轮系，可以在使用很少的齿轮并且也很紧凑的条件很少的齿轮并且也很紧凑的条件下，得到很大的传动比。下，得到很大的传动比。二、获得较大的传动比第第22页页/共共26页页第21页/共26页 在主轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到
14、若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。干种转速，从而实现变速传动。三、实现变速传动：汽车自动变速箱车床变速箱第第23页页/共共26页页第22页/共26页 在主轴转向不变的条件下，可以改变从动轴的转向。在主轴转向不变的条件下，可以改变从动轴的转向。四、实现换向传动：（导弹发射快速反应装置）（导弹发射快速反应装置）（车床走刀丝杠的三星转向机构）（车床走刀丝杠的三星转向机构）第第24页页/共共26页页第23页/共26页差动轮系可以把两个运动合成为一个运动。差动轮系可以把两个运动合成为一个运动。z1=z3五、实现运动的合成差动轮系的运动合成特性，被广泛应用于机床、计算机差动轮系的运动合成特性，被广泛应用于机床、计算机构和补偿调整等装置中。构和补偿调整等装置中。第第25页页/共共26页页第24页/共26页 差动轮系可以将一个基本构件的主动转动按所需比例分解差动轮系可以将一个基本构件的主动转动按所需比例分解成另两个基本构件的不同转动。成另两个基本构件的不同转动。z1=z3,nH=n4六、实现运动的分解 汽车后桥的差动器能根据汽车不同的行驶状态，自动将汽车后桥的差动器能根据汽车不同的行驶状态，自动将主轴的转速分解为两后轮的不同转动。主轴的转速分解为两后轮的不同转动。后桥的差动器第第26页页/共共26页页第25页/共26页感谢您的观看。第26页/共26页