研究性学习报告(模板)1

1、金 陵 科 技 学 院机械设计基础研究性学习报告学 院： 机电工程学院 班 级： 09机械（3）班 指 导 教 师: 姜小菁 得 分： 研究性学习报告研究课题名称研究小组成员结构姓名学号项目分工小组评分组长组员研究报告由一对齿轮组成的机构是齿轮传动的最简单形式。在工程实际中，为了满足各种不同的工作要求，经常采用若干个彼此啮合的齿轮进行传动。这种由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。它通常介于原动机和执行机构之间，把原动机的运动和动力传给执行机构。其应用功用也非常显著。主要的有以下几个方面： （1）可以获得较大的传动比，而且结构紧凑； （2）可以做较远距离的传动； （3）可以实现变速传动要求； （

2、4）可以改变从动轴的回转方向； （5）可以实现运动的合成与分解； （6）在尺寸及重量较小时，实现大功率传动。 轮系的研究与制造不仅在现代得到了广泛的应用，早在远古时期就被人们所制造及使用，众所周知的便是记里鼓车与指南车。 记里鼓车发明于西汉初年，外形为一辆车子，车上设两个木人及一鼓一钟，木人一个司击鼓，一个司敲钟。车上装有一组减速齿轮，与轮轴相连。车行一里时，控制击鼓木人的中平轮正好转动一周，木人便击鼓一次；车行里时，控制敲钟木人的上平轮正好转动一周，木人便敲钟一次。坐在车上的人只要聆听这钟鼓声，就可知道车已行了多少路程。这种机械装置的科学原理与现代汽车上的里程表基本相同。 燕肃的指南车是一辆

3、双轮独辕车，车上立一木人，伸臂指南。车中，除两个沿地面滚动的车轮外，尚有大小不同的7个齿轮。由齿数、转动数，并保证木人指南的目的，可见古人掌握了关于齿轮匹配的力学知识和控制齿轮离合的方法。车轮转动，带动附于其上的垂直齿轮，该附轮又使与其啮合的小平轮转动，小平轮带动中心大平轮。指南木人的立轴就装在大平轮中心。当车转弯时，车辕会自动控制车上的离合装置，即竹绳、滑轮和铁坠子，就可以控制大平轮的转动，从而使木人指向不变。按照自动控制系统来分析就是车辆转弯时，齿轮系就要补偿车辆转弯带来的方向转动， 按照自动控制系统的术语来讲指南车系统就是一个前馈控制。随着时代的进步，轮系的应用也越来越广泛。对于现代的轮

4、系，据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置关系是否变动，可分三种类型：定轴轮系、周转轮系和混合轮系。一、定轴轮系 所有齿轮几何轴线的位置在运转过程中均固定不变的轮系，称为定轴轮系，又称为普通轮系。图示轮系中，运动由齿轮1输入，通过一系列齿轮传动，带动从动齿轮5转动。运转过程中，每个齿轮几何轴线的位置都是固定不变的。定轴轮系又可分为平面定轴轮系与空间定轴轮系。图例如下所示：二、周转轮系在运转过程中至少有一个齿轮几何轴线的位置不固定，而是绕着其它定轴齿轮轴线回转的轮系，称为周转轮系。它是由中心轮、行星架或系杆和行星轮三种基本构件组成。 图示轮系中，齿轮1、3的轴线相重合，它们均为定轴齿轮，

5、而齿轮2的转轴装在构件h的端部，在构件h的带动下，它可以绕齿轮1，3的轴线作周转。1） 中心轮：行星轮所绕之作公转的定轴齿轮1和3则称为中心轮，其中齿轮1又称为太阳轮。2）行星架或系杆：带动行星轮作公转的构件h称为行星架或系杆。3）行星轮：由于齿轮2既绕自己的轴线作自转，又绕定轴齿轮1、3的轴线作公转，犹如行星绕日运行一样，故称其为行星轮；周转轮系又可分为行星轮系与差动轮系两大类。有一个中心轮的转速为零的周转轮系称为行星轮系。中心轮的转速转速都不为零的周转轮系称为差动轮系。换句话说，行星轮系是自由度为1的周转轮系(需要一个输入运动)，差动轮系是自由度为2的周转轮系。(需要两个输入运动）图例如下

6、所示：三、复合轮系 在工程实际中，除了采用单一的定轴轮系和单一的周转轮系外，还经常采用既含定轴轮系部分又含周转轮系部分、或由几部分周转轮系所组成的复杂轮系，称混合轮系或复合轮系。图（1）：右边为由中心轮1，3、行星轮2和系杆h组成的自由度为2的差动轮系；而左边的定轴轮系把差动轮系中的中心轮1和3连接起来，整个轮系的自由度为1。图（2）：轮系由两部分周转轮系组成，特点是两个周转轮系不共用一个系杆。四、其它类型行星传动其主要类型有渐开线少齿差行星传动、摆线针轮行星传动和谐波齿轮传动。（1）渐开线少齿差行星传动 优点：1）传动比大，一级减速i1h可达135，二级可达1000以上。 2）结构简单，体积

7、小，重量轻。与同样传动比和同样功率的普通齿轮减速器相比，重量可减轻1/3以上。 3）加工简单，装配方便。 4）效率较高。一级减速0.80.94,比蜗杆传动高。缺点：1）只能采用正变位齿轮传动，设计较复杂。 2）传递功率不大，n45kw。 3）径向分力大，行星轮轴承容易损坏。因而一般用于中、小功率传动。（2） 摆线针轮行星传动 优点：（1）传动比大，一级减速i1h可达135，二级可达1000以上。 （2）结构简单，体积小，重量轻。与同样传动比和同样功率的普 通齿轮减速器相比，重量可减轻1/3以上。 （3）加工简单，装配方便。 （4）效率较高。一级减速0.80.94,比蜗杆传动高。 缺点：需采用等角速比输出机构，摆线轮齿廓加工工艺复杂，成本较高。（3）谐波齿轮传动优点：1）传动比大，单级减速i1h可达50500； 2）同时啮合的齿数多，承载能力高； 3）传动平稳、传动精度高、磨损小； 4）在大传动比下，仍有较高的机械效率； 5）零件数量少、重量轻、结构紧凑；缺点：启动力矩较大、柔轮容易发生疲劳损坏、发热严重。 由