第2章-齿轮传动

1、第第2 2章章齿齿轮轮传传动动 第2章 齿轮传动第第2 2章章齿齿轮轮传传动动 2.10.1 2.10.1 概述概述轮系的类型轮系的类型( (按照齿轮轴线是否运动按照齿轮轴线是否运动) ) 传动时，每个齿轮的几何轴线传动时，每个齿轮的几何轴线都是固定的，称为定轴轮系都是固定的，称为定轴轮系 传动时，至少有一个齿轮的几何轴线传动时，至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的几何轴线传动的轮系，绕另一齿轮的几何轴线传动的轮系，称周转轮系称周转轮系 F：原动件数 2.10 2.10 轮系轮系第第2 2章章齿齿轮轮传传动动n中心轮1、3和系杆H绕同一轴线转动。 行星轮2既绕系杆H的轴线O2转动（称为自转），

2、又随系杆H绕轴线OH转动（又称为公转）。因此行星轮的绝对运动是上述两个转动的合成。 n差动轮系需要两个原动件（自由度为2）的输入运动，机构才能有确定的输出运动。n若将差动轮系的中心轮3固定，只有1个自由度（即行星轮系）。这表明行星轮系只需要一个原动件的输入运动，机构就有确定的输出运动 。2.10 轮系行星、差动轮系O2OHO3O1第第2 2章章齿齿轮轮传传动动 图示轮系显然不是基本型周图示轮系显然不是基本型周转轮系，因为该轮系具有转轮系，因为该轮系具有3个个中心轮中心轮1、3、4。该轮系可看。该轮系可看成是两个基本型周转轮系的成是两个基本型周转轮系的复合。如以下三种复合情况复合。如以下三种复合

3、情况之一：之一： .行星轮系行星轮系1-2-3-H同差动同差动轮系轮系1-2-2 -4-H的复合。的复合。 .行星轮系行星轮系3-2-2 -4-H同差同差动轮系动轮系1-2-2 -4-H的复合。的复合。 .行星轮系行星轮系1-2-3-H同行星同行星轮系轮系3-2 -2-4-H的复合。的复合。 复合轮系第第2 2章章齿齿轮轮传传动动2.10.1 概述概述2、轮系的、轮系的功用功用2.10 轮系第第2 2章章齿齿轮轮传传动动n1、定轴轮系传动比的计算 2.10.2 轮系传动比的计算122112zzi233232zzi344343zzi455445zzi321532351151zzzzzzi连乘后连

4、乘后:第第2 2章章齿齿轮轮传传动动例题：例题：时钟上的轮系如右图时钟上的轮系如右图所示。已知所示。已知: :122334458,60,8,64,28,42,8,64zzzzzzzz求：秒针与分针、分针与时求：秒针与分针、分针与时针的传动比。针的传动比。解解： 秒针与分针的传动秒针与分针的传动比比2311331 260 64608 8z zninz z(2)(2)分针与时针的传动比分针与时针的传动比3453553442 641228 8nz zinz z 2.10 轮系第第2 2章章齿齿轮轮传传动动2.10.2 轮系传动比的计算n2、周转轮系传动比的计算n转化机构法：根据相对运动原理，给周转轮

5、系加一个与行星架H角速度大小相等，方向相反的公共角速度“-H”，相当于行星架H固定不动，而各构件间的相对运动关系不变，则各构件的角速度变为：第第2 2章章齿齿轮轮传传动动 空回空回：当主动轮反向转动时从动轮滞后的：当主动轮反向转动时从动轮滞后的一种现象。一种现象。 滞后的转角即滞后的转角即空回误差角空回误差角。 原因原因：齿轮传动时存在侧隙。：齿轮传动时存在侧隙。2.11 齿轮传动的空回齿轮传动的空回产生空回的主要因素：产生空回的主要因素： 齿轮中心距变大、齿厚偏差、基圆偏心和齿形误差等。 其它齿轮装在轴上时的偏心、滚动轴承转动座圈的径向偏摆和固定座圈与壳体的配合间隙等。(1)侧隙侧隙的存在：

6、的存在：零件的加工误差，贮存润滑油，温度变化引起零件尺寸变化。(2)侧隙侧隙在反向传动中引起的空回误差，将直接影响传动精度。必要时予以控制或设法消除影响。第第2 2章章齿齿轮轮传传动动空回误差计算 n考虑各项误差随机性时，一对啮合齿轮总的侧隙 262524232221tttttttjjjjjjj一对啮合齿轮，由侧隙引起的从动轮滞后的转角（空回误差角） 2122djt2级齿轮传动，输出轴的空回误差角 32123213i 结论：最后一级齿轮空回误差对整个齿轮传动的空回误差影响最大，所以提高最后一级齿轮的制造精度，可以减小空回误差，同时各级齿轮传动比按照先小后大原则分配更合理。 第第2 2章章齿齿轮

7、轮传传动动1 1、利用弹簧力减小或消除传动空回、利用弹簧力减小或消除传动空回 2.11.2 消除和减小齿轮传动空回方法消除和减小齿轮传动空回方法2.11 齿轮传动的空回齿轮传动的空回使用拉伸弹簧 使用扭转弹簧 第第2 2章章齿齿轮轮传传动动2、固定双片齿轮减小、固定双片齿轮减小或消除传动空回或消除传动空回3、利用接触游丝减小或消除传、利用接触游丝减小或消除传动空回动空回2.11 2.11 齿轮传动的空回1)1) 接触游丝应安装于传动链最后一环。接触游丝应安装于传动链最后一环。2) 2) 传动链的转数受到限制。传动链的转数受到限制。3) 3) 结构简单、工作可靠。结构简单、工作可靠。第第2 2章

8、章齿齿轮轮传传动动4、采用调整中心距法减小或消除传动空回、采用调整中心距法减小或消除传动空回2.11 齿轮传动的空回第第2 2章章齿齿轮轮传传动动2.11 2.11 齿轮传动的空回第第2 2章章齿齿轮轮传传动动2.12.1 2.12.1 齿轮传动链的设计步骤齿轮传动链的设计步骤 根据传动要求和工作特点、正确选择传动形式；根据传动要求和工作特点、正确选择传动形式； 决定传动级数，分配各级传动比；决定传动级数，分配各级传动比； 确定齿数、模数，计算齿轮几何尺寸；确定齿数、模数，计算齿轮几何尺寸； 对于精密传动链，进行误差分析和估算；对于精密传动链，进行误差分析和估算； 结构设计。包括齿轮、齿轮与轴

9、的连接、轴承形式和消结构设计。包括齿轮、齿轮与轴的连接、轴承形式和消除空回等结构；除空回等结构； 必要时交叉进行。必要时交叉进行。2.12 齿轮传动链设计第第2 2章章齿齿轮轮传传动动2.12.2 齿轮传动链的设计内容齿轮传动链的设计内容选择合理的齿轮传动型式选择合理的齿轮传动型式 1 1）考虑结构条件对齿轮传动的要求考虑结构条件对齿轮传动的要求。 传动链的设计也可反过来对机械结构提出要求。传动链的设计也可反过来对机械结构提出要求。 2 2）齿轮传动精度要求齿轮传动精度要求； a)a)传递运动的准确性传递运动的准确性。要求齿轮在一转范围内最大转角误差不超过一定范围。要求齿轮在一转范围内最大转角

10、误差不超过一定范围。 b)b)传动的平稳性传动的平稳性。由于齿形及齿距的制造误差，致使瞬时传动比不能保持常由于齿形及齿距的制造误差，致使瞬时传动比不能保持常数，即齿轮在每转一周的过程中多次重复出现速度波动，特别在高速传动中将数，即齿轮在每转一周的过程中多次重复出现速度波动，特别在高速传动中将会引起振动、冲击和噪声。为此，要求这种速度波动不得超过规定的范围。会引起振动、冲击和噪声。为此，要求这种速度波动不得超过规定的范围。 c)c)载荷分布的均匀性载荷分布的均匀性。控制齿轮啮合时齿面接触状态。控制齿轮啮合时齿面接触状态。 d)d)齿侧间隙齿侧间隙。控制齿轮啮合时，非工作表面一侧的间隙大小。控制齿

11、轮啮合时，非工作表面一侧的间隙大小。 3)3)齿轮传动的工作速度与平稳性、无噪声要求齿轮传动的工作速度与平稳性、无噪声要求； 4)4)齿轮传动的工艺性因素齿轮传动的工艺性因素； 需考虑具体的生产设备条件及生产批量。需考虑具体的生产设备条件及生产批量。 5)5)传动效率与润滑条件传动效率与润滑条件。2.12 齿轮传动链的设计第第2 2章章齿齿轮轮传传动动2、合理分配齿轮传动链传动比、合理分配齿轮传动链传动比 一般说来，一般说来，齿轮传动链的传动级数少些较好齿轮传动链的传动级数少些较好，不但可以使，不但可以使结构简化，还有利于提高传动效率，减小传动误差和提高工结构简化，还有利于提高传动效率，减小传

12、动误差和提高工作精度；但作精度；但结构紧凑和较小的转动惯量结构紧凑和较小的转动惯量又是我们所期望的。又是我们所期望的。因此因此齿轮传动链的传动比的分配是有一定矛盾存在齿轮传动链的传动比的分配是有一定矛盾存在的，所以的，所以需要实际情况合理的分配各级的传动比。需要实际情况合理的分配各级的传动比。2.12 齿轮传动链设计第第2 2章章齿齿轮轮传传动动 应根据齿轮传动链的具体工作要求，合理地确定其传动级数，再进行各级传动比的分配。（1）“先小后大先小后大”原则原则，可获，可获得较高的传动精度；得较高的传动精度； 分配传动比时，应该使靠近主动分配传动比时，应该使靠近主动轴的前几级齿轮的传动比取小些，后

13、轴的前几级齿轮的传动比取小些，后面的靠近输出端的齿轮传动比取大些。面的靠近输出端的齿轮传动比取大些。 2、合理分配齿轮传动链传动比、合理分配齿轮传动链传动比及ABCD2ABi3cdi如图,完全相同的两对齿轮、。其中，。a方案： ABCDCDABCDai311b b方案方案: : CDABABCDABbi211ba多用于示数传动 2.12 齿轮传动链设计第第2 2章章齿齿轮轮传传动动2、合理分配齿轮传动链传动比（2)“最小体积”原则； 假设：n1）各齿轮宽度均相同：n2）各齿轮主动轮的分度圆直径均相等；n3）齿轮的材料相同；n4）不考虑轴与轴承体积。 结论：各级速比相同可使齿轮机构的体积最小。

14、（3）“最小转动惯量”原则 可实现运转灵活，启动、制动及时。2级齿轮传动 3212124322iiiii3级齿轮传动 43321232443124322121iiiiiiii2.12 齿轮传动链设计第第2 2章章齿齿轮轮传传动动3、确定齿轮齿数、模数、确定齿轮齿数、模数（1 1）齿数的确定）齿数的确定 1)1)标准齿轮，标准齿轮，z zminmin=17=17。斜齿时，。斜齿时，z zminmin可以更小。可以更小。 2)2) 示数传动即自锁时，则应采用单头蜗杆示数传动即自锁时，则应采用单头蜗杆 3 3) )中心距不受限，精度较高时，中心距不受限，精度较高时，z z2525。 4 4) )采用

15、大模数时，小齿轮齿数减少，采用变位齿轮。采用大模数时，小齿轮齿数减少，采用变位齿轮。 5) 5)蜗杆螺旋线的头数，一般可采取蜗杆螺旋线的头数，一般可采取1 14 4，示数传动的精密蜗杆，一示数传动的精密蜗杆，一般采用单头蜗杆。般采用单头蜗杆。（2 2）模数的确定）模数的确定 一般由中心距和传动比按下式求出，按标准圆整。一般由中心距和传动比按下式求出，按标准圆整。1122(1)amzi2.12 齿轮传动链的设计第第2 2章章齿齿轮轮传传动动4 4、齿轮传动链的结构设计、齿轮传动链的结构设计 把传动链作为一个整体来考虑把传动链作为一个整体来考虑 （1）设计齿轮的结构）设计齿轮的结构 考虑结构的工艺

16、性（加工工艺性和装配工艺性），齿轮工作的可靠考虑结构的工艺性（加工工艺性和装配工艺性），齿轮工作的可靠性，经济性，热处理。性，经济性，热处理。 圆柱齿轮典型结构圆柱齿轮典型结构 圆锥齿轮典型结构圆锥齿轮典型结构 蜗轮蜗杆典型结构蜗轮蜗杆典型结构2.12 齿轮传动链的设计第第2 2章章齿齿轮轮传传动动2.12 齿轮传动链的设计常采用的齿轮结构常采用的齿轮结构 组合的齿轮结构组合的齿轮结构 第第2 2章章齿齿轮轮传传动动2.12 齿轮传动链的设计圆锥齿轮的圆锥齿轮的典型结构典型结构 蜗轮、蜗杆的典型结构 第第2 2章章齿齿轮轮传传动动（2）设计齿轮与轴的连接方式）设计齿轮与轴的连接方式 基本要求：基本要求： 1 1）联结牢固，满足传递转矩要求。）联