轮系 第11章轮系和减速器 (公开课)

1、第11章轮系和减速器 主编11.1轮系的分类和功用11.1.1轮系的分类 根据传动时各齿轮轴线在空间的相对位置是否固定，轮系可分为定轴轮系和周转轮系。1.定轴轮系 轮系运转时，所有齿轮（包括蜗杆、蜗轮）的几何轴线位置均固定不动的轮系称为定轴轮系，如图11 2所示。图11-2定轴轮系11.1轮系的分类和功用2.周转轮系 轮系运转时，至少有一个齿轮的轴线不是固定的，而是绕另一个齿轮的固定轴线回转，这种轮系称为周转轮系，如图11 3所示。图11-3周转轮系11.1轮系的分类和功用11.1.2轮系的功用1.轮系可获得很大传动比 当两轴之间的传动比较大时，若仅用一对齿轮传动，则两个齿轮的齿数差一定很大，

2、导致小齿轮磨损加快。又因为大齿轮齿数太多，使得齿轮传动结构尺寸增大。为此，一对齿轮传动的传动比不能过大(一般i=35，imax8)，而采用如图11 4所示的大传动比的周转轮系可得到很大的传动比。2.轮系可以方便地实现变速要求 在定轴轮系中，当主动轴转速一定，而从动轴需要几种不同的转速时，通常采用变换两轴间啮合齿轮的方法来解决。如图11 5所示的滑移齿轮变速装置，改变滑移齿轮的位置可使从动轴获得两种不同的速度。11.1轮系的分类和功用图11-4大传动比的周转轮系图11-5滑移齿轮变速装置11.1轮系的分类和功用表11-1按齿轮与轴连接方式的不同分类11.1轮系的分类和功用3.轮系可以方便地实现变

3、向要求 两个外啮合圆柱齿轮的转向相反。据此，在定轴轮系中，主动轴的转向一定时，每增加一对外啮合圆柱齿轮传动，从动轴的转向就改变一次。图11-6所示为车床丝杠的三星轮变向机构，其中齿轮1是主动轮，齿轮4是从动轮，齿轮2、3是惰轮。图11-6b所示状态是主动轮1通过惰轮2和惰轮3，将运动传递到从动轮4，相当于三对外啮合圆柱齿轮传动，使主、从动轮的转向相反。若逆时针扳动手柄达到图11-6c所示状态，主动轮通过惰轮3(惰轮2空置)将运动传递到从动轮4，其间有两次外啮合圆柱齿轮传动，主、从动轮的转向相同，实现了从动轴的变向要求。11.1轮系的分类和功用图11-6车床丝杠的三星轮变向机构11.1轮系的分类

4、和功用4.轮系可合成或分解运动 周转轮系（图11 7）可以把两个独立运动合成为一个运动，也可以一个独立运动分解成两个独立的运动。图11-7差动轮系11.1轮系的分类和功用图11-8汽车后桥差速器 差动轮系的运动合成或分解特性被广泛应用于机床、计算机构和补偿调整等装置中。如图11-8所示的汽车后桥差速器即为分解运动的齿轮系。11.2定轴轮系传动比的计算11.2.1从动轮转动方向的确定直箭头示意法表11-2一对齿轮传动转向的表达11.2定轴轮系传动比的计算表11-2一对齿轮传动转向的表达11.2定轴轮系传动比的计算11.2.2定轴轮系传动比的计算如图11 9所示的定轴轮系中， 为动力输入轴，为动力

5、输出轴。首轮1转速为n1，末轮5转速为n5，轴与轴的传动比，即主动齿轮1与从动齿轮5的传动比称为该定轴轮系的总传动比i15。图11-9轮系11.2定轴轮系传动比的计算例11-1在如图11-10a所示的轮系中，已知各齿轮的齿数分别为z1=18，z2=20，z=25，z3=30，z =1(右旋)，z4=40，且已知n1=100r/min(转向如图中箭头所示)，求轮系中各轮的转向和轮系的传动比i14。图11-1011.2定轴轮系传动比的计算11.2.3任意从动齿轮的转速计算11.2定轴轮系传动比的计算例11-2图11-11所示为利用滑移齿轮进行变速的变速箱的传动系统，已知n1=，z1 = 19，z2

6、 = 38，z3 = 31，z4=26，z5=21，z6=36，z7=14。 按照不同的传动路线，输出轴的四挡转速和传动比各是多少？图11-11变速箱的传动系统11.2定轴轮系传动比的计算四个挡位时各齿轮的状态分析如下：1挡，A、B离合器合上，输入轴直接与输出轴连接。表11-3变速箱的传动路线、输出轴转速及传动比11.3减速器的类型和结构11.3.1减速器的应用和分类 如图11-12所示,减速器是原动机和工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速，以适应工作机的需要。减速器一般由封闭在箱体内的齿轮传动机构或蜗杆传动机构所组成。由于减速器使用维护方便，在现代机械中应用十分广泛。图11-12运输机

7、11.3减速器的类型和结构图11-13圆柱齿轮减速器(1)圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器如图11-13所示。(2)锥齿轮减速器锥齿轮减速器如图11-14所示。11.3减速器的类型和结构图11-14锥齿轮减速器11.3减速器的类型和结构图11-15蜗杆减速器(3)蜗杆减速器蜗杆减速器如图11-15所示。11.3减速器的类型和结构11.3.2减速器的结构1.减速器的组成部分 减速器（图11 16）的结构因其类型、用途不同而异，但无论何种类型的减速器，其基本结构都是由轴系部件、箱体及附件三部分组成的。图11-16减速器11.3减速器的类型和结构(1)轴系部件轴系部件包括传动件、轴和轴承组合。1)传动件

8、。2)轴。3)轴承组合。 轴承。轴承是支承轴的部件。由于滚动轴承摩擦因数比普通滑动轴承小、允许的转速较高，在轴颈尺寸相同时，滚动轴承宽度比滑动轴承小，可使减速器轴向结构紧凑，润滑、维护简便，且滚动轴承是标准件，所以减速器中广泛采用滚动轴承。 轴承盖。轴承盖用来固定轴承、承受轴向力，以及调整轴承间隙。轴承盖有嵌入式和凸缘式两种。凸缘式轴承盖调整轴承间隙方便，密封性好；嵌入式轴承盖质量较轻。11.3减速器的类型和结构 密封装置。 在输入和输出轴外伸处，为防止灰尘、水气及其他杂质进入轴承，引起轴承急剧磨损和腐蚀，以及防止润滑剂外漏，需在轴承盖中设置密封装置。 调整垫片。为了调整轴承间隙，有时也为了调

9、整传动件(如锥齿轮、蜗轮)的轴向位置，需放置调整垫片。调整垫片由若干薄软钢片组成，通过增减垫片的数量来达到调整的目的。(2)减速器箱体减速器箱体是用以支持和固定轴系零件，保证传动件的啮合精度、良好润滑及密封的重要零件。图11-17剖分式箱体的箱盖和箱座11.3减速器的类型和结构 减速器箱体按毛坯制造方式的不同分为铸造箱体和焊接箱体。铸造箱体较易获得合理和复杂的结构形状，刚度好，易进行切削加工，一般多用铸铁(HT150、HT200)材料制造。但铸造箱体制造周期长，重量较大，因而多用于成批生产。焊接箱体比铸造箱体壁薄，重量轻，生产周期短，多用于单件、小批生产。图11-18单级圆柱齿轮减速器的分解图

10、11.3减速器的类型和结构(3)减速器的附件为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计应给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度，加工及拆装检修时，箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。减速器的附件及功用如下：1)检查孔和通气塞。2)轴承盖。 3)定位销。4)油面指示器。5)放油螺塞。6)启箱螺钉。7)起吊装置。图11-19轴承盖11.3减速器的类型和结构2.减速器的标准 目前我国已制定了50140种齿轮及蜗杆减速器标准系列，并由专业的工厂生产。如圆柱齿轮减速器标准JB/T 88532001、圆弧圆柱蜗杆减速器标准JB/

11、T 79351999等，用户可根据产品目录选购。使用时，应优先采用合适的标准减速器，只有在选不到合适的标准减速器时，才需自行设计。例11-3代号ZLY514011.2IJB/T 88532001的含义。 11.4减速器的拆装11.4.1减速器的拆卸减速器的拆卸过程如下：1)仔细观察减速器外部各部分的结构。2)用扳手拆下检查孔盖板，考虑检查孔位置是否恰当，大小是否合适。3)拆卸箱盖，具体过程及要求如下： 用扳手拆卸上、下箱体之间的连接螺栓，拆下定位销。将螺栓、螺钉、垫片、螺母和销钉放在盘中，以免丢失，然后拧动启盖螺钉，使上下箱体分离，卸下箱盖。11.4减速器的拆装 仔细观察箱体内各零部件的结构和

12、位置。分析轴承的润滑方式和密封装置，包括外密封的形式，轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的宽度和厚度、肋板厚度、齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮齿顶圆与箱体底壁之间的距离、轴承内端面至箱内壁之间的距离。 卸下轴承盖，将轴和轴上零件一起从箱内取出，按合理顺序拆卸轴上零件。 测绘高速轴及其支承部件结构草图。11.4减速器的拆装11.4.2减速器的装配 装配减速器时，按先内部后外部的合理顺序进行。装配轴套和滚动轴承时，应注意方向，注意滚动轴承的合理装配方法，注意退回启盖螺钉，并在装配上、下箱盖之间的螺栓前先安装好定位销，最后拧紧各个螺栓。本 章 小 结1.轮系是由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统，轮系可分为定轴轮系和周转轮系。2.轮系的应用特点是：可获得很大的传动比，可作较远距离的传动，可实现变速和换向运动，可合成或分解运动。3.定轴轮系的传动比为首末两轮转速之比，等于各从动齿