化工机械基础课件轮系与减速器

第18章轮系与减速器18.1

轮系18.2定轴轮系及其传动比18.3周转轮系及其传动比18.4普通减速器的类型和特点18.5摆线针轮行星减速器18.6谐波传动减速器18.1轮系前面讨论一对齿轮转动，实际机械中，往往需要应用一系列齿轮传动来满足工作要求。轮系—由一系列齿轮所构成的传动系统。★可获得大的传动比。一、轮系的功用★可作较远距离的传动。★可使从动轴获得多种转速。★可改变从动轴的转向。可获得大的传动比当主动轴和从动轴之间需要较大的传动比时，如果只用一对齿轮来转动，两轮齿轮齿数、寿命相差大，而且传动的外廓尺寸也要增大。可作较远距离的传动如果两轴距离较远，如果只用一对齿轮来传动，则两轮所占的空间就很大。可使传动轴获得多种转速右图：主动轴O1转速不变,移动双联齿轮1-1′,使之与从动轴上两个齿数不同的齿轮2和2′分别啮合,即可使从动轴O2获得两种不同的转速,从而达到变速的目的。在主动轴转速不变的条件下,应用轮系可使从动轴获得多种不同的转速。可改变从动轴的转向当主动轴转向不变时,可利用轮系中的惰轮来改变从动轴的转向。如下图所示的轮系,主动轮1转向不变,可通过扳动手柄改变中间轮的位置,从而达到从动轮4变向的目的。二、轮系的分类一般分为二类：定轴轮系周转轮系差动轮系行星轮系轮系定轴轮系：所有齿轮的轴线位置都固定不动周转轮系（动轴轮系）：传动时，至少有一个齿轮的轴线要绕另一固定轴线转动O11H23O2OH差动轮系：没有不转动的中心轮行星轮系：有一个中心轮不转动周转轮系18.2定轴轮系及其传动比对定轴轮系，不但要确定传动比大小，还要确定首末两轮之间的转向关系。1-首轮，5-末轮22’、33’-双联齿轮12、3’4、45-外啮合2’3-内啮合一、定轴轮系复习：一对齿轮的传动比12—表示两轮转向相反

外啮合二、定轴轮系的传动比已知各轮齿数，且齿轮1为主动轮（首轮），齿轮5为从动轮（末轮），则该轮系的总传动比为515115nni==ww从首轮1到末轮5之间，各对啮合齿轮传动比的大小：将上述各式两边分别连乘，并整理得该轮系的总传动比为结论：（1）定轴轮系的传动比等于轮系中各对齿轮传动比的连乘积；（2）其大小等于所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比，即：m—外啮合齿数，(－1)m为正，表示首末两轮的转向相同，(－1)m为负，表示首末两轮转向相反。齿轮4既是前一对齿轮的从动轮，又是后一对齿轮的主动轮，其齿数对轮系传动比的大小没有影响，但可以改变齿轮转向，这种齿轮称为惰轮。1．轮系中各轮几何轴线均互相平行，可用(－1)m来判断，亦可用画箭头法确定。2．轮系中各轮的几何轴线不都平行，只能用画箭头法确定。首、末轮转向关系的确定12(a)(b)21(c)21圆锥齿轮传动，箭头是同时指向啮合点或同时背离啮合点。圆柱齿轮传动，外啮合箭头相反；内啮合箭头相同。各种类型齿轮机构标注箭头规则18.3周转轮系及其传动比H1O1H232OO一、周转轮系行星轮：轴线位置变动的齿轮，既作自转又作公转。转臂（行星架）：支持行星轮作自转和公转的构件。中心轮（太阳轮）：轴线位置固定的齿轮。转臂与中心轮的几何轴线必须重合，否则不能传动。O11H23O2OH差动轮系：没有不转动的中心轮行星轮系：有一个中心轮不转动周转轮系2KH型行星轮系2KH型行星轮系3H12

周转轮系与定轴轮系的本质区别，就在于它有一个不绕固定轴线转动行星轮，或者说，它有一个活动的转臂。二、周转轮系的传动比基本思想是：设法把周转轮系转化为定轴轮系，然后间接地利用定轴轮系的传动比公式求解周转轮系传动比。

周转轮系中，行星轮不是绕固定轴线转动，因此其传动比不能直接用求解定轴轮系传动比的方法来计算。周转轮系与定轴轮系的本质区别，就在于它有一个活动的转臂，如果使转臂固定下来（前提：保持各构件相对运动关系不变），周转轮系就转化成定轴轮系了。采用反转法。设转臂H的转速为nH，若给整个轮系加上一个公共转速（-nH），则转臂H的转速为零（静止不动）。根据相对运动原理，这样并不影响轮系中各构件的相对运动关系。这样，周转轮系就转化成假想的定轴轮系，这个轮系称为周转轮系的转化轮系，其传动比计算方法与定轴轮系相同。转化后的定轴轮系（转化轮系）和原周转轮系中各齿轮的转速关系为：转化轮系中，各构件的转速右上方都有上角标H，表示这些转速是各构件相对转臂H的相对转速。分析：转化轮系中齿轮1与齿轮3的传动比为负号表示转化轮系中齿轮1与齿轮3的转向相反。推广：对周转轮系中任意二个齿轮G、K，有：在各轮齿数已知的情况下，只要给定nG、nk、nH

中任意两项，即可求得第三项，从而可求出这三个构件中任意两构件之间的传动比。转向可以根据传动比的正负来判定。1.将各构件的转速代入计算式时，必须带有±号。可先假定某已知构件的转向为正，则另一个构件的转向与其相同时取正号，与其相反取负号。利用公式计算时应注意：2.123H【例18-1】123H【例18-2】已知z1=27，z2=17，z3=61，n1=3000r/min,�求传动比i1H和nH、n2解：视轮1为主动，轮3为从动，则有：因n3=0，所以得到解上式得：设n1转向为正122′3H【例18-3】18.4普通减速器的类型和特点减速器（又称减速机、减速箱）是一台独立的传动装置。它由箱体、齿轮（或蜗轮蜗杆）、传动轴、轴承等组成。常安装在电动机与工作机之间，起降低转速的作用。有时也用来增速，这时则称为增速器。齿轮减速器蜗杆减速器蜗杆－齿轮减速器行星齿轮减速器摆线针轮减速器谐波齿轮减速器类型这六种减速器已有标准系列产品，只有在选不到合适的产品时，才自行设计制造减速器。减速器的类型很多，常用的有：普通减速器传动件是圆柱齿轮，只用于平行轴间的传动。特点是：传递功率大、效率高、工作可靠、寿命长、维护简便。分单级、二级、三级。一、圆柱齿轮减速器直齿：i<5斜齿人字齿：i≤8单级i=8～50两级（展开式）i≥40三级二级以上圆柱齿轮减速器，按齿轮的布置形式，可分为展开式、分流式和同轴式三种。展开式结构简单，应用最广，但齿轮相对轴承非对称布置，受载时轴弯曲变形，使载荷沿齿宽分布不均，故轴刚性要好。分流式，齿轮相对轴承对称布置，载荷沿齿宽分布较均匀，受载情况较好，适于重载或变载荷场合，但其结构比较复杂。同轴式，输入轴与输出轴在同一轴线上，箱体较短，但箱体内需设置轴承支座，使箱体轴向尺寸增大，中间轴加长，结构变得复杂。产品实例：展开式三级圆柱齿轮减速器主要用于输入轴与输出轴相交、传递功率不大和速度不高的场合；传动比大时，可采用两级或两级以上的圆锥—圆柱齿轮减速器。二、圆锥齿轮减速器单级双级圆锥齿轮常为悬臂布置，常将圆锥齿轮作为高速级。(n↑，T↓，受力小，md↓,制易)汽车后轮中的传动机构三、蜗杆减速器蜗杆减速器用于输入轴与输出轴需要在空间正交（垂直交错）的场合。它的传动比大，结构紧凑，工作平稳，噪声小，但其效率较低。当蜗杆圆周速度v≤4m/s时，宜取下置式，有利于啮合处润滑冷却；否则上置式，减少搅油损失。当传动比要求较大时，可采用齿轮─蜗杆减速器或蜗杆─齿轮减速器。兼有二者的优点。蜗杆--齿轮减速器一、普通减速器的基本结构18.5普通减速器的基本结构与润滑1、齿轮、轴及轴承组合2、箱体3、减速器附件以单级圆柱齿轮减速器为例。其基本结构有三大部分:箱体是减速器的重要部件，箱体通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢。为了便于箱体的制造和装拆，箱体做成剖分式，上面是箱盖，下面的箱座；箱盖和箱座用螺栓联接成一体。为保证安装时箱盖与箱座的准确定位，在箱体两端各安装一个圆锥定位销。为检查传动零件的啮合情况，并方便向箱内注入润滑油，一般在箱盖顶部设置检查孔，这样能直接观察到齿轮啮合部位处。平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。减速器连续工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大。为使箱内热胀空气能自由排出，保持箱内外气压平衡，不致使润滑油沿剖分面等处渗漏，通常在箱体顶部装设排气装置。轴承座孔两端用轴承盖封闭。凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔,其中装有密封装置，防止异物进入轴承。在箱体一侧装设油标尺或油面指示器（图中采用的油标尺），以便检查箱体底部油池的油面的高度，经常保持油池内有适量的油。换油，或清理箱底时排放污油，需要在箱座底部、油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住。放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。当减速器重量超过2