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1、行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算
【一】能力目標(biāo)
1.能正確計(jì)算行星輪系和復(fù)合輪系的傳動(dòng)比。
2.熟悉輪系的應(yīng)用。
【二】知識(shí)目標(biāo)
1.掌握轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法求行星輪系的傳動(dòng)比。
2.掌握混合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。
3.熟悉輪系的應(yīng)用。
【三】教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):行星輪系、混合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。
難點(diǎn):轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法求輪系的傳動(dòng)比。
【四】教學(xué)方法與手段
采用多媒體教學(xué),聯(lián)系實(shí)際講授,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
【五】教學(xué)任務(wù)及內(nèi)容
任務(wù)
知識(shí)點(diǎn)
行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算
1. 行星輪系的傳動(dòng)比
2. 混合輪系的傳動(dòng)比
一、行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算
(一)行星輪系的分類
若輪系中,
2、至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線不固定,而繞其它齒輪的固定幾何軸線回轉(zhuǎn),則稱為行星輪系。
行星輪系的組成:行星輪、行星架(系桿)、太陽(yáng)輪
(二)行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算
以差動(dòng)輪系為例(反轉(zhuǎn)法)
轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)(定軸輪系) T的機(jī)構(gòu)
1
2
3
4
差動(dòng)輪系:2個(gè)運(yùn)動(dòng)
行星輪系:,
對(duì)于行量輪系:
∴
∴
例12.2:圖示為一大傳動(dòng)比的減速器,Z1=100,Z2=101,Z2=100,Z3=99。求:輸入件H對(duì)輸出件1的傳動(dòng)比iH1
解:1,3中心輪;2,2行星輪;H行星架
給整個(gè)機(jī)構(gòu)(-WH)繞OO軸
3、轉(zhuǎn)動(dòng)
∵W3=0
∴
∴
若Z1=99
行星輪系傳動(dòng)比是計(jì)算出來(lái)的,而不是判斷出來(lái)的。
(三)復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算
復(fù)合輪系:輪系中既含有定軸輪系又含有行星輪系,或是包含由幾個(gè)基本行星輪系的復(fù)合輪系。
復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算:先將混合輪系分解成行星輪系和定軸輪系,然后分別列出傳動(dòng)比計(jì)算式,最后聯(lián)立求解。
1、分析輪系的組成
1、2、2、3——定軸輪系;
1、4、3、H——周轉(zhuǎn)輪系
2、分別寫出各輪系的傳動(dòng)比
定:
周:
3、找出輪系之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系
聯(lián)立求解:
(H,5這一整體)
例12.3
4、電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器, Z1=24,Z2=48,Z2=30,Z3=90
Z3=20,Z4=30,Z5=80,求i1H
解:(1)1,2-2,3,H——周轉(zhuǎn)輪系;3,4,5——定軸輪系
(2)
(3)
(4)聯(lián)立
若
二、齒輪系的應(yīng)用
(一)定軸輪系的應(yīng)用
1、實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng)
2、實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)(減小機(jī)構(gòu)的尺寸和重量)
3、實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)
4、實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)(汽車齒輪變速箱)
5、實(shí)現(xiàn)多分路傳動(dòng)(機(jī)械式鐘表機(jī)構(gòu))
(二)行星輪系和復(fù)合輪系的應(yīng)用
1、實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比
2、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成
3、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的分解。(汽車后橋差減速器)
4
5、、實(shí)現(xiàn)變速、換向傳動(dòng)
5、結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)
6、利用行星輪輸出的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)滿足某些特殊要求。
三、其他新型齒輪傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)介
(一)擺線針輪行星傳動(dòng)
擺線針輪行星傳動(dòng)的工作原理、輸出機(jī)構(gòu)與漸開線少齒差行星傳動(dòng)基本相同,其結(jié)構(gòu)上的差別在于行星輪2改為延長(zhǎng)外擺線的等距曲線作齒廓稱為擺線輪;用針棒代替中心輪1的輪齒,稱為針輪。
擺線針輪行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
具有減速比大(一般可達(dá)iHV=9~ 115,多級(jí)可獲得更大的減速比),結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高(一般可達(dá)90%~ 94% 左右)、傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。此外,還有無(wú)齒頂相碰和齒廓重疊干涉等問(wèn)題。
(二)諧波齒輪傳動(dòng)
這種傳動(dòng)是借助波發(fā)生
6、器迫使相當(dāng)于行星輪的柔輪產(chǎn)生彈性變形,來(lái)實(shí)現(xiàn)與鋼輪的嚙合。
諧波齒輪傳動(dòng)由三個(gè)基本構(gòu)件組成:諧波發(fā)生器、剛輪、柔輪。
四、減速器
減速器的種類很多。常用的齒輪及蝸桿減速器按其傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),大致可分為三類:
(1)齒輪減速器:主要有圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐—圓柱齒輪減速器三種。
(2)蝸桿減速器:主要有圓柱蝸桿減速器、圓弧齒蝸桿減速器、錐蝸桿減速器和蝸桿—齒輪減速器等。
(3)行星減速器:主要有漸開線行星齒輪減速器、擺線針輪減速器和諧波齒輪減速器等。
(一)常用減速器的主要類型、特點(diǎn)和應(yīng)用
1、齒輪減速器
齒輪減速器按減速齒輪的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和多級(jí)減速
7、器幾種;按軸在空間的相互配置方式可分為立式和臥式減速器兩種;按運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的特點(diǎn)可分為展開式、同軸式和分流式減速器等。單級(jí)圓柱齒輪減速器的最大傳動(dòng)比一般為8——10,作此限制主要為避免外廓尺寸過(guò)大。若要求i>10時(shí),就應(yīng)采用二級(jí)圓柱齒輪減速器。
二級(jí)圓柱齒輪減速器應(yīng)用于i:8—50及高、低速級(jí)的中心距總和為250—400mmm的情況下。三級(jí)圓柱齒輪減速器,用于要求傳動(dòng)比較大的場(chǎng)合。圓錐齒輪減速器和二級(jí)圓錐—圓柱齒輪減速器,用于需要輸入軸與輸出軸成90~配置的傳動(dòng)中。因大尺寸的圓錐齒輪較難精確制造,所以圓錐—圓柱齒輪減速器的高速級(jí)總是采用圓錐齒輪傳動(dòng)以減小其尺寸,提高制造精度。齒輪減速器的特點(diǎn)是效
8、率高、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便,因而應(yīng)用極為廣泛。
2、蝸桿減速器
蝸桿減速器的特點(diǎn)是在外廓尺寸不大的情況下可以獲得很大的傳動(dòng)比,同時(shí)工作平穩(wěn)、噪聲較小,但缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率較低。蝸桿減速器中應(yīng)用最廣的是單級(jí)蝸桿減速器。
單級(jí)蝸桿減速器根據(jù)蝸桿的位置可分為上置蝸桿、下置蝸桿及側(cè)蝸桿三種,其傳動(dòng)比范圍一般為i:10—70。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能選用下置蝸桿的結(jié)構(gòu),以便于解決潤(rùn)滑和冷卻問(wèn)題。
3、蝸桿—齒輪減速器
這種減速器通常將蝸桿傳動(dòng)作為高速級(jí),因?yàn)楦咚贂r(shí)蝸桿的傳動(dòng)效率較高。它適用的傳動(dòng)比范圍為50—130。
(二)減速器傳動(dòng)比的分配
由于單級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)比最大不超過(guò)10,當(dāng)總傳動(dòng)比要求超過(guò)此
9、值時(shí),應(yīng)采用二級(jí)或多級(jí)減速器。此時(shí)就應(yīng)考慮各級(jí)傳動(dòng)比的合理分配問(wèn)題,否則將影響到減速器外形尺寸的大小、承載能力能否充分發(fā)揮等。根據(jù)使用要求的不同,可按下列原則分配傳動(dòng)比:
(1)使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力接近于相等;
(2)使減速器的外廓尺寸和質(zhì)量最??;
(3)使傳動(dòng)具有最小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;
(4)使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等。
(三)減速器的結(jié)構(gòu)
圖示為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu),它主要由齒輪(或蝸桿)、軸、軸承、箱體等組成。箱體必須有足夠的剛度,為保證箱體的剛度及散熱,常在箱體外壁上制有加強(qiáng)肋。為方便減速器的制造、裝配及使用,還在減速器上設(shè)置一系列附件,如檢查孔、透氣孔、油標(biāo)尺或油面指示器、吊鉤及起蓋螺釘?shù)取?
小結(jié):
1、行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。
2、混合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。
3、輪系的應(yīng)用。
作業(yè)與思考:
1、“轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法”的根據(jù)何在?
2、擺線針輪行星傳動(dòng)中,針輪與擺線輪的齒數(shù)差為多少?
3、諧波齒輪減速器與擺線針輪減速器相比有何特點(diǎn)?