機械設計基礎 課件 機械 第12章 減速器

第12章減速器減速器：一種由封閉在剛性殼體內的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪-蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用作原動件與工作機之間的減速傳動裝置.減速器分類：齒輪減速器

蝸桿減速器

行星減速器圓柱齒輪減速器圓錐齒輪減速器圓錐—圓柱齒輪減速器圓柱蝸桿減速器圓弧齒蝸桿減速器錐蝸桿減速器蝸桿—齒輪減速器漸開線行星齒輪減速器擺線齒輪減速器諧波齒輪減速器

常見減速器的主要類型、特點及應用1.齒輪減速器2.蝸桿減速器３.蝸桿-齒輪減速器12.5.2

減速器傳動比的分配使各級傳動的承載能力接近于相等使減速器的外廓尺寸和質量最小使傳動具有最小的傳動慣量使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等12.5減速器12.5.３減速器的結構1—下箱體2—油標指示器3—上箱體4—透氣孔5—檢查孔蓋6—吊環(huán)螺釘7—吊鉤8—油塞9—定位銷釘10—起蓋螺釘孔12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.1

行星齒輪系的分類

齒輪1、3和構件H均繞固定的互相重合的幾何軸線轉動，齒輪2空套在構件H上，與齒輪1、3相嚙合

齒輪2既繞自身軸線自轉又隨構件H繞另一固定軸線（軸線O-O）公。齒輪2稱為行星輪構件H稱為行星架。軸線固定的齒輪1、3則稱為中心輪或太陽輪。組成12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.1

行星齒輪系的分類分類通常將具有一個自由度的行星齒輪系稱為簡單行星齒輪系。將具有二個自由度的行星齒輪系稱為差動齒輪系。簡單行星齒輪系差動齒輪系12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.2

行星齒輪系的傳動比計算轉化機構法：

現(xiàn)假想給整個行星齒輪系加一個與行星架的角速度大小相等、方向相反的公共角速度則行星架H變?yōu)殪o止，而各構件間的相對運動關系不變化。齒輪1、2、3則成為繞定軸轉動的齒輪，因此，原行星齒輪系便轉化為假想的定軸齒輪系。

該假想的定軸齒輪系稱為原行星周轉輪系的轉化機構。轉化機構中，各構件的轉速如右表所示：行星架H太陽輪3行星輪2太陽輪1轉化齒輪系中的轉速行星齒輪系中的轉速構件12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.2

行星齒輪系的傳動比計算轉化機構中1、3兩輪的傳動比可以根據(jù)定軸齒輪系傳動的計算方法得出推廣后一般情況，可得：12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.2

行星齒輪系的傳動比計算注意事項：1）A、K、H三個構件的軸線應互相平行，而且必須將表示其轉向的正負上。首先應假定各輪轉動的同一正方向，則與其同向的取正號帶入，與其反向的取負號帶入。n2）公式右邊的正負號的確定：假想行星架H不轉，變成機架。則整個輪系成為定軸輪系，按定軸輪系的方法確定轉向關系。3）待求構件的實際轉向由計算結果的正負號確定。12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.2

行星齒輪系的傳動比計算空間行星輪系的兩齒輪A、K和行星架H三個構件的軸線應互相平行時，其轉化機構的傳動比仍可用式（12-2）來計算，但其正負號應根據(jù)轉化結構中A、K兩輪的轉向來確定，如上圖所示。12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.3

復合齒輪系的傳動比計算既包含定軸輪系又包含行星輪系的齒輪系。復合齒輪系：12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.3

復合齒輪系的傳動比計算計算混合輪系傳動比一般步驟：區(qū)別輪系中的定軸輪系部分和周轉輪系部分。分別列出定軸輪系部分和周轉輪系部分的傳動比公式，并代入已知數(shù)據(jù)。找出定軸輪系部分與周轉輪系部分之間的運動關系，并聯(lián)立求解即可求出混合輪系中兩輪之間的傳動比12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.3

復合齒輪系的傳動比計算[例題]在如圖所示的齒輪系中，已知求傳動比

[解]

該復合齒輪系由兩個基本齒輪系構成。齒輪1、2、2’、3、系桿H組成差動行星齒輪系；齒輪3’、4、5組成定軸齒輪系，齒輪5和系桿H做成一體，其中：對于定軸齒輪系對于行星齒輪系12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.3

復合齒輪系的傳動比計算12.2行星齒輪系傳動比的計算12.2.3

復合齒輪系的傳動比計算聯(lián)立各式，得為正值，說明齒輪1與系桿H轉向相同。12.3齒輪系的應用12.3.1

實現(xiàn)分路傳動

利用齒輪系可使一個主動軸帶動若干從動軸同時轉動，將運動從不同的傳動路線傳動給執(zhí)行機構的特點可實現(xiàn)機構的分路傳動。

如圖所示為滾齒機上滾刀與輪坯之間作展成運動的傳動簡圖。滾齒加工要求滾刀的轉速n坯需滿足的傳動比關系。主動軸I通過錐齒輪1輪齒輪2將運動傳給滾刀；同時主動軸又通過直齒輪3輪經(jīng)齒輪4—5、6、7—8傳至蝸輪9，帶動被加工的輪坯轉動，以滿足滾刀與輪坯的傳動比要求。

若想要用一對齒輪獲得較大的傳動比，則必然有一個齒輪要做得很大，這樣會使機構的體積增大，同時小齒輪也容易損壞。如果采用多對齒輪組成的齒輪系則可以很容易就獲得較大的傳動比。只要適當選擇齒輪系中各對嚙合齒輪的齒數(shù)，即可得到所要求的傳動比。在行星齒輪系中，用較少的齒輪即可獲得很大的傳動比。12.3.２獲得大的傳動比12.3齒輪系的應用12.3.3

實現(xiàn)換向傳動12.3齒輪系的應用

在主動軸轉向不變的情況下，利用惰輪可以改變從動軸的轉向。如圖所示車床上走刀絲桿的三星輪換向機構，扳動手柄可實現(xiàn)兩種傳動方案。12.3.4

實現(xiàn)變速傳動12.3齒輪系的應用在主動軸轉速不變的情況下，利用齒輪系可使從動軸獲得多種工作轉速。12.3.5

用于對運動進行合成與分解

在差動齒輪系中，當給定兩個基本構件的運動后，第三個構件的運動是確定的。換而言之，第三個構件的運動是另外兩個基本構件運動的合成。

同理，在差動齒輪系中，當給定一個基本構件的運動后，可根據(jù)附加條件按所需比例將該運動分解成另外兩個基本構件的運動。12.3齒輪系的應用

如圖所示為滾齒機中的差動齒輪系。滾切斜齒輪時，由齒輪4傳遞來的運動傳給中心輪1，轉速為n1；由蝸輪5傳遞來的運動傳給H，使其轉速為nH。這兩個運動經(jīng)齒輪系合成后變成齒輪3的轉速n3輸出。因則故12.3齒輪系的應用

如圖所示的汽車后橋差速器即為分解運動的齒輪系。在汽車轉彎時它可將發(fā)動機傳到齒輪5的運動以不同的速度分別傳遞給左右兩個車輪，以維持車輪與地面間的純滾動，避免車輪與地面間的滑動磨擦導致車輪過度磨損。12.3齒輪系的應用

若輸入轉速為n5，兩車輪外徑相等，輪距為2L，兩輪轉速分別為n1和n3，r為汽車行駛半徑。當汽車繞圖示P點向左轉彎時，兩輪行駛的距離不相等，其轉速比為:

差速器中齒輪4、5組成定軸系，行星架H與齒輪4固聯(lián)在一起，1-2-3-H組成差動齒輪系。對于差動齒輪系1-2-3-H，因z1=z2=z3，有:若汽車直線行駛，因n1=n3所以行星齒輪沒有自轉運動，此時齒輪1、2、3和4相當于一剛體作同速運動，即n1=n3=n4=n5/i54=n5z5/z4由此可知，差動齒輪系可將一輸入轉速分解為兩個輸出轉速。12.4其他新型齒輪傳動裝置簡介12.4.1

擺線針輪行星傳動12.4其他新型齒輪傳動裝置簡介擺線針輪行星傳動圖擺線形結構圖解

可以證明，擺線針輪行星傳動能保證傳動比恒定不變針齒銷數(shù)與擺線輪齒數(shù)的齒數(shù)差（z1－z2）只能為1，所以其傳動比為：12.4其他新型齒輪傳動裝置簡介擺線針輪行星減速器圖例12.4其他新型齒輪傳動裝置簡介12.4.2

諧波齒輪傳動波齒輪傳動由三個基本構件組成，即具有內齒的剛輪、可產(chǎn)生較大彈性變形的柔輪及波發(fā)生器。12.4其他新型齒輪傳動裝置簡介諧波齒輪的運動演示12.4其他新型齒輪傳動裝置簡介

由于柔輪比剛輪少個齒，故柔輪相對剛輪沿相反方向轉動個齒的角度，即反轉周，所以其傳動比為

諧波齒輪傳動可以獲得較大的傳動比，單級傳動的傳動比可達70~320。缺點是使用壽命會受柔輪疲勞損傷的影響。12.5.4

減速器的裝拆12.5減速器一、拆卸過程分解二、裝配過程分解1.減速器結構總覽2.拆去軸承端蓋3.移去聯(lián)接螺栓4.移去上蓋5.拆去上蓋部裝6.觀察齒輪嚙合旋轉7.拆去各軸8.拆卸輸入軸