【機械設(shè)計基礎(chǔ)】第五章輪系

【機械設(shè)計基礎(chǔ)】第五章輪系匯報人：AA2024-01-14CATALOGUE目錄輪系概述齒輪傳動設(shè)計基礎(chǔ)蝸桿傳動設(shè)計基礎(chǔ)輪系的運動分析輪系的受力分析輪系的設(shè)計與應(yīng)用01輪系概述定義與分類定義輪系是由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)，用于傳遞動力和扭矩。分類根據(jù)輪系中齒輪的軸線位置關(guān)系，輪系可分為平行軸輪系、相交軸輪系和交錯軸輪系三類。輪系可實現(xiàn)遠距離的動力傳輸和扭矩放大，同時改變轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。作用輪系具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、承載能力強、工作平穩(wěn)等特點。特點輪系的作用與特點齒輪是輪系中的基本元件，用于傳遞動力和扭矩。齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等參數(shù)決定了輪系的傳動性能。齒輪軸用于支撐齒輪并傳遞扭矩，其強度和剛度直接影響輪系的承載能力和傳動精度。軸軸承用于支撐軸和齒輪，減小摩擦和磨損，保證輪系的正常運轉(zhuǎn)。軸承箱體是輪系的支撐和保護結(jié)構(gòu)，用于固定軸和軸承，同時起到密封和散熱的作用。箱體輪系的組成要素02齒輪傳動設(shè)計基礎(chǔ)兩軸線平行的齒輪傳動，包括正齒輪、斜齒輪等。特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高。平行軸齒輪傳動相交軸齒輪傳動交錯軸齒輪傳動兩軸線相交的齒輪傳動，如直齒錐齒輪傳動。特點是可改變傳動方向。兩軸線既不平行也不相交的齒輪傳動，如蝸桿蝸輪傳動。特點是傳動比較大，但效率相對較低。030201齒輪傳動的類型與特點根據(jù)齒輪傳動的使用要求和加工成本，選擇適當?shù)木鹊燃墸话惴譃?~9級，數(shù)字越小精度越高。合理選擇齒輪的公差帶和配合性質(zhì)，以保證傳動的平穩(wěn)性、噪聲和振動等性能要求。齒輪傳動的精度等級與公差配合公差配合精度等級失效形式包括輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕、齒面膠合等。設(shè)計準則根據(jù)失效形式，制定相應(yīng)的設(shè)計準則，如強度準則、耐磨性準則等，以保證齒輪傳動的可靠性。同時，還需考慮制造、安裝和維護等方面的要求。齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準則03蝸桿傳動設(shè)計基礎(chǔ)類型圓柱蝸桿傳動、環(huán)面蝸桿傳動和錐蝸桿傳動。其中圓柱蝸桿傳動應(yīng)用最為廣泛。特點傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，噪音小，但效率低，易發(fā)熱，需良好的潤滑和散熱條件。蝸桿傳動的類型與特點參數(shù)選擇包括模數(shù)、壓力角、蝸桿頭數(shù)、蝸桿分度圓直徑、中心距等。這些參數(shù)的選擇直接影響傳動的性能和尺寸。計算根據(jù)傳動比、輸入功率、轉(zhuǎn)速等條件，進行蝸桿傳動的受力分析和強度計算，以確定合適的參數(shù)和尺寸。蝸桿傳動的參數(shù)選擇與計算蝸桿傳動的效率較低，一般只有0.7～0.9。為了提高效率，可采用多頭蝸桿、減小摩擦系數(shù)、降低輸入轉(zhuǎn)速等措施。效率良好的潤滑對蝸桿傳動的性能和使用壽命至關(guān)重要。一般采用油浴潤滑或噴油潤滑，選擇合適的潤滑油和油量，并定期更換和清洗。潤滑蝸桿傳動的效率與潤滑04輪系的運動分析根據(jù)定軸輪系中各齒輪的齒數(shù)，計算傳動比，確定輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)速關(guān)系。傳動比計算通過齒輪嚙合關(guān)系和傳動比，判斷輸出軸的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向判斷考慮齒輪嚙合摩擦、軸承摩擦等因素，分析定軸輪系的傳動效率。效率分析定軸輪系的運動分析將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系，利用定軸輪系的分析方法計算傳動比和判斷轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)化機構(gòu)法分析周轉(zhuǎn)輪系中各構(gòu)件的相對運動，根據(jù)相對速度、相對加速度等參數(shù)，求解周轉(zhuǎn)輪系的運動特性。相對運動法利用瞬心線概念，確定周轉(zhuǎn)輪系中各構(gòu)件的瞬心位置，進而求解傳動比和轉(zhuǎn)向。瞬心法周轉(zhuǎn)輪系的運動分析

混合輪系的運動分析分段分析法將混合輪系分段為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系，分別進行分析，再根據(jù)連接關(guān)系綜合求解。轉(zhuǎn)化機構(gòu)法將混合輪系中的周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系，統(tǒng)一采用定軸輪系的分析方法。計算機輔助分析法利用計算機輔助設(shè)計軟件，對混合輪系進行建模和仿真分析，獲取其運動特性。05輪系的受力分析齒輪傳動的受力分析主動輪上的圓周力Ft1與從動輪上的圓周力Ft2大小相等，方向相反，作用在各自的輪緣上。對于外齒輪，圓周力方向指向各自輪心；對于內(nèi)齒輪，圓周力方向背離各自輪心。圓周力Ft對于外齒輪，徑向力指向各自輪心；對于內(nèi)齒輪，徑向力背離各自輪心。主動輪上的徑向力Fr1與從動輪上的徑向力Fr2大小相等，方向相反。徑向力Fr蝸桿圓周力Ft1作用在蝸桿分度圓上，方向垂直于蝸桿軸線并指向蝸桿旋轉(zhuǎn)方向。蝸桿徑向力Fr1作用在蝸桿分度圓上，方向垂直于蝸桿軸線并指向蝸桿中心。蝸桿軸向力Fa1作用在蝸桿軸線上，方向由蝸桿的旋向和螺旋線的旋向決定。蝸輪圓周力Ft2作用在蝸輪分度圓上，方向與蝸桿圓周力Ft1相反。蝸輪徑向力Fr2作用在蝸輪分度圓上，方向與蝸桿徑向力Fr1相反。蝸輪軸向力Fa2作用在蝸輪軸線上，方向與蝸桿軸向力Fa1相反。蝸桿傳動的受力分析VS輪系中各齒輪的受力狀況取決于其相對位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩等因素。在輪系中，各齒輪的受力狀況可能不同，但總體上呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。影響因素影響輪系受力的主要因素包括齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、齒寬、螺旋角等參數(shù)以及齒輪的加工精度、安裝精度和使用條件等。此外，潤滑條件、溫度變化和載荷波動等因素也會對輪系的受力產(chǎn)生影響。輪系受力特點輪系的受力特點及影響因素06輪系的設(shè)計與應(yīng)用繪制輪系圖根據(jù)設(shè)計結(jié)果，繪制輪系圖，包括齒輪的排列、嚙合方式、軸承和軸的結(jié)構(gòu)等。確定傳動比和中心距根據(jù)機械傳動需求和空間限制，確定輪系的傳動比和中心距。設(shè)計齒輪結(jié)構(gòu)根據(jù)齒輪參數(shù)和機械強度要求，設(shè)計齒輪的結(jié)構(gòu)形式，如直齒、斜齒、人字齒等。確定輪系類型根據(jù)機械傳動需求，選擇適合的輪系類型，如定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系等。選擇齒輪參數(shù)根據(jù)設(shè)計要求和機械性能，選擇合適的齒輪模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等參數(shù)。輪系的設(shè)計步驟與方法工業(yè)齒輪箱工業(yè)齒輪箱是機械設(shè)備中的重要傳動部件，其中的輪系設(shè)計需要根據(jù)機械設(shè)備的性能要求進行定制，以實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的動力傳輸。汽車變速箱汽車變速箱中的齒輪傳動系統(tǒng)就是一個典型的輪系應(yīng)用實例，通過不同齒輪的組合實現(xiàn)不同的傳動比，從而滿足汽車在不同行駛狀態(tài)下的動力需求。鐘表機構(gòu)鐘表機構(gòu)中的輪系設(shè)計非常精密，通過多個小齒輪的嚙合實現(xiàn)時間的準確計量和顯示。輪系在機械中的應(yīng)用實例定期檢查更換磨損件清洗與潤滑調(diào)整與緊固輪系的維護與保養(yǎng)01020304定期對輪系進行檢查，包