蜗轮蜗杆轮系.

蜗杆蜗轮传动1、用于降速传递交错轴之间的回转运动和动力。蜗杆主动、蜗轮从动。2、蜗杆有左旋、右旋之分，蜗轮的旋向与配对的蜗杆相同。旋向判别：以轴心线为界，螺旋线相对轴线往左上升为左旋；往右上升为右旋。蜗杆分左旋和右旋左旋右旋蜗杆还有单头和多头之分3、蜗杆传动比：i=n1/n2=z2/z14、回转方向的判定：右旋右手、左旋左手。四指指向蜗杆回转方向，蜗轮的回转方向与大拇指指向相反。蜗轮的转向12左右手法：左旋左手，右旋右手，四指转向1，拇指反向；即为v2。2v1、右旋蜗杆转动，蜗轮如何动？2、左旋蜗杆转动，蜗轮如何动？3、蜗轮转动，右旋蜗杆如何动？4、判断蜗杆旋向。5、蜗轮转动，左旋蜗杆如何动？6、判断蜗杆旋向。课堂练习1）传动比大，一般i=10~80，最大可达1000；2）重合度大，传动平稳，噪声低；4）蜗杆传动的主要缺点齿面的相对滑动速度大，效率低；主要用于中小功率，间断工作的场合。广泛用于机床、冶金、矿山及起重设备中。5、蜗杆传动的特点：3）结构紧凑，可实现反行程自锁；5）蜗轮的造价较高。几种机械传动形式的特点传动形式主要优点主要缺点带传动中心距变化范围大，可用于较远距离的传动，传动平稳，噪音小，能缓冲吸振，有过载保护作用，结构简单，成本低，安装要求不高有滑动，传动比不能保持恒定，外廓尺寸大，带的寿命较短（通常为3500h～5000h），由于带的摩擦起电不宜用于易燃、易爆的地方，轴和轴承上作用力大链传动中心距变化范围大，可用于较远距离的传动，在高温、油、酸等恶劣条件下能可靠工作，轴和轴承上的作用力小虽然平均速比恒定，但运转时瞬时速度不均匀，有冲击、振动和噪音，寿命较低（一般为5000h～15000h）齿轮传动外廓尺寸小，效率高，传动比恒定，圆周速度及功率范围广，应用最广制造和安装精度要求较高，不能缓冲，无过载保护作用，有噪音蜗杆传动结构紧凑，外廓尺寸小，传动比大，传动比恒定，传动平稳，无噪音，可做成自锁机构效率低，传递功率不宜过大，中高速需用价贵的青铜，制造精度要求高，刀具费用高问题：大传动比传动i=12i=60i=720时针：1圈分针：12圈秒针：720圈12小时轮系现代机械中，为了满足不同的工作要求只用一对齿轮传动往往是不够的，通常用一系列齿轮共同传动。这种由一系列齿轮组成的传动系统称为齿轮系（简称轮系）。轮系一轮系的类型定义：由齿轮组成的传动系统－简称轮系本节要解决的问题：轮系分类周转轮系（轴有公转）定轴轮系（轴线固定）复合轮系（两者混合)）差动轮系行星轮系1.轮系传动比i的计算;2.从动轮转向的判断。平面定轴轮系空间定轴轮系知识链接齿轮在轴上的固定方式齿轮与轴之间的关系结构简图单一齿轮双联齿轮固定（齿轮与轴固定为一体，齿轮与轴一同转动，齿轮不能沿轴向移动）空套（齿轮与轴空套，齿轮与轴各自转动，互不影响）滑移（齿轮与轴周向固定，齿轮与轴一同转动，但齿轮可沿轴向滑移）定轴轮系周转轮系各齿轮的轴线相对于机架的位置固定不变至少有一个齿轮的轴线相对于机架的位置是变化的周转轮系的组成如图所示，黄色齿轮既自转又公转称为行星轮；绿色和灰色齿轮的几何轴线的位置固定不动称为太阳轮，它们分别与行星轮相啮合；支持行星轮作自转和公转的构件称为行星架或系杆。行星轮、太阳轮、行星架以及机架组成周转轮系。一个基本周转轮系中，行星轮可有多个，太阳轮的数量不多于两个，行星架只能有一个。复合轮系（混合轮系）：既含有定轴轮系又含有周转轮系，或包含有几个基本周转轮系的复杂轮系。aaabbbnin轮系的传动比：是指轮系中输入轴（主动轮）的角速度（或转速）与输出轴（从动轮）的角速度（或转速）之比，即:角标a和b分别表示输入和输出轮系的传动比计算，包括计算其传动比的大小和确定输出轴的转向两个内容。二、定轴轮系传动比的计算二、定轴轮系传动比的计算1.平面定轴轮系传动比的计算传动比大小的计算122112zznni322332zninz343443nzinz455445zznni123423451223344523451234nnnnzzzziiiinnnnzzzz23452351151223344551234123zzzzzzzniiiiinzzzzzzz22nn33nn上式表明：平面定轴轮系传动比的大小等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮中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。推广：设轮1为起始主动轮，轮K为最末从动轮，则平面定轴轮系的传动比的一般公式为:11轮1至轮间所有从动轮齿数的连乘积轮1至轮间所有主动轮齿数的连乘积kknkink二、定轴轮系传动比的计算惰轮（Z4）只改变齿轮副中从动轮回转方向，不影响齿轮副传动比大小的齿轮。1.从动轮转向的确定平面定轴轮系从动轮的转向，也可以采用画箭头的方法确定。箭头方向表示齿轮（或构件）最前点的线速度方向。作题方法如图所示。传动比正负号规定：两轮转向相同(内啮合)时传动比取正号，两轮转向相反(外啮合)时传动比取负号，轮系中从动轮与主动轮的转向关系，可根据其传动比的正负号确定。外啮合次数为偶数（奇数）时轮系的传动比为正（负），进而可确定从动件的转向。图中外啮合次数为3次，所以传动比为负，说明轮5与轮1转向相反。二、定轴轮系传动比的计算2.空间定轴轮系传动比的计算传动比的大小仍采用推广式计算，确定从动轮的转向，只能采用画箭头的方法。圆锥齿轮传动，表示齿轮副转向的箭头同时指向或同时背离节点。蜗杆传动，从动蜗轮转向判定方法用蜗杆“左、右手法则”：对右旋蜗杆，用右手法则，即用右手握住蜗杆的轴线，使四指弯曲方向与蜗杆转动方向一致，则与拇指的指向相反的方向就是蜗轮在节点处圆周速度的方向。对左旋蜗杆，用左手法则，方法同上。方向判断如图所示总结：定轴轮系的传动比主动齿轮齿数连乘积从动齿轮齿数连乘积kki11大小：方向：m)1(法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况）画箭头法（适合任何定轴轮系）结果表示：主动齿轮齿数连乘积从动齿轮齿数连乘积kki11±（输入、输出轴平行）图中画箭头表示（其它情况）如图所示轮系，已知各齿轮齿数及n1转向，求i19和判定n9转向。136897542ⅠⅥⅡⅣⅢⅤ为正，首末两轮回转方向相同。惰轮896745231219iiiiii9876543221nnnnnnnnnn))()()()((8967452312zzzzzzzzzz86419753419)1(zzzzzzzzi即解：1n9n转向也可通过在图上依次画箭头来确定。注：齿轮z2的大小对总传动比i19毫无影响，叫惰轮。例题：在如图所示的轮系中，已知蜗杆的转速为(顺时针），z1=2，z2=60，=20,z3=24,=20,z4=24,=30,z5=35,=28,z6=135。求n6的大小和方向。min/9001rn'2z'3z'4z'5z例：图示的轮系中，已知各齿轮的齿数Z1=20,Z2=40,Z'2=15,Z3=60,Z'3=18,Z4=18,Z7=20,齿轮7的模数m=3mm,蜗杆头数为1（左旋），蜗轮齿数Z6=40。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求齿条8的速度和移动方向。1O2O1H3太阳轮/中心轮行星轮系杆/转臂/行星架1OHO12O13O行星轮系有一太阳轮固定不动1OOHO12O13差动轮系太阳轮都能转动三、周转轮系传动比的计算根据相对运动原理，假想对整个行星轮系加上一个与行星架转速nH大小相等而方向相反的公共转速-nH，则行星架被固定，而原构件之间的相对运动关系保持不变。这样，原来的行星轮系就变成了假想的定轴轮系。这个经过一定条件转化得到的假想定轴轮系，称为原周转轮系的转化轮系。三、周转轮系传动比的计算周转轮系传动比分析转化轮系传动比：对于行星轮系，若n3=0,有1OOH231O2H3n1n2n3nH-nH0HHHHnnn123H构件原机构转化机构(定轴)n1n2n3nHHHnnn11HHnnn22HHnnn33转化机构法：-nHHi13HHnn31HHnnnn312312zzzz13zz1313111zziiHH周转轮系传动比转化轮系传动比：实际轮系传动比：)'1('2132111)1(kkmHkHHkHHkzzzzzznnnnnnikknni11写转化轮系传动比定义及大小，1,K,H轴线必须平行注意：转向判别用＋、－号，判别错误影响严重，千万当心!!如图所示。已知:z1=100,z2=101,z2’=100,z3=99试求传动比iH1分析：轮系类型——周转轮系注意周转轮系，不管求解什么，一定用转化机构法，记住“要领”例题1H2’23解：Hi13HHnnnn31)()('2312zzzzn3=0100009999HHnnn110000999911Hnn10000111000099991Hnn100001111nniiHHH1000099991001009910110010110010010010110010110010110011100101100若：z3=100如图所示。已知:z1=48,z2=48,z2’=18,z3=24,n1=250r/min,n3=100r/min,转向如图试求nH的大小和方向分析：轮系类型——锥齿轮组成的周转轮系转化机构中各轮转向用箭头判断例题解：122’3Hn1Hn2Hn3Hn1n3min/507350rnH讨论：是否可以将n1代为负，n3代为正？试算，分析结果。nH=50r/min?转向同n1Hi13HHnnnn31'2312zzzz34184824483410025031HHHHnnnnnn1、可实现分路传动利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将运动传给多个运动部分，从而实现分路传动。四、轮系的功用2.获得大的传动比一对外啮合圆柱齿轮传动，其传动比一般可为i=5-7。但是行星轮系传动比可达i=10000,而且结构紧凑。3.实现换向传动增加中间轮2实现变向要求一对外啮合齿轮，主、从动轮（1、3）转向相反中间轮（惰轮或过桥轮）131324.实现变速传动5.实现运动的合成与分解123H45123H行星架H的转速是轮1、3转速的合成（例7-2）汽车后桥差速器的轮系可根据转弯半径大小自动分解，nH使n1、n3符合转弯的要求（例7-3）一对齿轮受结构限制，中心距较近。6、可作较远距离的传动轮系节省材料、减轻重量、降低成本和空间。图示轮系，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n1=1440r/min，转动方向如图示，其余各轮齿数为：z2=40，z2′=20，z3=30，z3′=18，z4=54。试：计算齿轮4的转速n4，在图中标出齿轮4的转动方向。作业题12132313113zzzziHHHHH875.124287018已知:z1=28，z2=18，z2’=24，z3=70求解：i1H875.101HH875.2875.1111HHiH1H3作业题2