1、第四章第四章 轮系及其设计轮系及其设计 由一系列齿轮组成的齿轮传动系统称为由一系列齿轮组成的齿轮传动系统称为轮系轮系(Gear train)。轮系应用举例轮系应用举例 导弹发射快速反应装置导弹发射快速反应装置汽车后轮中的传动机构汽车后轮中的传动机构第一节轮系的类型第一节轮系的类型 轮系轮系定轴轮系定轴轮系所有齿轮几何轴所有齿轮几何轴线位置固定线位置固定空间定轴轮系空间定轴轮系平面定轴轮系平面定轴轮系周转轮系周转轮系某些齿轮几何轴线某些齿轮几何轴线有公转运动有公转运动行星轮系行星轮系(F 1)差动轮系差动轮系(F 2)复合轮系复合轮系由定轴轮系、周转由定轴轮系、周转轮系组合而成轮系组合而成平面定
2、轴轮系平面定轴轮系Gear train with fixed parallel axes312空间定轴轮系空间定轴轮系Gear train with fixed non-parallel axes1323445行星轮系行星轮系Planetary gear trainH132差动轮系差动轮系Differential gear trainH132复合轮系复合轮系Combined gear train42 21OOH3复合轮系复合轮系Combined gear train156H124H23第第二二节节 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比 轮系传动比的计算，包括确定轮系传动比的计算，包括确定iio的大
3、小和输入轴与输的大小和输入轴与输出轴转向关系。出轴转向关系。定义定义轮系输入轴的角速度轮系输入轴的角速度(或转速或转速)与输出轴的角速与输出轴的角速度度(或转速或转速)之比，称为轮系的之比，称为轮系的传动比传动比(Train ratio)，常用，常用iio表示，即表示，即iio in outnoutnout 1.传动比大小的计算传动比大小的计算5151ionni 122112zzi 233223zzi 455454 zzi 344343 zzi 43215432544323125115 zzzzzzzziiiii 结论结论定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比 所有从动轮齿数的连乘积所有从动轮齿数的
4、连乘积所有主动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积图示轮系，齿轮图示轮系，齿轮1为主动轮，为主动轮，齿轮齿轮5为从动轮。为从动轮。1323 44 52.主、从动轮转向关系的确定主、从动轮转向关系的确定通常用画箭头的方法确定通常用画箭头的方法确定当轮系的主、从动轮轴线平行当轮系的主、从动轮轴线平行时，两者转向相同用时，两者转向相同用“”号表示；号表示；两者转向相反，用两者转向相反，用“”号表示。号表示。43215432zzzzzzzz431543 zzzzzz 15i 1323 44 5不影响轮系传动比大小，仅改不影响轮系传动比大小，仅改变从动轮转向的齿轮变从动轮转向的齿轮过轮过轮蜗杆蜗轮传动转
5、向判断蜗杆蜗轮传动转向判断右旋蜗杆右旋蜗杆左旋蜗杆左旋蜗杆第第三三节节 周转轮系的传动比周转轮系的传动比 周转轮系的组成周转轮系的组成行星轮行星轮(Planet gear)输入输出构件输入输出构件中心轮和系杆中心轮和系杆按基本构件的不同，周转轮系还可分为按基本构件的不同，周转轮系还可分为2K H型周转轮型周转轮系，系，3K型周转轮系等。在工程实际中应用最多的是型周转轮系等。在工程实际中应用最多的是2K H型的行星轮系。型的行星轮系。基本构件基本构件(Fundamental member)回转轴线有公转运动回转轴线有公转运动中心轮中心轮(Central gear)K，又称为，又称为太阳轮太阳轮(
6、Sun gear)系杆系杆(Crank arm)H，又称为，又称为行星架行星架(Planet carrier)一、周转轮系的结构一、周转轮系的结构两者回转轴线位两者回转轴线位置固定并且重合置固定并且重合2K H型行星轮系型行星轮系3H123K型周转轮系型周转轮系132 2H4二、周转轮系的传动比计算二、周转轮系的传动比计算 1.周转轮系传动比计算的基本思路周转轮系传动比计算的基本思路周转轮系周转轮系假想的定轴轮系假想的定轴轮系原周转轮系的原周转轮系的转化机构转化机构 转化机构的特点转化机构的特点各构件的相对运动关系不变各构件的相对运动关系不变转化方法转化方法 给整个机构加上一个公共角速度给整个
7、机构加上一个公共角速度(H)转化转化H321O1O3O2OH H H 1 3 23H12O1OHO3O2312O1O3O2HO1O3O2321 3H 2H 1H 周转轮系中所有基本构件的回转轴共线，可以根据周周转轮系中所有基本构件的回转轴共线，可以根据周转轮系的转化机构写出三个基本构件的角速度与其齿数之转轮系的转化机构写出三个基本构件的角速度与其齿数之间的比值关系式。已知两个基本构件的角速度向量的大小间的比值关系式。已知两个基本构件的角速度向量的大小和方向时，可以计算出第三个基本构件角速度的大小和方和方向时，可以计算出第三个基本构件角速度的大小和方向。向。H321在转化机构中的角速度在转化机构
8、中的角速度(相对于系杆的角速度相对于系杆的角速度)原角速度原角速度构件代号构件代号周转轮系转化机构中各构件的角速度周转轮系转化机构中各构件的角速度 1H 1 H 2H 2 H 3H 3 H HH H H 1 3 2 H2.周转轮系传动比的计算方法周转轮系传动比的计算方法求转化机构的传动比求转化机构的传动比iH转化机构转化机构H3H1H13 i13zz “”号表示转化机构中齿轮号表示转化机构中齿轮1和齿轮和齿轮3转向相反转向相反周转轮系传动比计算的一般公式周转轮系传动比计算的一般公式中心轮中心轮1、n，系杆，系杆H112HH1HH1H1.nnnnnzzzzi H3H1 O1O3O2321 3H
9、2H 1H 是转化机构中是转化机构中1轮主动、轮主动、n轮从动时的传动比，其轮从动时的传动比，其大小和符号完全按定轴轮系处理。正负号仅表明在该轮系大小和符号完全按定轴轮系处理。正负号仅表明在该轮系的转化机构中，齿轮的转化机构中，齿轮1和齿轮和齿轮n的转向关系。的转向关系。注意事项注意事项 齿数比前的齿数比前的“”、“”号号不仅表明在转化机构不仅表明在转化机构中齿轮中齿轮1和齿轮和齿轮n的的转向关系，而且将直接影响到周转轮转向关系，而且将直接影响到周转轮系传动比的大小和正负号。系传动比的大小和正负号。1、n 和和 H是周转轮系中各基本构件的真实角速是周转轮系中各基本构件的真实角速度，且为代数量。
10、度，且为代数量。i1nH行星轮系行星轮系其中一个中心轮固定其中一个中心轮固定(例如中心轮例如中心轮n固定，即固定，即 n 0)差动轮系差动轮系 1、n 和和 H三者需要有两个为已知值，才能求解。三者需要有两个为已知值，才能求解。H1HH1HH1H110 nniH1H1H1H11,1nniiii 定义定义正号机构正号机构转化机构的传动比符号为转化机构的传动比符号为“”。负号机构负号机构转化机构的传动比符号为转化机构的传动比符号为“”。常见常见2K H型型周转轮系及其周转轮系及其 转化机构传动比计算转化机构传动比计算3H12负号机构负号机构 H3H1H13 i 13zz3H12负号机构负号机构 H
11、3H1H13 i 13zz3H122 负号机构负号机构 H3H1H13 i 2132 zzzz3H12负号机构负号机构 H3H1H13 i 13zz122 3H正号机构正号机构 H3H1H13 i 2132 zzzz3H122 正号机构正号机构 H3H1H13 i 2132 zzzz正号机构正号机构3H122 H3H1H13 i 2132 zzzz 例例1 图示轮系，已知图示轮系，已知z1 100，z2 101，z2 100，z3 99，求传动比求传动比iH1。又若。又若z3 100，其它各轮齿数不变，其它各轮齿数不变，iH1又为多又为多少？少？3H122 解解该轮系为正号机构的行星轮系该轮系
12、为正号机构的行星轮系2132HH1H13 zzzzi )(12132H1 zzzzi代入各轮齿数代入各轮齿数1000011000099991100100991011H1 i100001H iz3=1001001100001010011001001001011H1 i1001H i系杆系杆H与齿轮与齿轮转向相同转向相同系杆系杆H与齿轮与齿轮转向相反转向相反 结论结论当各轮齿数当各轮齿数相差很小时，周转轮系可获得很大的传动相差很小时，周转轮系可获得很大的传动比。比。周转轮系输出构件的转向既与输入运动转向有关，又周转轮系输出构件的转向既与输入运动转向有关，又与各轮齿数有关。与各轮齿数有关。周转轮系各
13、轮的转向应通过计算确定。周转轮系各轮的转向应通过计算确定。例例2 图示轮系，已知图示轮系，已知z1 15，z2 25，z2 20，z3 60，n1 200r min，n3 50r min，试求系杆，试求系杆H的转速的转速nH的大小和的大小和方向，方向，n1、n3转向相同时；转向相同时；n1、n3转向相反时。转向相反时。解解该轮系为负号机构的差动轮系该轮系为负号机构的差动轮系n5201560252132H3H1H13 zzzznnnni6531Hnnn n1、n3转向相同时转向相同时3H122 minr/756505200H nn1、n3转向相反时转向相反时minr/3256505200H n系
14、杆系杆H与齿轮与齿轮1、3转向相同转向相同系杆系杆H与齿轮与齿轮3转向相同转向相同 例例3 图示轮系，已知图示轮系，已知z1 20，z2 30，z2 50，z3 80，n1 50r min，试求系杆，试求系杆H的转速的转速nH。解解该轮系的转化机构为一空间该轮系的转化机构为一空间定轴轮系定轴轮系4.3502080301)(112132H13H1 zzzziiminr/7.14H11H inn3H122 系杆系杆H与齿轮与齿轮1转向相同转向相同第第四四节节 复合轮系的传动比复合轮系的传动比2K H型周转轮系称为型周转轮系称为基本周转轮系基本周转轮系(Elementary epicyclic ge
15、ar train)。既包含定轴轮系又包含基本周转轮。既包含定轴轮系又包含基本周转轮系，或包含多个基本周转轮系的复杂轮系称为系，或包含多个基本周转轮系的复杂轮系称为复合轮系复合轮系(Combined gear train)。复合轮系的组成方式复合轮系的组成方式串联型复合轮系串联型复合轮系(Series combined gear train)前一基本轮系的输出构件为后前一基本轮系的输出构件为后一基本轮系的输入构件一基本轮系的输入构件封闭型复合轮系封闭型复合轮系(Closed combined gear train)轮系中包含有自由度为轮系中包含有自由度为2的差的差动轮系，并用一个自由度为动轮系，
16、并用一个自由度为1的轮系将其三个基本构件中的的轮系将其三个基本构件中的两个联接封闭两个联接封闭双重系杆型复合轮系双重系杆型复合轮系(Combined gear train with double planet carrier)主周转轮系的系杆内有一个副主周转轮系的系杆内有一个副周转轮系，至少有一个行星轮周转轮系，至少有一个行星轮同时绕着同时绕着3个轴线转动个轴线转动1.复合轮系传动比的计算方法复合轮系传动比的计算方法 正确区分基本轮系；正确区分基本轮系；确定各基本轮系的联系；确定各基本轮系的联系；列出计算各基本轮系传动比的方程式；列出计算各基本轮系传动比的方程式；求解各基本轮系传动比方程式。求
17、解各基本轮系传动比方程式。区分基本周转轮系的思路区分基本周转轮系的思路行星轮行星轮支支承承系杆系杆中心轮中心轮啮合啮合啮合啮合中心轮中心轮几何轴线与系杆重合几何轴线与系杆重合几何轴线与系杆重合几何轴线与系杆重合基本周转轮系基本周转轮系42 21OOH3例例4 图示轮系，各轮齿数分别图示轮系，各轮齿数分别为为z1 20，z2 40，z2 20，z3 30，z4 80，求轮系的传动比，求轮系的传动比i1H。解解区分基本轮系区分基本轮系行星轮系行星轮系2、3、4、H定轴轮系定轴轮系1、2组合方式组合方式串联串联定轴轮系传动比定轴轮系传动比22040122112 zznni行星轮系传动比行星轮系传动比
18、520801)(1124H42H2 zzii复合轮系传动比复合轮系传动比10524212H1 iii系杆系杆H与齿轮与齿轮1转向相反转向相反行星轮系行星轮系2.复合轮系传动比计算举例复合轮系传动比计算举例22 13 435差动轮系差动轮系例例5 图示电动卷扬机减速图示电动卷扬机减速器，已 知 各 轮 齿 数 分 别 为器，已 知 各 轮 齿 数 分 别 为z1 24，z2 33，z2 21，z3 78，z3 18，z4 30，z5 78，求传动，求传动比比i15。解解区分基本轮系区分基本轮系差动轮系差动轮系2 2、1、3、5(H)定轴轮系定轴轮系3、4、5组合方式组合方式封闭封闭定轴轮系传动比
19、定轴轮系传动比3131878355353 zznni53313nn 差动轮系差动轮系2 2、1、3、5(H)定轴轮系定轴轮系3、4、5组合方式组合方式封闭封闭定轴轮系传动比定轴轮系传动比3131878355353 zznni53313nn 差动轮系传动比差动轮系传动比281432124783321325351513 zzzznnnni281433135551 nnnn复合轮系传动比复合轮系传动比24.215115 nni齿轮齿轮5与齿轮与齿轮转向相同转向相同22 13 435差动轮系差动轮系1234H65 4 2 1 5n1 例例6 图示轮系中，图示轮系中，已知已知1和和5均为单头右旋蜗杆，各
20、均为单头右旋蜗杆，各轮齿数轮齿数为为z1 101，z2 99，z2 z4，z4 100，z5 100，n1 1r min，方向如图。求，方向如图。求nH的大小及方向的大小及方向。差动轮系差动轮系解解区分基本轮系区分基本轮系差动轮系差动轮系2、3、4、H定轴轮系定轴轮系1、2、1、5、5、4 组合方式组合方式封闭封闭定轴轮系传动比定轴轮系传动比122112zznni 蜗轮蜗轮2转动方向向下转动方向向下minr/99112122 innn1234H65 4 2 1 5n1差动轮系差动轮系差动轮系差动轮系2、3、4、H定轴轮系定轴轮系1、2、1、5、5、4 组合方式组合方式封闭封闭定轴轮系传动比定轴
21、轮系传动比122112zznni 蜗轮蜗轮2转动方向向下转动方向向下51454141zzzznni minr/1000010141144 innn蜗轮蜗轮4转动方向向上转动方向向上minr/99112122 innn差动轮系差动轮系2、3、4、H定轴轮系定轴轮系1、2、1、5、5、4 组合方式组合方式封闭封闭定轴轮系传动比定轴轮系传动比minr/99112122 innnminr/1000010141144 innn差动轮系传动比差动轮系传动比24H4H24H2 zznnnni110000101991HH nn系杆系杆H的转速的转速minr/19800001H n系杆系杆H与蜗轮与蜗轮2转向相
22、同转向相同1234H65 4 2 1 5n1差动轮系差动轮系第第五五节节 行星轮系的效率行星轮系的效率-1011-20.5-0.200.2-0.5-5-10520.8-0.5-0.2-5-21.21.00.60.80.10.20.70.9-1-0.11.52361110.5250.5-10.210-40.1-9iH1i1H 1H H1 H1 1HH1 n H1 1H 正号机构正号机构负号机构负号机构2K-H型行星轮系效率曲线型行星轮系效率曲线iH1n 结论结论1.对于对于2K H型行星轮系负号机构，型行星轮系负号机构，i1H 1。无论是中。无论是中心轮心轮1主动还是系杆主动还是系杆H主动，轮系
23、的效率均高于其转化机主动，轮系的效率均高于其转化机构的效率构的效率 H。对于负号机构，无论是用作增速还是减速，都具有较对于负号机构，无论是用作增速还是减速，都具有较高的效率。设计行星轮系时，若用于传递功率，应尽可能高的效率。设计行星轮系时，若用于传递功率，应尽可能选用负号机构。选用负号机构。2.2K H型行星轮系正号机构，型行星轮系正号机构，i1H 1。当系杆。当系杆H为主为主动件时，行星轮系的效率动件时，行星轮系的效率 H1总为正值，机构将不会发生总为正值，机构将不会发生自锁；当中心轮自锁；当中心轮1为主动件时，为主动件时，1H有可能为零，轮系可能有可能为零，轮系可能发生自锁。发生自锁。正号
24、机构多用在要求传动比很大，但传递动力不大的正号机构多用在要求传动比很大，但传递动力不大的场合。场合。第第六六节节 行星轮系的设计行星轮系的设计一、行星轮系的类型选择一、行星轮系的类型选择行星轮系类型选择行星轮系类型选择 二、行星轮系各轮齿数的确定二、行星轮系各轮齿数的确定行星轮系各轮齿数的确定行星轮系各轮齿数的确定 三、行星轮系的均载装置三、行星轮系的均载装置行星轮系的均载装置行星轮系的均载装置例例7某搅拌机拟采用一套行星轮系作为其传动装某搅拌机拟采用一套行星轮系作为其传动装置，已知输入转速为置，已知输入转速为nin 2200r min，工作要求的输出转速，工作要求的输出转速为为nout 30
25、0r min，试选择轮系类型并确定各轮的齿数和行，试选择轮系类型并确定各轮的齿数和行星轮个数。星轮个数。解解33.73002200outin nn 选择单排选择单排2K-H负号机构行星轮系。负号机构行星轮系。3H12 选择轮系类型选择轮系类型轮系用于搅轮系用于搅拌机，传递动力是其主要功能要求拌机，传递动力是其主要功能要求之一，要求所选轮系具有较高的效之一，要求所选轮系具有较高的效率。应选用率。应选用负号机构负号机构。选择负号机构的具体型式应考选择负号机构的具体型式应考虑其传动比范围，兼顾结构的复杂虑其传动比范围，兼顾结构的复杂程度和外廓尺寸等。程度和外廓尺寸等。确定各轮齿数和行星轮个数确定各轮
26、齿数和行星轮个数 为了提高承载能力和解决动载荷为了提高承载能力和解决动载荷问题，初选问题，初选k 4。利用安装条件确定利用安装条件确定z1：132HnHnDH11ikNz N 22 33 44 55 66 z1 12 18 24 30 36 22123/224NN 采用标准齿轮传动，为避免根切并考虑使结构更为采用标准齿轮传动，为避免根切并考虑使结构更为紧凑，取紧凑，取z1 18为初选方案。为初选方案。利用传动比条件确定利用传动比条件确定z3：1H13)1(ziz 14418)1322(3 z不满足邻接条件，该方案不能采用。不满足邻接条件，该方案不能采用。利用同心条件确定利用同心条件确定z2：1
27、H1222ziz 4818223222 z利用邻接条件校核两相邻行星轮利用邻接条件校核两相邻行星轮齿顶是否会发生干涉齿顶是否会发生干涉：a2212180sin)(hzkzz7.46180sin)(21 kzz不等式左边不等式左边 502a2 hz不等式右边不等式右边 132HnHnD改取改取k 3，根据安装条件，根据安装条件满足邻接条件，最后设计方案为：满足邻接条件，最后设计方案为：k 3 z1 18 z2 48 z3 114H11ikNz 2293/223NN N 22 44 66 88 110 z1 9 18 27 36 45 仍仍取取z1 18，由于传动比，由于传动比i1H未改未改变，变
28、，z3仍为仍为114，z2仍为仍为48。再校核。再校核邻接条件：邻接条件：502a2 hz不等式右边不等式右边 2.57180sin)(21 kzz不等式左边不等式左边 132HnHnD 1.实现大传动比传动实现大传动比传动 若仅用一对齿轮实现较大的传动比，必将使两轮的尺若仅用一对齿轮实现较大的传动比，必将使两轮的尺寸相差悬殊，外廓尺寸庞大，故一对齿轮的传动比一般不寸相差悬殊，外廓尺寸庞大，故一对齿轮的传动比一般不大于大于8。实现大传动比应采用轮系。实现大传动比应采用轮系。第七节轮系的功能第七节轮系的功能 换档变速传动机构，在主动轴转速不变的条件下，通换档变速传动机构，在主动轴转速不变的条件下
29、，通过换档可使从动轴得到不同的转速。过换档可使从动轴得到不同的转速。2.实现变速传动实现变速传动1212III 周转轮系为一简单二级行星轮系变速器。其结构较周转轮系为一简单二级行星轮系变速器。其结构较为复杂，但操作方便，可在运动中变速，又可利用摩擦为复杂，但操作方便，可在运动中变速，又可利用摩擦制动器的打滑起到过载保护作用。制动器的打滑起到过载保护作用。B1A264533.实现换向传动实现换向传动 车床走刀丝杆的三星轮换向机构。在主动轴转向不变车床走刀丝杆的三星轮换向机构。在主动轴转向不变的条件下，可改变从动轴的转向。的条件下，可改变从动轴的转向。4.实现分路传动实现分路传动 某航空发动机附件
30、传动系统。它可把发动机主轴的运某航空发动机附件传动系统。它可把发动机主轴的运动分解成六路传出，带动各附件同时工作。动分解成六路传出，带动各附件同时工作。IIIIIIVIVVI主轴主轴5.实现结构紧凑的大功率传动实现结构紧凑的大功率传动大功率行星传动大功率行星传动6.实现运动合成与分解实现运动合成与分解运动合成与分解运动合成与分解第八节第八节 少齿差传动简介少齿差传动简介 渐开线行星减速传动，当行星轮齿数与其啮合的内齿渐开线行星减速传动，当行星轮齿数与其啮合的内齿轮齿数相差很少时，称为轮齿数相差很少时，称为少齿差行星传动少齿差行星传动(Planetary transmission with sm
31、all teeth difference)。特点特点装配方便、体积小，传动效率高、传动比大、不需要装配方便、体积小，传动效率高、传动比大、不需要贵重金属铜。贵重金属铜。常见类型常见类型 摆线针轮传动摆线针轮传动(Cycloidal-pin wheel planetary gearing)；谐波齿轮传动谐波齿轮传动(Harmonic drive)；活齿传动活齿传动(Movable-tooth drive)等等。等等。输出机构输出机构H12V 一、一、渐开线少齿差行星齿轮传动渐开线少齿差行星齿轮传动 K-H-V行星轮系行星轮系传动比传动比21HH2H1H2H21zznnnnnnni 2122HHV
32、zzzii z1 z2 1时，称为一齿差行星轮系。时，称为一齿差行星轮系。去掉去掉2K H型型行星轮系的小中行星轮系的小中心轮，把行星轮的齿数做成与内心轮，把行星轮的齿数做成与内齿轮只差齿轮只差1 4齿，就构成了少齿差齿，就构成了少齿差行星齿轮传动。行星齿轮传动。特点特点用于减速传动时，以系杆用于减速传动时，以系杆H为为主动件，系杆通常做成偏心轴。主动件，系杆通常做成偏心轴。需要采用能传递两平行轴回需要采用能传递两平行轴回转运动的联轴器作为运动的输出转运动的联轴器作为运动的输出机构机构V。adhdsOhOsO1O2工程上广泛采用的孔销式输出机构工程上广泛采用的孔销式输出机构当满足条件当满足条件
33、dh ds 2a，四个圆心的连线构成平行四，四个圆心的连线构成平行四边形，销孔和销轴始终保持接触。边形，销孔和销轴始终保持接触。优点优点 传动比大，一级减速传动比传动比大，一级减速传动比iHV可达可达100，二级减速传，二级减速传动比可达动比可达10000以上。以上。结构简单，体积小，重量轻。与同样传动比和同样功结构简单，体积小，重量轻。与同样传动比和同样功率的普通齿轮减速器相比，重量可减轻率的普通齿轮减速器相比，重量可减轻1/3以上。以上。加工装配及维修方便。加工装配及维修方便。效率较高。一级传动效率较高。一级传动=0.8%0.87%,比蜗杆传动比蜗杆传动高。高。缺点缺点 由于是齿数差少的内
34、传动啮合，为避免产生齿廓重由于是齿数差少的内传动啮合，为避免产生齿廓重叠干涉，一般需采用大啮合角的正变位齿轮传动，叠干涉，一般需采用大啮合角的正变位齿轮传动，径向分力大径向分力大,行星轮轴承容易损坏。行星轮轴承容易损坏。需要输出机构，设计较复杂，传递功率受限，一般需要输出机构，设计较复杂，传递功率受限，一般P 45kW。应用应用 广泛用于冶金机械、食品工业、石油化工、起重运广泛用于冶金机械、食品工业、石油化工、起重运输及仪表制造等行业，一般用于中、小功率传动。输及仪表制造等行业，一般用于中、小功率传动。dsO1针轮针轮1O2针齿套针齿套a 二、摆线针轮传动二、摆线针轮传动 结构特点结构特点行星
35、轮齿廓曲线为摆线行星轮齿廓曲线为摆线(称为摆线轮称为摆线轮)，固定轮采用针轮。，固定轮采用针轮。齿数差齿数差z1 z2 1当满足条件当满足条件dh ds 2a，四个圆心的，四个圆心的连线构成平行四边连线构成平行四边形，销孔和销轴始形，销孔和销轴始终保持接触。终保持接触。dh传动比传动比销轴销轴摆线轮摆线轮2销轴套销轴套针齿销针齿销2122HHVzzzii 优点优点 传动比大，一级减速传动比传动比大，一级减速传动比iHV 9 115，多级可获得更，多级可获得更大减速比。大减速比。结构紧凑，传动平稳、承载能力高结构紧凑，传动平稳、承载能力高(理论上有近半数的理论上有近半数的齿同时处于啮合状态齿同时
36、处于啮合状态)、使用寿命长。、使用寿命长。无齿顶相碰和齿廓重叠干涉等问题。无齿顶相碰和齿廓重叠干涉等问题。传动效率高，一般可达传动效率高，一般可达90%94%左右。左右。缺点缺点 摆线轮、针轮、输出机构和机壳制造精度高，工艺复摆线轮、针轮、输出机构和机壳制造精度高，工艺复杂。杂。要求用较好的材料，生产成本高。要求用较好的材料，生产成本高。应用应用 在军工、矿山、冶金、造船、化工等工业部门得到广在军工、矿山、冶金、造船、化工等工业部门得到广泛应用。泛应用。三、三、谐波齿轮传动谐波齿轮传动 组成组成 刚轮刚轮、柔轮柔轮、波发生器波发生器(主动构件主动构件)刚轮刚轮1柔轮柔轮2波发生器波发生器H啮合
37、啮合啮合啮合啮出啮出啮入啮入脱开脱开脱开脱开 工作原理工作原理刚轮刚轮柔轮柔轮波发生器波发生器 波发生器旋转时，迫使柔轮变为椭圆，使长轴两端波发生器旋转时，迫使柔轮变为椭圆，使长轴两端附近的齿进入啮合状态，短轴附近的齿则脱开，其余不附近的齿进入啮合状态，短轴附近的齿则脱开，其余不同区段上的齿处于逐渐啮入状态或逐渐啮出状态。同区段上的齿处于逐渐啮入状态或逐渐啮出状态。波 发 生 器 连波 发 生 器 连续转动时，柔轮续转动时，柔轮的变形部位也随的变形部位也随之转动，使轮齿之转动，使轮齿依次进入啮合，依次进入啮合，然后又依次退出然后又依次退出啮合，从而实现啮合，从而实现啮合传动。啮合传动。传动比传
38、动比2122Hzzzi 刚轮刚轮1固定，波发生固定，波发生器器H主动，柔轮主动，柔轮2从动从动柔轮柔轮2固定，固定，波发生器波发生器H主动，主动，刚轮刚轮1从动从动2111Hzzzi 啮合啮合啮合啮合啮出啮出啮入啮入脱开脱开脱开脱开刚轮刚轮柔轮柔轮波发生器波发生器谐波齿轮传动按照波发生器上装的滚轮数不同，有谐波齿轮传动按照波发生器上装的滚轮数不同，有双波传动双波传动和和三波传动三波传动等。最常用的是双波传动。谐波齿等。最常用的是双波传动。谐波齿轮传动的齿数差应等于波数或波数的整数倍。为了实际轮传动的齿数差应等于波数或波数的整数倍。为了实际加工的方便，谐波齿轮的齿形多采用渐开线。加工的方便，谐波
39、齿轮的齿形多采用渐开线。优点优点 传动比大，范围宽，一级传动比范围为传动比大，范围宽，一级传动比范围为50 500，二级，二级传动可达传动可达2500 250000，在大传动比下，仍有较高的机在大传动比下，仍有较高的机械效率械效率(单级传动可达单级传动可达69%96%)。结构简单、体积小、重量轻结构简单、体积小、重量轻(与一般齿轮减速器相比，与一般齿轮减速器相比，零件可减少约零件可减少约50%，体积可减小，体积可减小20%50%)。同时啮合的轮齿对数多，齿面相对滑动速度低，承载同时啮合的轮齿对数多，齿面相对滑动速度低，承载能力强。能力强。传动平稳、传动精度高、磨损小。传动平稳、传动精度高、磨损
40、小。缺点缺点 启动力矩较大、柔轮容易发生疲劳损坏。启动力矩较大、柔轮容易发生疲劳损坏。发热严重。发热严重。应用应用 在机械制造、冶金、发电设备、矿山、造船及国防工在机械制造、冶金、发电设备、矿山、造船及国防工业业(如宇航技术、雷达装置）得到广泛应用。如宇航技术、雷达装置）得到广泛应用。基本要求基本要求 了解各类轮系的组成和运动特点，学会判断一个已知轮了解各类轮系的组成和运动特点，学会判断一个已知轮系属于何种轮系。系属于何种轮系。熟练掌握各种轮系传动比的计算方法，会确定主、从熟练掌握各种轮系传动比的计算方法，会确定主、从动轮的转向关系；掌握周转轮系的传动特性与类型和动轮的转向关系；掌握周转轮系的
41、传动特性与类型和结构的关系。结构的关系。了解各类轮系的功能，学会根据各种要求正确选择轮了解各类轮系的功能，学会根据各种要求正确选择轮系类型。系类型。了解行星轮系效率的概念及其主要影响因素。了解行星轮系效率的概念及其主要影响因素。了解复合轮系的组合方法，学会分析复合轮系的组了解复合轮系的组合方法，学会分析复合轮系的组成，正确计算其传动比。成，正确计算其传动比。了解行星轮系设计的几个基本问题；了解几种其它类了解行星轮系设计的几个基本问题；了解几种其它类型行星传动的原理及特点。型行星传动的原理及特点。第四章习题第四章习题 4-1，4-2，4-5，4-6，4-7，4-9，4-13，4-14，4-18
