第八章 齿轮系与减速器(汽车机械基础教案)
合集下载
机械设计基础齿轮系教案
项目九 齿轮系模块一 齿轮系概述复习导入：新课：一、轮系及其分类在机器中，常将一系列相互啮合的齿轮组成传动系统，以实现变速、分路传动、运动分解与合成等功用。
这种由一系列齿轮组成懂得传动系统称为轮系。
根据轮系在运动时各齿轮轴线的相对位置是否固定，可分为两种类型。
1、定轴轮系所有齿轮几何轴线的位置都是固定的轮系，称为定轴轮系。
2、行星轮系若轮系中，至少有一个齿轮的几何轴线不固定，而绕其它齿轮的固定几何轴线回转，则称为行星轮系。
模块二 定轴齿轮系传动比的计算定轴齿轮系：分为平面定轴齿轮系和空间定轴齿轮系两种。
一、传动比设齿轮系中首齿轮的角速度为ωA ,末齿轮的角速度为ωB ,则齿轮系的传动比 k n A n k ωA ωAk i ==二、平面定轴轮系的传动比计算（一）传动比 A —首齿轮 K —末齿轮 m —外啮合次数（二）输出轴转向的表示1、首末两轴平行，用“+”、“-”表示。
惰轮：不改变传动比的大小，但改变轮系的转向2、首末两轴不平行 ，用箭头表示3、所有轴线都平行三、空间定轴轮系的传动比传动比计算公式同上，但由于各齿轮轴线不全互相平行，无法用正来判断首末齿轮的转向，而要采用画箭头的方法。
（如图12.1b ）四、相关习题介绍例1：如右图所示为一平面定轴轮系，已知z 1=z 2=z 3=z 4=20，齿轮1、3、3′、5同轴线，各齿轮均为标准齿轮。
若已知轮1的转速为n1=1440r/min ，求轮5的转速。
所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积m AK i )1(-=解：由图知齿轮2与齿轮4为惰轮，齿轮系中有两对外啮合齿轮，由公式得 →,与轮1转向相同例2：P177 9-2()'3153'3153251151z z z z z z z z n n i =-==()min /160min /606020201440153'31215r r z z z z n n =⨯⨯⨯=-=。
机械设计第八章 齿轮传动
2.齿轮传动的设计准则
磨损、弹性变形计算尚不成熟；胶合计算复杂且无必要
主要针对轮齿疲劳折断和齿面疲劳点蚀这两种失效形式 齿轮工作时，要保证足够的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度
1、闭式软齿面 主要失效：疲劳点蚀
一对齿轮啮合，材料相同，谁更容易受到疲劳破坏？ 按接触疲劳强度设计， 校核弯曲疲劳强度
2、闭式硬齿面
9
一、齿轮传动概述
1 齿轮传动工作原理与特点 (2)齿轮传动特点——缺点 ①制造安装精度要求高，成适于中心距较大的场合。
10
一、齿轮传动概述
2 齿轮传动类型 （1）按轴的相互位置 （2）按工作条件
（3）按齿面硬度
（4）按齿形分 （5）按使用功能分
11
受力：像悬臂梁一样承受弯矩，齿根处弯曲应力最大，且 齿根处本身存在应力集中。 疲劳断裂：循环变化的弯曲应力（什么类型？） →疲劳裂纹 脉动循环 （哪一侧？） →裂纹逐渐扩展→齿根弯曲疲劳折断。 受拉侧
过载折断：轮齿过载或受冲击载荷作用时，突然弯曲折断。 尤其是脆性材料
直齿轮易发生全齿折断，斜齿轮易发生局部折断。 如何改善或避免？
主要失效：轮齿折断
再校核sH≤[sH] 先按sF≤[sF]算出齿轮的主要尺寸m，
先按sH≤[sH]算出齿轮主要尺寸d，再校核sF≤[sF]
按弯曲疲劳强度设计，校核接触疲劳强度
一、齿轮传动概述
2 齿轮传动类型 （1）按轴的相互位置 （2）按工作条件
（3）按齿面硬度
（4）按齿形分 （5）按使用功能分 （6）其他 高速
圆周速度
中速 低速
重载
承 载
中载 轻载
21
一、齿轮传动概述
1、在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是 。
磨损、弹性变形计算尚不成熟；胶合计算复杂且无必要
主要针对轮齿疲劳折断和齿面疲劳点蚀这两种失效形式 齿轮工作时，要保证足够的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度
1、闭式软齿面 主要失效：疲劳点蚀
一对齿轮啮合，材料相同，谁更容易受到疲劳破坏？ 按接触疲劳强度设计， 校核弯曲疲劳强度
2、闭式硬齿面
9
一、齿轮传动概述
1 齿轮传动工作原理与特点 (2)齿轮传动特点——缺点 ①制造安装精度要求高，成适于中心距较大的场合。
10
一、齿轮传动概述
2 齿轮传动类型 （1）按轴的相互位置 （2）按工作条件
（3）按齿面硬度
（4）按齿形分 （5）按使用功能分
11
受力：像悬臂梁一样承受弯矩，齿根处弯曲应力最大，且 齿根处本身存在应力集中。 疲劳断裂：循环变化的弯曲应力（什么类型？） →疲劳裂纹 脉动循环 （哪一侧？） →裂纹逐渐扩展→齿根弯曲疲劳折断。 受拉侧
过载折断：轮齿过载或受冲击载荷作用时，突然弯曲折断。 尤其是脆性材料
直齿轮易发生全齿折断，斜齿轮易发生局部折断。 如何改善或避免？
主要失效：轮齿折断
再校核sH≤[sH] 先按sF≤[sF]算出齿轮的主要尺寸m，
先按sH≤[sH]算出齿轮主要尺寸d，再校核sF≤[sF]
按弯曲疲劳强度设计，校核接触疲劳强度
一、齿轮传动概述
2 齿轮传动类型 （1）按轴的相互位置 （2）按工作条件
（3）按齿面硬度
（4）按齿形分 （5）按使用功能分 （6）其他 高速
圆周速度
中速 低速
重载
承 载
中载 轻载
21
一、齿轮传动概述
1、在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是 。
第八章 齿轮传动
（2）精度低时，振动、噪音大；
（3）不适于中心距大的场合。
二、齿轮传动的类型
1.按两轴线位置分
平行轴齿轮传动 (圆柱齿轮传动)
相交轴齿轮传动 （圆锥齿轮传动）
交错轴齿轮传动
外啮合齿轮 ：两轮转向相反
2.按啮合方式 分 内啮合齿轮 ：两轮转向相同
齿条机构
3.按轮齿形状分
直齿轮
斜齿轮
人字齿轮
4.按工作条件分
当 a ’ >a，则a’ > a
非标准安装时的特点：啮合角a不再等于分度圆上的压 力角a；齿侧有间隙。
四、连续传动条件
1.啮合过程
啮合过程演示
一对具有渐开线齿廓齿轮的
啮合传动，是依靠主动齿轮的齿 廓推动从动齿轮的齿廓来实现的。
图中： B2为啮合起始点
B2
B1为啮合终止点
Байду номын сангаас
B1
N1、N2为极限啮合点
B1B2为实际啮合线段
2．标准直齿圆柱齿轮的基本参数
（1）齿数
齿轮圆周上轮齿的数目称为齿数,用 z表示。
（2）模数m 分度圆周长Z p = πd
p 则d= z
为了便于计算、制造和检验，而人为地把p/p的比值规
定为一个有理数列，称为模数m。
模数单位为mm，标准模数表。
它是确定齿轮尺寸的重要参数，模数越大，轮齿尺寸越大，强度越 高。
（３）渐开线上各点的曲率半径
不等，离基圆越近，曲率半径越
小
（4）渐开线的形状只取决于基圆大小
（5）基圆内无渐开线
二、直齿圆柱齿轮各部分名称及其基本参数
渐开线齿轮的每个轮齿两侧齿廓都 是由形状相同而方向相反的渐开线 曲面组成。
1.齿轮各部分名称
（3）不适于中心距大的场合。
二、齿轮传动的类型
1.按两轴线位置分
平行轴齿轮传动 (圆柱齿轮传动)
相交轴齿轮传动 （圆锥齿轮传动）
交错轴齿轮传动
外啮合齿轮 ：两轮转向相反
2.按啮合方式 分 内啮合齿轮 ：两轮转向相同
齿条机构
3.按轮齿形状分
直齿轮
斜齿轮
人字齿轮
4.按工作条件分
当 a ’ >a，则a’ > a
非标准安装时的特点：啮合角a不再等于分度圆上的压 力角a；齿侧有间隙。
四、连续传动条件
1.啮合过程
啮合过程演示
一对具有渐开线齿廓齿轮的
啮合传动，是依靠主动齿轮的齿 廓推动从动齿轮的齿廓来实现的。
图中： B2为啮合起始点
B2
B1为啮合终止点
Байду номын сангаас
B1
N1、N2为极限啮合点
B1B2为实际啮合线段
2．标准直齿圆柱齿轮的基本参数
（1）齿数
齿轮圆周上轮齿的数目称为齿数,用 z表示。
（2）模数m 分度圆周长Z p = πd
p 则d= z
为了便于计算、制造和检验，而人为地把p/p的比值规
定为一个有理数列，称为模数m。
模数单位为mm，标准模数表。
它是确定齿轮尺寸的重要参数，模数越大，轮齿尺寸越大，强度越 高。
（３）渐开线上各点的曲率半径
不等，离基圆越近，曲率半径越
小
（4）渐开线的形状只取决于基圆大小
（5）基圆内无渐开线
二、直齿圆柱齿轮各部分名称及其基本参数
渐开线齿轮的每个轮齿两侧齿廓都 是由形状相同而方向相反的渐开线 曲面组成。
1.齿轮各部分名称
精密机械设计基础-第八章 齿轮传动1
二、渐开线方程式
rb rK cos a K
NK AN rb a K K tana K aK K rb rb rb
K invaK tana K a K
渐开线的极坐标方程式（表8-1）
K invaK tana K a K rK rb cosa K
sb srb / r 2ra inva s cosa 2r cosainva
cosas m zinva
第五节 渐开线直齿圆柱齿轮传动
一、 啮合过程分析 （图8-9）
二、正确啮合条件 （图8-10）
m1 m 2 m a1 a 2 a
要使齿轮连续传动，需要：
B1 B2 B1 B2 CD 1 P P cosa Pb
1 z1 tan a a1 tan a z1 tan a a 2 tan a 2
a a1 ——
aa 2
齿轮1齿顶圆 压力角； ——齿轮2齿顶圆 压力角。
rb r cos z cos cosaa * ra r ha z 2ha
五、变位齿轮传动的类型 1、类型： （一）高度变位齿轮传动 1）特点： 两齿轮的分度圆与节圆重合 变位后，两齿轮的齿顶高和齿根高已非标准值， 故这种传动称为高度变位齿轮传动 （图8-24）
2） 等变位齿轮的变位系数： 对小齿轮采用正变位，对大齿轮采用负变位，并 同时保证两齿轮都不产生根切。
* x1 ha
齿条的齿厚 齿条的齿槽宽
* h f ha C* m
* a
1 s m 2
1 e m 2
三、渐开线圆柱齿轮任意圆上的齿厚 1、由图8－8所示可得
齿轮系及其设计第8章
F 3n 2PL PH 3 4 2 4 2 2
2）行星轮系：自由度为1的周转轮系。在这种轮系中只 需要一个原动件，就可确定其它各构件的运动。
F 3n 2PL PH 3 3 2 3 2 1
复合轮系:由定轴轮系和周转轮系的组合或几套周转轮系 的组合，称为复合轮系（或称为混合轮系）。
行星轮系
二、周转轮系的组成
中心轮 ：几何轴线固定不动 的齿轮, 或称为太阳轮,如齿 轮1、3 。
行星轮：若齿轮一方面绕自 己的几何轴线O2转动（自 转），另一方面又随杆H绕 几何轴线O转动（公转）， 其运动犹如天上的行星。如 齿轮2
行星架：支持行星轮作自转和公转的构件，或称为系杆,如构件H 。
结论:一个周转轮系必须具有一个行星架H，一个或几个行星轮，以 及与行星轮相啮合的中心轮K。 工程上，行星架常以H表示，中心轮常以K表示，因而上图所 示的周转轮系可表示为： “2K-H” 或“1-2（H）-3 ” 的形式。
1）平面轮系 ：在轮系中，所有齿轮轴线全部平行。
2) 空间轮系 :在轮系中，至少有一个齿轮轴线不平行。
2.根据各齿轮轴线是否全部固定，轮系可分为：
1）定轴轮系:在轮系中，所有齿轮轴线全部固定。
2）周转轮系:在轮系中，至少有一个齿轮轴线不固定。
定轴轮系.exe
周转轮系.exe
在周转轮系中，根据其自由度的不同，它又可分成 两类： 1）差动轮系：自由度为2的周转轮系。在这种轮系中 应有两个原动件，才能确定其它各构件的运动。
第8 章
齿轮系及其设计
§8－1 齿轮系及其分类 §8－2 定轴轮系的传动比
§8－3 周转轮系的传动比 §8－4 复合轮系的传动比
§8－5பைடு நூலகம்轮系的功用
2）行星轮系：自由度为1的周转轮系。在这种轮系中只 需要一个原动件，就可确定其它各构件的运动。
F 3n 2PL PH 3 3 2 3 2 1
复合轮系:由定轴轮系和周转轮系的组合或几套周转轮系 的组合，称为复合轮系（或称为混合轮系）。
行星轮系
二、周转轮系的组成
中心轮 ：几何轴线固定不动 的齿轮, 或称为太阳轮,如齿 轮1、3 。
行星轮：若齿轮一方面绕自 己的几何轴线O2转动（自 转），另一方面又随杆H绕 几何轴线O转动（公转）， 其运动犹如天上的行星。如 齿轮2
行星架：支持行星轮作自转和公转的构件，或称为系杆,如构件H 。
结论:一个周转轮系必须具有一个行星架H，一个或几个行星轮，以 及与行星轮相啮合的中心轮K。 工程上，行星架常以H表示，中心轮常以K表示，因而上图所 示的周转轮系可表示为： “2K-H” 或“1-2（H）-3 ” 的形式。
1）平面轮系 ：在轮系中，所有齿轮轴线全部平行。
2) 空间轮系 :在轮系中，至少有一个齿轮轴线不平行。
2.根据各齿轮轴线是否全部固定，轮系可分为：
1）定轴轮系:在轮系中，所有齿轮轴线全部固定。
2）周转轮系:在轮系中，至少有一个齿轮轴线不固定。
定轴轮系.exe
周转轮系.exe
在周转轮系中，根据其自由度的不同，它又可分成 两类： 1）差动轮系：自由度为2的周转轮系。在这种轮系中 应有两个原动件，才能确定其它各构件的运动。
第8 章
齿轮系及其设计
§8－1 齿轮系及其分类 §8－2 定轴轮系的传动比
§8－3 周转轮系的传动比 §8－4 复合轮系的传动比
§8－5பைடு நூலகம்轮系的功用
《机械基础》教程全集8章教学讲义
图8-9 斜齿轮分度圆柱面展开图
2.模数 由于轮齿的倾斜，斜齿轮端面上的齿形(渐开线)和垂直于轮齿方向的法向 齿形不同。 设pn为法向齿距，pt为端面齿距，则由图8-9可知 pn=ptcosβ(8-8) 以mn和mt分别表示法向和端面模数，则mn=pn/π、mt=Pt/π，故 mn＝mtcosβ(8-9)
机械基础
第8章 齿轮机构传动
学习目的与要求 主要内容：本章主要介绍齿轮传动的有关知识、失效形式及齿轮加工的基本知 识。 学习目的与要求：了解齿轮传动的类型、特点及应用场合；掌握渐开线圆柱齿 轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮的基本参数，以及标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算； 了解齿轮传动的正确啮合条件、连续传动条件；了解斜齿轮和锥齿轮的当量齿 数；了解齿轮常见失效形式与材料选择；了解渐开线齿轮的切齿原理、根切现 象与最少齿数。 学习重点：重点是掌握渐开线圆柱齿轮的基本参数，以及标准直齿圆柱齿轮的 几何尺寸；了解齿轮常见失效形式与材料选择。
8.5.5斜齿圆柱齿轮的当量齿数 用成形法加工斜齿轮或进行强度计算时，必须知道斜齿轮法向齿形。如图 -12所示，过斜齿轮分度圆上一点P作轮齿的法向剖面n-n，该平面与分度 柱面的交线为一椭圆，以椭圆在P点的曲率半径ρ为分度圆半径，以斜齿 的法向模数mn为模数，取标准压力角αn作一直齿圆柱齿轮，其齿形最接 于法向齿形，则称这一假想的直齿圆柱齿轮为该斜齿轮的当量齿轮，其齿 数为该斜齿轮的当量齿数，用zv表示，故
a=(+)/2=(+)/2cosβ
8.5.3斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件 一对外啮合斜齿轮的正确啮合条件是：两轮的法向模数和法向压力 分别相等，且两轮的螺旋角必须大小相等、旋向相反(内啮合时旋向 即式中，“-”表示旋向相反。
8.5.4斜齿圆柱齿轮传动的重合度 图8-11所示为斜齿圆柱齿轮传动啮合线图。由于螺旋齿面的原因，从啮合 始点A到啮合终点A′比直齿轮传动的B至B′要长，f=btanβ，b为齿宽。 析表明，斜齿圆柱齿轮传动的重合度可表达为 ε＝εα＋εβ(8-14) 式中，εα为端面重合度，其大小与同齿数的直齿圆柱齿轮传动相同；ε β为纵向重合度，εβ=btanβ/pt。总重合度ε随着β的增大而增加。 总重合度β可用公式计算或查线图求得(详见《机械零件设计手册》)。
机械设计基础-第8章-轮系
构件
太阳轮1 行星轮2 太阳轮3 行星架H
行星齿轮系中的 转化齿轮系中的
转速
转速
n1
n1H n1 nH
n2
n2H n2 nH
n3
n3H n3 nH
nH
nHH nH nH 0
转化机构中1、3两轮的传动比可以根据定轴齿轮系传动的计算方法得出
i1H3
n1H n3H
n1 nH n3 nH
[解]
该齿轮系为一平面定轴齿轮系，齿轮 2和4为惰轮，齿轮系中有两对外啮合齿 轮，根据公式可得
i 15
n1 n5
(1)2
z3z5 z1 z3'
因齿轮1、2、3的模数相等，故它们之间
的中心距关系为
m 2
( z1
z2
)
m 2
(z3
z2
)
因此： z1 z2 z3 z2
同理：
z3 z1 2z2 20 2 20 60 z5 z3' 2z4 20 2 20 60
在机床、计算机构和补偿装置等得到广泛应用。
滚齿机中的差动齿轮系（下图）
如图所示为滚齿机中的差动
齿轮系。滚切斜齿轮时，由齿轮4
传递来的运动传给中心轮1，转速
为n1；由蜗轮5传递来的运动传给 H，使其转速为nH。这两个运动 经齿轮系合成后变成齿轮3的转速
n3输出。
因 Z1 Z3
则
i1H3
n1 nH n3 nH
i 12
z 1 2
2
z1
z 3' i 3'4
4;3
'
2 3
3
Z
' 2
i 45
z 4 5
5
第八章 齿轮系分解
i1K
n1 轮1至轮K间所有从动轮齿数的乘积 n K 轮1至轮K间所有主动轮齿数的乘积
§8-2 定轴齿轮系传动比的计算
– 如右图所示轮
系由 7 个齿轮组
成，形成 4 对齿 轮啮合。已知
各轮齿数，传
动比i15 为：
n1 n1 n2 n3' n4' z 2 z 3 z 4 z 5 i15 i12i23i3'4 i4'5 n5 n 2 n3 n 4 n5 z1 z 2 z 3' z 4'
i1K
n1 至轮K间所有从动轮齿数的乘积 m 轮1 （ 1 ） nK 轮1至轮K间所有主动轮齿数的乘积
如上图所示轮系中由齿轮1至齿轮4间的传动比可表示为
i14 n1 z z z z z z (1) 2 2 3 4 2 3 4 n4 z1 z 2 z 3' z1 z 2 z 3'
须满足的基本条件之一，称为同心条件。
§8-3 行星齿轮系传动比的计算
二、周转轮系的传动比 – 求解周转轮系传动比，常用的方法是 转化
轮系法。
– 假定给整个周转轮系加上一个公共转速-nH (图b)，轮系中各构件之间的相对运动关系 保持不变，行星架的转速变成为 nH－nH＝ 0 ，因而行星轮的轴线就转化为“固定轴 线”。这样，周转轮系就转化为假想的“ 定轴轮系”(图c)，称为转化轮系。
§8-2 定轴齿轮系传动比的计算
当首轮与末轮的轴线平行时，可以在传动比数值前冠以正、 负号，表示转向与首轮转向相同或相反。
对由圆柱齿轮组成的平面定轴轮系部分，由于内啮合时齿轮
的转动方向相同，而每经过一次外啮合齿轮转向改变一次， 若有m次外齿合，其转向就改变几次，因此可用(-1)m来确定 传动比前的“＋”、“－”号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.定轴轮系传动比 轮系中主动轴与从动轴间的 转速或角速度之比,称为轮系的 传动比.如图8-7所示轮系中,齿 轮1为主动轮,通过齿轮2-3-4将 运动和动力传递给齿轮5,则轮系 的传动比大小为 i15==n1/n2=ω1/ω2.
二,周转轮系的应用
1.周转轮系的结构 如图8-12所示为一单排内外啮合的周转轮系中,外齿轮1,内齿轮3 位于中心位置绕着轴线O1回转———称为中心轮;齿轮2同时与中心轮1 和齿圈3相啮合,其既作自转又作公转———称为行星轮;支持行星轮的 构件H———称为行星架H. 用作动力传动的周转轮系通常都采用具有多个行星轮,并使其均匀 分布在轮的四周(如图8-13所示).
4,如图8-26所示的夏利轿车变速传动机构,有五个前进挡和一个倒车 挡,动力经轴10输入,输 出轴为轴12,已知z2=41, z3=37,z5=26,z6=19, z7=30,z8=14,z9=11, z14=34,z17=35, z18=32,z20=32, z21=29,试求其各挡的传 动比.
③工作性质: ④供油方式: ⑤润滑部位的结构特点: 2.齿轮传动,蜗杆传动的润滑方式 齿轮传动, 1)浸油润滑 见图8-20. 2)喷油润滑 见图8-21.
3.滚动轴承的润滑方式 飞溅润滑.如图8-22.
五,齿轮减速器的维护
齿轮减速器的维护,主要是保证减速器中齿轮,轴承等零部件正常工 作及延长使用寿命和防止意外事故的重要技术措施. 1.科学的润滑管理制度 2.保持良好的工作环境 3.遵守操作规程,严防超载工作 4.定期保养,检修
二,减速器的结构
减速器主要由传动零件(齿轮或蜗杆,蜗轮),轴,轴承,联接零件 (螺钉,销钉等)及箱体附属零件,润滑和密封装置等部分组成.图8-17 为一级圆柱齿轮减速器. 减速器中常采用滚动轴承,当轴向力很大(如采用圆锥齿轮,斜齿轮 等),则采用圆锥滚子轴承.对于需传递的转矩很大的减速器(如汽车), 常采用花键轴. 箱体是传动的基座,是用来支撑和固定轴系零件,保证传动零件正确 啮合,使箱内零件具有良好的润滑和密封. 窥视孔是为检查齿轮啮合情况及向箱内注入润滑油而设置的. 减速器工作时温度的升高,会使箱内空气膨胀,将油自剖分面处挤出, 为此,在箱盖上设有通气孔,以使空气自由逸出. 吊环是用来提升箱盖的,而整个减速器的提升则是用底座旁的吊钩.
4.实现差速作用(运动的分解) 实现差速作用(运动的分解) 以汽车为例,如图8-5所示.
第二节 齿轮系传动比的计算
一,定轴轮系传动比计算
轮系中主动轴与从动轴之间的转速或角速度之比,称为轮系的传动 比.轮系传动比的计算包括:传动比大小的计算和确定从动轮的转动方 向. 1.一对齿轮啮合的传动比 图8-6所示为一对齿轮啮合情况.判断两轴的转向,对于平行轴传 动,两轴转向相同时(图8-6b的内啮合)传动比为正值;两轴转向相反 时(图8-6a的外啮合)传动比为负值.即 i12=n1/n2=ω1/ω2=±z2/z1 对于非平行轴传动,其中传动比不能用正负号表示,齿轮的转向只 能标注在图上.
第八章
学习目的: 学习目的:
齿轮系与减速器
通过本章学习具备汽车机械中齿轮系与减速器的基本知识.
学习要求: 学习要求:
了解定轴轮系和周转轮系的组成和运动特点,能判断一个已知 轮系是属于何种轮系; 掌握定轴齿轮系的传动比计算方法及轮系中各个齿轮的转动方 向的判别,会确定主,从动轮的转向关系; 了解各类轮系的功能.
四,减速器的润滑
减速器润滑的目的是为了减少箱体内传动零件的磨损和摩擦损失,提 高传动效率,延长使用寿命.此外,润滑油还可以起到冷却,散热,吸振, 防锈和降低噪音等作用. 1.润滑油的性能和选择 1)润滑油的性能指标 ①粘度: ②油性: ③极压性: ④凝点: ⑤闪点: 2)润滑油的选择原则 ①工作载荷: ②工作速度:
复习试题
一,填空题
1,由一系列————组成的传动系统称为轮系,其分为————和— ———两大类,可根据————来区分. 2,轮系中首末两轮转速之比称为———— . 3,定轴轮系的传动比是指————之比. 4,一对外啮合齿轮传动两轮转向———— ;一对内啮合齿轮传动两 轮转向———— . 5,周转轮系中,行星架和中心齿轮的回转轴线是————的. 6,惰轮对————并无影响,但能改变从动轮的———— . 7,周转轮系中,iH 表示的意思———— ,iAB表示———— . AB 8,周转轮系中,绕固定轴线转动的齿轮为———— ,兼有自转和公 转的齿轮为———— o
9,减速器装置在————和————之间,其功用是———— . 10,减速器按传动级数可分为———— , ————和———— .
二,判断题
1,惰轮对轮系的传动比大小有影响.( ) ) ) 2,轮系的作用仅在于能实现变速和变向运动.(
3,周转轮系传动比可按定轴轮系传动比计算公式计算.( 4,加奇数个惰轮,主,从动轮转向相反.( )
2.周转轮系传动比的计算公式 如图8-12所示,由于行星轮的运动有自转和公转,所以周转轮系传动 比的计算方法不同于定轴轮系,但它们之间又有内在的联系,假想行星架 h 相对固定,使周转轮系转化为假想的定轴轮系,则有
h i13=nH/nH =(n1-nH)/(n3-nH)=-z3/z1 1 3 h i13———假想行星架相对固定时,齿轮1和齿轮3的传动比; H H n1———齿轮1相对于行星架的转速,即n1=n1-nH; H nH———齿轮3相对于行星架的转速,即n3=n3-nH; 3
四,计算题
1,在图8-23所示轮系中,设已知双头右旋蜗杆的转速n1=900r/min, 1=25,z =20,z1=25,z =20,z1=30,z =35,z1=28,z =135,求n z2=60,z2 3 4 5 6 6 5 3 4 的大小和方向. 2,图8-24所示为小客车的齿轮变速度箱Ⅰ为主动轴,Ⅲ为输出轴,M 为牙嵌式离合器.试分析此变速箱的动力传递情况及其传动比. 3,如图8-25所示的混合轮系中,试分析由哪些构件组成了哪些轮系?
五,讨论题
选择一款轿车或中 型卡车,了解其所采用 的轮系及减速器.
�
5,轮系中的某个中间齿轮可以既是前级的从动轮,又是后级的主动 轮.( )
三,问答题
1,如何区别下述轮系:①定轴轮系和周转轮系;②行星轮系和差动 轮系;③简单差动轮系和复合差动轮系;④复合差动轮系和混合轮系. 2,轮系传动比的正,负号的含义? 3,周转轮系与定轴轮系相比在结构上有何不同?在功能上有何特点? 4,为何汽车中常采用周转轮系? 5,如何对减速器进行维护? 6,为何对减速器中传动件要进行润滑? 7,在选用润滑剂时应注意哪些问题?
式中
"-"———表示齿轮1与齿轮3转向相反. 3.周转轮系的分类 1)差动轮系:中心轮的转速都不为0的周转轮系. 2)行星轮系:有一个中心轮的转速为0的周转轮系. 4.周转轮系的应用实例
三,混合轮系
混合轮系是由定轴轮系和周转轮系组成的轮系的,对于混合轮系,既 不能转化为单一的定轴轮系,也不能转化为单一的周转轮系,所以不能用 一个公式来求解.求解混合轮系传动比时: 1)分出各个单一的定轴轮系和周转轮系. 2)列出这些轮系的传动比方程式. 3)联立方程求解. 找定轴轮系的方法:如果一系列互相,啮合的齿轮的轴线位置都是固 定的,则这些齿轮便组成一个定轴轮系. 找周转轮系的方法:找出那些轴线的位置不固定,而是绕着另一个齿 轮的轴线转动的,即为行星轮,另一个齿轮就为中心轮,则带动行星轮转 动的构件为行星架这便构成一个周转轮系.
第三节 齿轮减速器简介
减速器是由置于刚性的封闭箱体中的一对或几对相啮合的齿轮组成. 它在机器中常为一独立部件,用来降低转速,在个别情况下,可能遇到用 来增加转速的增速器. 减速器由于结构紧凑,效率高,泛应用.
一,齿轮减速器的类型和特点
1.按齿轮的型式来分 减速器可以分为圆柱齿轮减速器,锥齿轮减速器,蜗杆减速器,锥-圆 柱齿轮减速器和行星齿轮减速器等. 2.按传动级数来分 可分一级,二级和多级.
第一节 齿轮系的分类与功用
一,齿轮系的类型
轮系传动时,根据各齿轮轴线的位置是否固定,可分为定轴轮系 (如图8-1所示)和周转轮系(如图8-2所示)两大类.
二,齿轮系的功用
轮系的功用大致可归纳为以下几个方面: 1.实现两轴间远距离的运动和动力的传动 2.实现变速,变矩传动 实现变速,变矩传动 3.实现换向传动 实现换向传动 如图8-4所示为三星换向机构. 如图8-3所示.
三,行星齿轮减速机构
汽车中主减速器的功用是将输入的转速降低并相应增大转矩,改变传 动方向.为充分提高汽车的动 力性和经济性,有些汽车采用 行星齿轮式双速主减速器.行 星齿轮式双速主减速器,由一 对锥齿轮和一个行星齿轮机构 组成.图8-18为常见的一种结 构形式,其机构示意图见图 8-19.齿圈8和从动锥齿轮7 连成一体.行星架9则与差动 器6的壳体刚性连接.动力由 锥齿轮副经行星齿轮机构传 给差速器,最后由半轴输入 给驱动轮.在左半轴2上滑套 着一个接合套1.