机械系统设计-第5章-传动系统设计ppt课件.ppt

病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第五章第五章 传动系统设计传动系统设计 第一节第一节 传动系统的功能和要求传动系统的功能和要求 传动系统是位于动力机与执行传动系统是位于动力机与执行机构机构(或执行构件或执行构件)之间的中间装置，之间的中间装置，它的作用是它的作用是将动力机的运动和动力将动力机的运动和动力传递给执行机构传递给执行机构(执行构件执行构件)。7654321DV图图5-1 起重机的机构运动简图起重机的机构运动简图1-减速器减速器 2-制动器制动器 3-电动机电动机 4-联轴器联轴器 5-卷筒卷筒 6-钢丝绳钢丝绳 7-吊钩吊钩 图图5-1所示的起重机中，电动机所示的起重机中，电动机3为动力机；卷筒为动力机；卷筒5、钢丝绳、钢丝绳6和吊和吊钩钩7为执行机构；而为执行机构；而制动器制动器2、减速、减速器器1及联轴器及联轴器4组成了传动系统，组成了传动系统，它它的功能是将电动机的功能是将电动机3 3输出的回转运输出的回转运动和转矩改变后传递给执行系统的动和转矩改变后传递给执行系统的卷筒卷筒5 5。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 传动系统是由运动链及相应的联系装置组成的。传动系统是由运动链及相应的联系装置组成的。前述起重机的传动系统前述起重机的传动系统是由两级齿轮传动及联系装置是由两级齿轮传动及联系装置制动器、联轴器组成。制动器、联轴器组成。一、传动系统的功能一、传动系统的功能1、改、改变动变动力机力机输输出的运出的运动动形式或形式或转转速，以速，以满满足足执执行系行系统统的要求。的要求。动力机输出的一般是等速连续的回转运动，而执行系统的运动形式是多动力机输出的一般是等速连续的回转运动，而执行系统的运动形式是多种多样的，有回转运动和直线运动，连续运动和间歇运动。当两者的运动形种多样的，有回转运动和直线运动，连续运动和间歇运动。当两者的运动形式不相同时，要求传动系统能式不相同时，要求传动系统能改变动力机输出的运动形式改变动力机输出的运动形式，以满足执行机构，以满足执行机构的要求。当两者运动形式相同时，还有转速、转矩是否相同的问题，这就要的要求。当两者运动形式相同时，还有转速、转矩是否相同的问题，这就要求传动系统起求传动系统起减速增矩或增速减矩减速增矩或增速减矩的作用。的作用。2、调节动调节动力机力机输输出的速度、出的速度、转转矩或力，以矩或力，以满满足足执执行机构的要求。行机构的要求。执行系统有时要求在不同的速度、转矩或力下工作，直接改变动力机的执行系统有时要求在不同的速度、转矩或力下工作，直接改变动力机的速度、转矩或力不可能或不经济，就要用传动系统来实现这一要求。速度、转矩或力不可能或不经济，就要用传动系统来实现这一要求。传动系统是机械系统的重要组成部分，传动系统的优劣将直接影响传动系统是机械系统的重要组成部分，传动系统的优劣将直接影响到机械系统的性能和经济性。到机械系统的性能和经济性。有一些机器的动力机与执行机构直接联接，有一些机器的动力机与执行机构直接联接，如风扇、水泵等。但大多数机器，在动力机与执行机构间设有传动系统。如风扇、水泵等。但大多数机器，在动力机与执行机构间设有传动系统。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3、分配、分配动动力机力机输输出的运出的运动动和和动动力，以力，以满满足足执执行系行系统统的要求。的要求。有时要用一个动力机驱动若干个位置、运动形式或速度不相同的执行机有时要用一个动力机驱动若干个位置、运动形式或速度不相同的执行机构，要靠传动系统把运动或动力分配到各执行机构。构，要靠传动系统把运动或动力分配到各执行机构。二、二、对传动对传动系系统统的要求的要求 1)考考虑虑动动力力机机与与执执行行系系统统的的匹匹配配，使使它它们们的的机机械械特特性性相相适适应应，并并使使两者的工作点接近各自的最佳工况点且工作平两者的工作点接近各自的最佳工况点且工作平稳稳。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 以起重机以起重机为为例，例，动动力机力机为为三相交流异步三相交流异步电动电动机，它的固有机械特性如机，它的固有机械特性如图图a)所示。起重机具有恒所示。起重机具有恒转转矩的机械特性，如矩的机械特性，如图图b)所示。两者匹配后，希望所示。两者匹配后，希望电电动动机在机在B点工作，即在固有机械特性的点工作，即在固有机械特性的HB段接近段接近额额定点定点B处处工作，而起重工作，而起重机卷筒上的机卷筒上的转转矩矩为为MW，转转速速为为nW，在，在W点工作。点工作。a）nMnWMWMZWb）要实现上述要求，就要靠传动系统。要实现上述要求，就要靠传动系统。nW MB ,因此采用传动系统使动力机与执行机构匹配因此采用传动系统使动力机与执行机构匹配.必必须有一个传动比须有一个传动比.病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程式中：式中：是电动机输出轴的角加速度。是电动机输出轴的角加速度。2)满满足足执执行机构在行机构在起起动动、制、制动动、调调速、反向和空速、反向和空载载等方面的要求。等方面的要求。起动力矩一般大于正常稳定运转的力矩。如起重机，起动力矩除要克服提起动力矩一般大于正常稳定运转的力矩。如起重机，起动力矩除要克服提升重物的阻力矩外，还应使重物及一切运动构件产生加速度。升重物的阻力矩外，还应使重物及一切运动构件产生加速度。设机械系统折算到电动机轴上的总转动惯量为设机械系统折算到电动机轴上的总转动惯量为Jtot，起动力矩为，起动力矩为Md，正常，正常运转时折算到电动机轴上的阻力矩为运转时折算到电动机轴上的阻力矩为MZ，则有：，则有：异步异步电动电动机的起机的起动动力矩力矩为为Mst，Mst=stMN，式中的，式中的st为为起起动转动转矩倍数，矩倍数，MN为额为额定定转转矩，矩，MN=9549PN/nN。若若Msti2i3i41234离合离合状状态态M2、M3接合接合M1、M4分离分离M2、M4接合接合M1、M3分离分离M1、M3接合接合M2、M4分离分离M1、M4接合接合M2、M3分离分离变变速速箱速箱速比比 离合器变速机构可以克服滑移齿轮变速机构的缺点：如离合器变速机构可以克服滑移齿轮变速机构的缺点：如(1)(1)可实现在运转可实现在运转中变速中变速(采用摩擦离合器采用摩擦离合器)；(2)(2)变速过程中齿轮不用轴向移动，就可实现变速，变速过程中齿轮不用轴向移动，就可实现变速，因此，可采用斜齿圆柱齿轮传动，传动平稳；因此，可采用斜齿圆柱齿轮传动，传动平稳；(3)(3)轴向尺寸较小轴向尺寸较小(离合器摩擦离合器摩擦片间隙大大小于齿轮宽度片间隙大大小于齿轮宽度)。但离合器变速机构中但离合器变速机构中各齿轮副处于常啮合状态各齿轮副处于常啮合状态，磨损较大，有空转损失，磨损较大，有空转损失，传动效率较低。传动效率较低。n1n2n34b，三，三联齿轮应保证联齿轮应保证L7b；采用图采用图5-32所示的宽式滑移齿轮，双联齿轮轴向尺寸应保证所示的宽式滑移齿轮，双联齿轮轴向尺寸应保证L6b，三，三联齿轮应保证联齿轮应保证L11b。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 对于变速组内各对转动副的传动比关系，可以用对于变速组内各对转动副的传动比关系，可以用转速图转速图更形象、更形象、更清晰地加以表示。更清晰地加以表示。设设有一两有一两轴轴三三联齿轮变联齿轮变速速组组，三，三联齿轮联齿轮在高速在高速轴轴上，上，齿齿数分数分别为别为Z1、Z2、Z3（Z1Z2Z5Z6）。）。n0Z2Z1Z3Z5Z6Z4该该系系统统可可实现实现3个个传动传动比比：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程若假若假设设Z6=Z3可输出可输出3个转速个转速：则则i3=1，n3=n0可画出如下图所示的变速装置的转速图：可画出如下图所示的变速装置的转速图：n1n2n3n0n0Z2Z1Z3Z5Z6Z4病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程转速图可表示如下一些内容：转速图可表示如下一些内容：距离相等的一组竖线表示变速组中各传动轴。距离相等的一组竖线表示变速组中各传动轴。本变速组中只有两根轴，因此有两根竖线。左边本变速组中只有两根轴，因此有两根竖线。左边的一根为主动轴的一根为主动轴，右边的一根为从动轴，右边的一根为从动轴。、顺序按照从动力机到执行机构的顺序排列。顺序按照从动力机到执行机构的顺序排列。本变速组有本变速组有3个转速，故有个转速，故有3条水平线。从下到上的各线，转速依次升高，条水平线。从下到上的各线，转速依次升高，越在下的线，转速越低。越在下的线，转速越低。距离相等的一组横线代表转速线。距离相等的一组横线代表转速线。主主动轴动轴与最高水平与最高水平线线的交点的交点为为n0，表示主，表示主动轴动轴的的转转速速为为n0；被；被动轴动轴与与3根水平根水平线线的交点分的交点分别为别为n1、n2、n3(从下向上从下向上)，分，分别别表示表示轴轴有有3个个转转速，且速，且满满足足n1n27b，采用，采用宽式滑移齿轮，宽式滑移齿轮，l 11b，其结果使轴的跨度较大，轴就可能出现了刚度和强度，其结果使轴的跨度较大，轴就可能出现了刚度和强度不能满足要求的问题。不能满足要求的问题。Z5Z6Z4Z7Z8Z1Z2Z3Z9Z10Z11Z12L7b(11b)lL7b(11b)其对应的变速级数为：其对应的变速级数为：C=C1C2=33=9 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 图图5-35所示的折回所示的折回传动传动中，在两根中，在两根轴轴上各装了上各装了3个个齿轮齿轮和一个离合器，可和一个离合器，可实现实现4个个传动传动比，若要加大比，若要加大变变速速级级数，数，轴轴上装的上装的齿轮齿轮数和离合器数目数和离合器数目还还会增加，会增加，同同样样会出会出现轴过长现轴过长的的问题问题。图图5-38所示的背所示的背轮轮机构机构传动传动中，中中，中间轴间轴上有上有6个个齿轮齿轮，输输出出轴轴上有上有5个个齿齿轮轮和和2个滑移套，其可个滑移套，其可实现实现5级变级变速。若想再增加速。若想再增加变变速速级级数，数，还还要在要在轴轴上增加上增加齿轮齿轮和滑移套，也存在和滑移套，也存在轴长轴长度度过过大的大的问题问题。结论：结论：当变速级数当变速级数Z大于一定值时，就不能采用二轴变速传动大于一定值时，就不能采用二轴变速传动。当要求当要求变变速速级级数多于数多于5级时级时，一般不采用二，一般不采用二轴变轴变速速传动传动装置，而将若干个装置，而将若干个二二轴变轴变速速传动传动装置串装置串联联起来，起来，组组成多成多轴变轴变速速传动传动。除通用金属切削机床的变速级数较多外，其它各类机械的变速级数不超除通用金属切削机床的变速级数较多外，其它各类机械的变速级数不超过过6级，采用由级，采用由2个二轴变速传动装置组合成的三轴变速传动装置就可以解决个二轴变速传动装置组合成的三轴变速传动装置就可以解决问题。问题。以以6级变速传动为例，介绍多轴变速传动系统运动设计的方法。级变速传动为例，介绍多轴变速传动系统运动设计的方法。组组成多成多轴变轴变速速传动传动的二的二轴变轴变速速传动传动装置的装置的变变速速级级数分数分别为别为C1，C2，Cn，则则多多轴变轴变速速传动传动装置的装置的变变速速级级数数为为C=C1C2.Cn。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 实现实现6级变速传动，可采用滑移齿轮变速机构。只需将一个级变速传动，可采用滑移齿轮变速机构。只需将一个3联滑移齿轮联滑移齿轮变速组和一个变速组和一个2联滑移齿轮变速组串联起来即可。联滑移齿轮变速组串联起来即可。1、设计步骤、设计步骤(1)(1)确定传动顺序确定传动顺序 如采用如采用2个二个二轴轴滑移滑移齿轮变齿轮变速速传动传动机构串机构串联联来来实现实现6级变级变速。速。这时这时有有P137图图5-43所示的两个方案。所示的两个方案。确定确定3联齿轮变速组和联齿轮变速组和2联齿轮变速组的顺序。联齿轮变速组的顺序。以以6级变速传动为例，介绍多轴变速传动系统运动设计的方法。级变速传动为例，介绍多轴变速传动系统运动设计的方法。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程Z5Z6Z4Z7Z8Z1Z2Z3Z9Z10Z5=Z6Z7=Z8n0 方案方案1：3联滑移齿轮放在输入轴联滑移齿轮放在输入轴上，把上，把2联滑移齿放在中间轴联滑移齿放在中间轴上，上，这种传动顺序叫：这种传动顺序叫：6=32传动传动(前面数字表示高速级移动齿轮数前面数字表示高速级移动齿轮数)。其中高速级：其中高速级：i1=，i2=1，i3=1/，而低速级：，而低速级：i1=3，i2=1病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程n0n4n3n2n1n5n6i1i2i3i1i2病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 方案方案2：把把2联联滑移滑移齿轮齿轮放在放在输输入入轴轴上，把上，把3联联滑移滑移齿轮齿轮放在中放在中间轴间轴上，上，这这种种传动顺传动顺序叫：序叫：6=23传动传动。Z5Z6Z4Z7Z8Z1Z2Z3Z9Z10Z1=Z2Z9=Z10n0其中高速级：其中高速级：i1=3，i2=1，而低速级：，而低速级：i1=，i2=1，i3=1/病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程n4n3n2n1n5n6i1i2i3i1i2 对于减速传动，传动顺序应是对于减速传动，传动顺序应是前多后少前多后少，这样高速轴上的传动件多，可，这样高速轴上的传动件多，可以节约材料，减小变速箱尺寸，减轻重量。以节约材料，减小变速箱尺寸，减轻重量。因此，因此，“6=32”传动顺序优于传动顺序优于“6=23”传动顺序。传动顺序。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程(2)(2)确定变速顺序确定变速顺序 基本变速组基本变速组 若若变变速速组组的的级级比比 a与与输输出出轴转轴转速系列的公比速系列的公比相等，相等，即即级级比指数比指数a=1，这这个个变变速速组组叫基本叫基本变变速速组组。例例题题5-1方案方案1中的中的3联齿轮变联齿轮变速速组组的的3个个传动传动比比为为：i1=3，i2=2，i3=，级级比比为为，级级比指数比指数a=1，它是基本，它是基本变变速速组组。方案。方案2：i1=2，i2=，i3=1，图图5-44中中轴轴和和轴间轴间3联齿轮变联齿轮变速速组组：i1=，i2=1，i3=1/，它，它们们也是基本也是基本变变速速组组。确定确定基本变速组基本变速组和和扩大变速组扩大变速组的排列顺序。的排列顺序。在在变变速速组组中相中相邻邻两两级传动级传动比的比比的比值值称称为为级级比比，级级比以比以 a表示。其中表示。其中为为输输出出轴转轴转速系列的公比，速系列的公比，a为为级级比指数比指数。按照。按照 a 的不同，变速组可以分为：的不同，变速组可以分为：基本变速组和扩大变速组。基本变速组和扩大变速组。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程扩大变速组扩大变速组 若若变变速速组组的的级级比指数比指数a等于基本等于基本变变速速组组的的传动传动副数副数，这这个个变变速速组组叫叫扩扩大大变变速速组组。图图5-44中，双中，双联齿轮变联齿轮变速速组传动组传动比：比：i1=3，i2=1，级级比比为为 3，级级比比指数指数a=3，等于三，等于三联齿轮变联齿轮变速速组组基本基本变变速速组组的的传动传动副数副数3，这这个双个双联齿轮变联齿轮变速速组组叫叫扩扩大大变变速速组组。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 如如P137图图5-44，由，由图图可看出可看出这这个个变变速机构由两个速机构由两个变变速速组组组组成，高速成，高速级为级为3联齿轮变联齿轮变速速组组，低速，低速级为级为2联齿轮变联齿轮变速速级级。为为使使输输出出轴轴的的6个个转转速速n1、n2、n3、n4、n5、n6排列成等比排列成等比级级数数列，三数数列，三轴变轴变速速传动应传动应由一个基本由一个基本变变速速组组和一个和一个扩扩大大变变速速组组组组成。成。n4n3n2n1n5n6n0i1i2i3i1i2i1=i2=1 i3=1/级比为：级比为：基本组基本组i1=3i2=1级比为：级比为：3 扩大组扩大组代号：代号：6=3123 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程图图5-44速度图所示的变速组传动比分配规律表示结构式：速度图所示的变速组传动比分配规律表示结构式：6=31236表示可表示可实现实现6个速比；个速比；31表示表示级级比比为为的的3联齿轮变联齿轮变速速组组在高速在高速级级，它是基本，它是基本组组。写在前面表示。写在前面表示3联联滑移滑移齿轮齿轮在高速在高速轴轴上；上；23表示表示级级比比为为 3的的2联齿轮变联齿轮变速速组组在低速在低速级级，它是，它是扩扩大大组组。写在后面表。写在后面表示示2联联滑移滑移齿轮齿轮装在中装在中间轴间轴上；上；下标下标1、3分别表示相应的级比指数。分别表示相应的级比指数。式中：式中：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程i1=，i2=1，i3=1/基本组：基本组：级比为：级比为：非扩大组：非扩大组：i1=3，i2=1/级比为：级比为：4 代号：代号：6=3124 i1i2i3i1i2n4n3n2n1n5n6 若变速机构中若变速机构中 3联齿轮变速组传动比：联齿轮变速组传动比：i1=，i2=1，i3=1/，级比为，级比为；2联齿轮变速组传动比：联齿轮变速组传动比：i1=3，i2=1/，级比为，级比为 4，它不是扩大变，它不是扩大变速组速组非扩大组非扩大组。由这样两个变速组组成的机构，当输出由这样两个变速组组成的机构，当输出的转速的转速n1、n2、n3、n4、n5、n6按照等比级按照等比级数排列时，数排列时，n3与与n4之间出现空挡之间出现空挡。有时这有时这种机构输出的转速还会出现重复。种机构输出的转速还会出现重复。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 结论结论：为为了避免空档和重复了避免空档和重复转转速的出速的出现现，三，三轴变轴变速速传动应传动应由一个基本由一个基本变变速速组组和一个和一个扩扩大大变变速速组组组组成成。在采用基本组与扩大组组合实现在采用基本组与扩大组组合实现6级变速时，传动系统的传动顺序和变级变速时，传动系统的传动顺序和变速顺序有如下速顺序有如下4种结构方案：种结构方案：6=31236=3221基本组基本组+扩大组扩大组扩大组扩大组+基本组基本组6=21326=2331扩大组扩大组+基本组基本组基本组基本组+扩大组扩大组方案中方案中3联齿轮变速组在高速级，联齿轮变速组在高速级，2联齿轮变速组在低速级；联齿轮变速组在低速级；方案中方案中 2联齿轮变联齿轮变速速组组在高速在高速级级，3联齿轮变联齿轮变速速组组在低速在低速级级。4种种结结构方案的构方案的转转速速图图可可见见P138图图5-46。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程n6n5n4n3n2n1a)6=3123n06=3221b)n6n5n4n3n2n1n06=31236=3221基本组基本组+扩大组扩大组扩大组扩大组+基本组基本组病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程c)6=2132n6n5n4n3n2n1n06=2331d)n6n5n4n3n2n1n06=21326=2331扩大组扩大组+基本组基本组基本组基本组+扩大组扩大组病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程结论结论：4个方案中，个方案中，a)方案：方案：6=3123最好最好。对上述对上述4个方案从两方面作对比：个方案从两方面作对比：3联齿轮变速组放在高速处比联齿轮变速组放在高速处比2联齿轮放在高速处好。可看出联齿轮放在高速处好。可看出a)好于好于c)。中间轴中间轴(轴轴)的最高转速与最低转速之差较小为好。的最高转速与最低转速之差较小为好。为为什么中什么中间轴间轴(轴轴)上最高上最高转转速与最低速与最低转转速之差速之差应较应较小呢？小呢？一个传动零件在多种转速下运行，传递的功率不变时，一个传动零件在多种转速下运行，传递的功率不变时，应按在最低转速应按在最低转速下运行，进行强度和刚度校核下运行，进行强度和刚度校核，因为这时零件受力最大；但，因为这时零件受力最大；但应按最高转速下应按最高转速下运行来确定零件的精度运行来确定零件的精度，因为这时零件的精度要求最高。为此希望变速组中，因为这时零件的精度要求最高。为此希望变速组中各轴的最高和最低转速相差不要太大。各轴的最高和最低转速相差不要太大。可看出基本组放在高速处，扩大组放在低速处较好。即：可看出基本组放在高速处，扩大组放在低速处较好。即：a)好于好于b)，c)好好于于d)；病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程(3)(3)确定各变速组的传动比确定各变速组的传动比 对于传动顺序和变速顺序相同的变速组结构形式，还可选择不同的传动对于传动顺序和变速顺序相同的变速组结构形式，还可选择不同的传动比。以比。以6=3123结构型式为例，可以有下面结构型式为例，可以有下面4种不同的转速图方案。种不同的转速图方案。n6n5n4n3n2n1方案方案1n0i1=2，i2=，i3=1基本组：基本组：扩大组：扩大组：i1=3，i2=1i1=3，i2=2，i3=基本组：基本组：扩大组：扩大组：i1=2，i2=1/n0n6n5n4n3n2n1方案方案2病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程方案方案4n0n6n5n4n3n2n1方案方案3n0n6n5n4n1n3n2i1=2，i2=1，i3=1/基本组：基本组：扩大组：扩大组：i1=3，i2=1i1=3，i2=2，i3=基本组：基本组：扩大组：扩大组：i1=，i2=1/2 方案方案1与方案与方案2结果相同；方案结果相同；方案3与方案与方案4结果相同。但它们的各级速比不结果相同。但它们的各级速比不同，在确定各级传动比时，应遵循如下同，在确定各级传动比时，应遵循如下3条原则：条原则：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程各传动副的传动比不应超过极限传动比：各传动副的传动比不应超过极限传动比：方案方案1与方案与方案2结果相同；方案结果相同；方案3与方案与方案4结果相同。但它们的各级速比不结果相同。但它们的各级速比不同，在确定各级传动比时，应遵循如下同，在确定各级传动比时，应遵循如下3条原则：条原则：尽量提高中间轴的最低转速。为此，对于降速传动，使尽量提高中间轴的最低转速。为此，对于降速传动，使i1 n n2 2，所以，所以，所以，所以方案方案a)好于方案好于方案b)。方案方案1中，中，i1=2，i1=3，i1 i1，前大后小；，前大后小；病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程方案方案1中，中，nmin=n4，方案，方案2中，中，nmin=n3。n6n5n4n3n2n1方案方案1n0n0n6n5n4n3n2n1方案方案2中间轴中间轴的最低转速：的最低转速：因此，方案因此，方案2中间轴转速较低；方案中间轴转速较低；方案1从从轴到轴到轴不用增速，而方案轴不用增速，而方案2从从轴到轴到轴要增速，先减速后增速（增速会扩大传动误差），所以方案轴要增速，先减速后增速（增速会扩大传动误差），所以方案1好于好于方案方案2。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 因此，方案因此，方案3中中间轴转速高于方案中中间轴转速高于方案4。方案。方案3中，从中，从轴到轴到轴，经扩大轴，经扩大组不用增速，就可得到组不用增速，就可得到6个按等比数列排列的个按等比数列排列的6个转速。而方案个转速。而方案4由于基本组速由于基本组速比太大，中间轴转速太低，从比太大，中间轴转速太低，从轴到轴到轴要经扩大组增速才能得到轴要经扩大组增速才能得到6个按等比个按等比数列排列的转速，这种先减速后增速的传动方法，显然不合理，所以方案数列排列的转速，这种先减速后增速的传动方法，显然不合理，所以方案3好好于方案于方案4。方案方案4n0n6n5n4n3n2n1方案方案3n0n6n5n4n1n3n2方案方案3中，中，nmin=n4，方案，方案4中，中，nmin=n2。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程有利于减小噪声有利于减小噪声 分配传动比时要避免有较大的升速传动，升速传动可使传动误差扩大，分配传动比时要避免有较大的升速传动，升速传动可使传动误差扩大，引起较大的啮合冲击和噪声。如果在运动链的开始端就采用了较大的升速传引起较大的啮合冲击和噪声。如果在运动链的开始端就采用了较大的升速传动，则将使整个传动系统的噪声增大。图动，则将使整个传动系统的噪声增大。图5-47b)方案，扩大组方案，扩大组(从从轴到轴到轴轴的变速组，传动比的变速组，传动比i2=1/2，是较大的升速传动，采用这个方案不利于降低，是较大的升速传动，采用这个方案不利于降低噪声噪声)。方案。方案2也有这个问题。也有这个问题。从以上从以上3点可看出：方案点可看出：方案3传动传动比分配方案好于方案比分配方案好于方案4；方案；方案1好于方案好于方案2。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程对于多轴变速传动机构进行运动设计时，还应注意以下两个问题：对于多轴变速传动机构进行运动设计时，还应注意以下两个问题：(1)(1)应适当降低滑移齿轮的圆周速度。这样有利于减小变速时的冲击，振应适当降低滑移齿轮的圆周速度。这样有利于减小变速时的冲击，振动和噪声。当输入变速装置的转速较高时，可在变速传动前设定传动比的减动和噪声。当输入变速装置的转速较高时，可在变速传动前设定传动比的减速传动如速传动如V V带传动。带传动。(2)(2)满足执行系统对运动要求的前提下，应尽量缩短传动系统的运动链。满足执行系统对运动要求的前提下，应尽量缩短传动系统的运动链。可减小传动系统的零件，简化结构；可减小传动系统的零件，简化结构；可减小制造和安装误差的积累，提高传动精度；可减小制造和安装误差的积累，提高传动精度；可减小传动系统运动构件的惯性参数，改善传动系统的力学性能；可减小传动系统运动构件的惯性参数，改善传动系统的力学性能；可减少运动副的数量，从而减小因运动副有间隙而产生的冲击。可减少运动副的数量，从而减小因运动副有间隙而产生的冲击。对于要求输入转速较高而输出转速较低，即传动比较大的减速传动系统，对于要求输入转速较高而输出转速较低，即传动比较大的减速传动系统，为减短运动链，应选择可实现较大传动比而运动链较短的定传动比的减速装为减短运动链，应选择可实现较大传动比而运动链较短的定传动比的减速装置，如：行星齿轮传动、摆线针轮传动、谐波齿轮传动。置，如：行星齿轮传动、摆线针轮传动、谐波齿轮传动。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 例例5-2已知某制管机所用已知某制管机所用电动电动机机转转速速nm=1440r/min，执执行构件行构件主主轴转轴转速速nw=45250r/min，主，主轴应轴应有有6级转级转速。速。试拟试拟定定该该制管机的制管机的变变速速传动传动运运动设计动设计方案。方案。解：解：已知条件：传动系统输入转速已知条件：传动系统输入转速nm=1440r/min，传动系统输出的最低转速，传动系统输出的最低转速nmin=45r/min，输出的最高转速，输出的最高转速nmax=250r/min。变速级数变速级数Z：Z=6：减速减速级级数数Z：从从传动传动系系统统的的输输入入转转速速nm=1440r/min到到输输出的最小出的最小转转速速nmin=45r/min的减速的减速级级数数。(1)确定变速组结构型式确定变速组结构型式 采用由采用由3联齿轮变速组和联齿轮变速组和2联齿轮变速组组成的联齿轮变速组组成的3轴变速机构来实现轴变速机构来实现6个输个输出转速。出转速。3联齿轮变速组放在高速级，为基本组；联齿轮变速组放在高速级，为基本组；2联齿轮变速组放在低速级，联齿轮变速组放在低速级，为扩大组。变速装置的结构型式为：为扩大组。变速装置的结构型式为：6=3123。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程(2)确定运动链中，是否需要定传动比的运动副确定运动链中，是否需要定传动比的运动副 本例应属于减速传动系统，总减速比：本例应属于减速传动系统，总减速比：不不设设置定置定传动传动比比传动传动副，副，变变速速组组可以可以实现实现的最大的最大传动传动比：比：总传动总传动比比i=32，使得，使得变变速速组组的最大的最大传动传动比比imax将大于将大于4，故必，故必须设须设置定置定传动传动比比传动传动副。副。在在电动机与变速箱间设置一级电动机与变速箱间设置一级V带传动带传动，在变速箱与执行构件在变速箱与执行构件主轴间设主轴间设置一级齿轮传动置一级齿轮传动，它们都是定传动比的减速装置，传动系统简图如下：，它们都是定传动比的减速装置，传动系统简图如下：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z1Z3Z2V带带传传动动电动机电动机定定传传动动比比齿轮传动齿轮传动变速箱变速箱Z12病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程(3)拟定转速图拟定转速图 传动系统由传动系统由5根轴组成：根轴组成：轴轴电动机轴；电动机轴；轴轴变速箱输入轴；变速箱输入轴；轴轴变变速箱中间轴；速箱中间轴；轴轴变速箱输出轴；变速箱输出轴；轴轴定传动比齿轮传动输出轴。定传动比齿轮传动输出轴。计算变速箱的变速范围计算变速箱的变速范围：确定确定变变速箱的公比速箱的公比由由可得可得查查P42，公比，公比应选标应选标准准值值。由由可得可得所以所以 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程从从n0=1440r/min按公比按公比=1.41降到降到nmin=45r/min，传动传动系系统统划分的划分的级级数数为为：可得各可得各级转级转速速为为：由由123456789101114401021724514364258183130926546V带传动的速比：带传动的速比：基本基本变变速速组组的速比：的速比：扩扩大大变变速速组组的速比：的速比：定定传动传动比比齿轮传动齿轮传动速比：速比：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程根据根据传动传动比的比的计计算算结结果，可以画出果，可以画出设计设计方案的方案的转转速速图图：18313092654610217245143642581440idi1i2i3i2i1ich由转速图看出可满足设计要求。由转速图看出可满足设计要求。执执行构件行构件主主轴转轴转速速nw=45250r/min。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2、齿轮齿数的确定、齿轮齿数的确定 由转速图可以确定各传动副的传动比。传动比确定后，对于带传动就可由转速图可以确定各传动副的传动比。传动比确定后，对于带传动就可以确定带轮基准直径的比值，而齿轮传动，则可以确定齿轮齿数的比值。下以确定带轮基准直径的比值，而齿轮传动，则可以确定齿轮齿数的比值。下面的问题是要由传动比决定齿轮的齿数。面的问题是要由传动比决定齿轮的齿数。对于变速齿轮传动，从便于制造，减少刀具品种出发，同一变速组的对于变速齿轮传动，从便于制造，减少刀具品种出发，同一变速组的各齿轮副应采用相同的模数。各齿轮副应采用相同的模数。从轮齿弯曲疲惫劳强度出发，由于齿轮的模数与齿轮的载荷从轮齿弯曲疲惫劳强度出发，由于齿轮的模数与齿轮的载荷传递的传递的转矩应相适应，同一变速组中各齿轮副的模数应不相等，转速低的齿轮副传转矩应相适应，同一变速组中各齿轮副的模数应不相等，转速低的齿轮副传递的转矩大，模数就应取大一些。递的转矩大，模数就应取大一些。同时还应考虑到，在满足齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的前提同时还应考虑到，在满足齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的前提下，取较小的模数，较多的齿数，有利于增加传动的重合度和平稳性，有利下，取较小的模数，较多的齿数，有利于增加传动的重合度和平稳性，有利于减少加工齿轮的切削量和提高制造经济性。即于减少加工齿轮的切削量和提高制造经济性。即应按小模数多齿数的原则进应按小模数多齿数的原则进行选择行选择。选择齿数时要避免根切现象发生选择齿数时要避免根切现象发生。齿轮齿数的确定原则：齿轮齿数的确定原则：P140病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程可分如下两种情况决定可分如下两种情况决定变变速速组组内各内各齿轮齿轮的的齿齿数：数：(1)变速组内各齿轮副模数相等时齿数的决定变速组内各齿轮副模数相等时齿数的决定Z1Z4Z6Z5Z3Z2a以如图以如图3联齿轮变速组为例，联齿轮变速组为例，3个齿轮副的中心距应相等。个齿轮副的中心距应相等。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 如采用标准齿轮传动，各齿轮副的齿数和以及相应的中心距应相等。如采用标准齿轮传动，各齿轮副的齿数和以及相应的中心距应相等。减速减速传动时传动时，应应按最大按最大传动传动比比imax决定决定齿齿数和数和Z；增速；增速传动时传动时，应应按按最小最小传动传动比比imin决定决定齿齿数和数和Z。决定最小齿数时，应考虑不根切。决定最小齿数时，应考虑不根切。n0n6n5n4n3n2n1 图图5-47b）所示的三联齿轮变速组，若其）所示的三联齿轮变速组，若其公比为公比为=1.41，则，则三个传动比为：三个传