传动系统设计.ppt

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1、传动系统设计现在学习的是第1页，共26页一、传动系统的类型一、传动系统的类型 a a、按驱动机械系统的动力源按驱动机械系统的动力源分为：分为：、等等，而电动机驱动又有交流异步电动机，而电动机驱动又有交流异步电动机( (单、多速单、多速) )驱动，直流并激电驱动，直流并激电动机、交流调速主轴电动机驱动，交、直流伺服电动机驱动，步进电动机、交流调速主轴电动机驱动，交、直流伺服电动机驱动，步进电动机驱动等。动机驱动等。 b b、按动力源驱动执行件的数目按动力源驱动执行件的数目分为：分为：、和和等。等。 c c、按传动装置按传动装置分为分为： 机械传动装置机械传动装置、液压传动装置液压传动装置、电气传

2、电气传动装置动装置以及上述装置的组合。以及上述装置的组合。 机械传动装置：机械传动装置：和和两类。两类。 输出速度可变：输出速度可变：分为分为和和。 24.14.1、传动系统的类型和组成、传动系统的类型和组成现在学习的是第2页，共26页1.1.无级变速传动系统无级变速传动系统是指执行件的是指执行件的( (或速度或速度) )在一定的范围内在一定的范围内，这样可以使执行件获得最有利的速度，能在系统运转中变，这样可以使执行件获得最有利的速度，能在系统运转中变速，也便于实现自动化等。速，也便于实现自动化等。 依靠摩擦力来传递转矩；依靠摩擦力来传递转矩； 存在转速损失，故不能用于调速精度高的场合；存在转

3、速损失，故不能用于调速精度高的场合； 变速范围小，通常为变速范围小，通常为4 46 6，少数可达，少数可达10101515。 它的传动平稳它的传动平稳 运动换向冲击小运动换向冲击小 易于实现直线运动易于实现直线运动 3特点特点：特点特点：现在学习的是第3页，共26页在变速范围内不能连续地变换，属于有级变速。在变速范围内不能连续地变换，属于有级变速。2.2.有级变速传动系统有级变速传动系统 CA7620CA7620型液压多刀半自动车床主传动系统及转速图型液压多刀半自动车床主传动系统及转速图 4传递的功率大传递的功率大变速范围宽变速范围宽传动比准确传动比准确工作可靠工作可靠有转速损失有转速损失特点

4、：特点：现在学习的是第4页，共26页3.3.固定传动比的传动系统固定传动比的传动系统 如果机械系统的执如果机械系统的执行件要求以某一固定的行件要求以某一固定的转速转速( (速度速度) )工作，则连工作，则连接动力源与执行件的传接动力源与执行件的传动系统属于固定传动比动系统属于固定传动比的传动系统，即该系统的传动系统，即该系统是由若干个固定传动比是由若干个固定传动比串联组成。串联组成。 起重机传动系统简图起重机传动系统简图 5现在学习的是第5页，共26页1 1. .独立驱动传动系统独立驱动传动系统 (1) (1) 只有一个执行件；只有一个执行件；(2) (2) 有多个运动不相关的执行件；有多个运

5、动不相关的执行件； (3)(3)数控机械系统。数控机械系统。曲柄压力机传动系统图曲柄压力机传动系统图( (二二) )独立和联合驱动传动系统独立和联合驱动传动系统6现在学习的是第6页，共26页2 2 集中驱动传动系统集中驱动传动系统 是指机械系统的多个执行件均由一个动力源驱动。是指机械系统的多个执行件均由一个动力源驱动。(1)(1)执行件间有严格的传动比要求；执行件间有严格的传动比要求；(2)(2)各执行件间运动有顺序或协调的要求；各执行件间运动有顺序或协调的要求； (3)(3)各执行件的运动相互独立。各执行件的运动相互独立。 由两个或多个动力源经各自的传动链联合驱动一个执行件的由两个或多个动力

6、源经各自的传动链联合驱动一个执行件的传动系统，主要用于低速、重载、大功率、执行件少而惯性传动系统，主要用于低速、重载、大功率、执行件少而惯性大的机械。大的机械。 3 3 联合驱动传动系统联合驱动传动系统 ( (二二) )独立和联合驱动传动系统独立和联合驱动传动系统7现在学习的是第7页，共26页二、传动系统的组成二、传动系统的组成1 1、变速装置、变速装置 2 2、起停和换向装置、起停和换向装置 要求省力、可靠、结构简单、有足够的动力要求省力、可靠、结构简单、有足够的动力3 3、制动装置、制动装置 要求可靠、方便、平稳、结构简单、尺寸小、磨损小、散要求可靠、方便、平稳、结构简单、尺寸小、磨损小、

7、散热好热好4 4、安全保护装置、安全保护装置 销钉安全联轴器，钢珠安全离合器，摩擦安全离合器销钉安全联轴器，钢珠安全离合器，摩擦安全离合器 8 减小离合器尺寸减小离合器尺寸 避免出现超速现象避免出现超速现象 考虑结构因素考虑结构因素 制动器与离合器必须互锁制动器与离合器必须互锁 确定合理安装位置确定合理安装位置 闸带式制动器的操纵力应作用在制动闸带式制动器的操纵力应作用在制动带的松边带的松边现在学习的是第8页，共26页拓展内容：常用传动拓展内容：常用传动1 1、行星齿轮传动、行星齿轮传动2 2、摆线针轮行星传动、摆线针轮行星传动3 3、谐波齿轮传动谐波齿轮传动9现在学习的是第9页，共26页1、

8、行星齿轮传动、行星齿轮传动 10中心轮中心轮行星轮行星轮内齿轮内齿轮行星架行星架现在学习的是第10页，共26页1、行星齿轮传动、行星齿轮传动 一个或一个以上齿轮的一个或一个以上齿轮的绕另一齿轮的绕另一齿轮的迴迴转的齿轮传动转的齿轮传动 。三者都不固定三者都不固定确定机构运动时需要给出两个确定机构运动时需要给出两个构件的角速度构件的角速度固定内齿轮固定内齿轮b b或太或太阳轮阳轮a a。11现在学习的是第11页，共26页 常见行星齿轮传动的类型和性能常见行星齿轮传动的类型和性能 差动轮系可以把两个给定运动合成起来也可把一个给差动轮系可以把两个给定运动合成起来也可把一个给定运动按照要求分解成两个基

9、本件的运动。定运动按照要求分解成两个基本件的运动。 行星齿轮传动应用广泛并可与无级变速器液力耦合器行星齿轮传动应用广泛并可与无级变速器液力耦合器和液力变矩器等联合使用进一步扩大使用范围。和液力变矩器等联合使用进一步扩大使用范围。 1、行星齿轮传动、行星齿轮传动 12现在学习的是第12页，共26页(1) (1) 齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动 动画演示动画演示从演示中可以看出，此种组合为降速传动，通常传动比为从演示中可以看出，此种组合为降速传动，通常传动比为2.52.55 5，且转，且转向相同。向相同。 13现在学习的是第13页，共26页(2) (2) 齿圈固定

10、，行星架主动，太阳轮被动齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动 动画演示动画演示从演示中可以看出，此种组合为升速传动，传动比为从演示中可以看出，此种组合为升速传动，传动比为0.20.20.40.4，且转向相同。，且转向相同。 14现在学习的是第14页，共26页(3) (3) 太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动 动画演示动画演示从演示中可以看出，此种组合为降速传动，传动比为从演示中可以看出，此种组合为降速传动，传动比为1.251.251.671.67，且转向相同。，且转向相同。15现在学习的是第15页，共26页(4) (4) 太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动太阳轮固定，行

11、星架主动，齿圈被动 动画演示动画演示从演示中可以看出，此种组合为升速传动，传动比为从演示中可以看出，此种组合为升速传动，传动比为0.60.60.80.8，且转向相，且转向相同。同。 16现在学习的是第16页，共26页(5) (5) 行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动 动画演示动画演示从演示中可以看，出此种组合为降速传动，传动比为从演示中可以看，出此种组合为降速传动，传动比为1.51.54 4，且转向相反，且转向相反 17现在学习的是第17页，共26页(6) (6) 行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动 动画演示动画演示从演示中可以看，出

12、此种组合为升速传动，传动比为从演示中可以看，出此种组合为升速传动，传动比为0.250.250.670.67，且转向相，且转向相反。反。 18现在学习的是第18页，共26页(7) (7) 把三元件中任意两元件接合为一体的情况把三元件中任意两元件接合为一体的情况 从演示中可以看出，行星齿轮间没有相对运动，作为一个整体运转，传从演示中可以看出，行星齿轮间没有相对运动，作为一个整体运转，传动比为动比为1 1，且转向相同。，且转向相同。 动画演示动画演示19现在学习的是第19页，共26页2 2、摆线针轮行星传动、摆线针轮行星传动 20现在学习的是第20页，共26页2 2、摆线针轮行星传动、摆线针轮行星传

13、动 211 1摆线行星轮，摆线行星轮，2 2针轮，针轮，H H系杆，系杆，V V输出轴输出轴现在学习的是第21页，共26页2 2、摆线针轮行星传动、摆线针轮行星传动 图示摆线针轮行星传动机构中，运动由系杆图示摆线针轮行星传动机构中，运动由系杆H H输入，通过输出机构由轴输入，通过输出机构由轴V V输出输出。摆线针轮行星传动也是一种。摆线针轮行星传动也是一种K KH HV V型一齿差行星传动。型一齿差行星传动。 在摆线针轮传动中，行星轮的齿廓曲线不是渐开线，而是变态外摆在摆线针轮传动中，行星轮的齿廓曲线不是渐开线，而是变态外摆线，中心内齿轮采用了针齿，又称为针轮。同渐开线少齿差行星传动一线，中心

14、内齿轮采用了针齿，又称为针轮。同渐开线少齿差行星传动一样，其传动比为：样，其传动比为： 由于由于Z Z1 1 Z Z2 2 = 1 = 1，故故i = -Zi = -Z2 2，即摆线针轮行星传动可获得大传动比即摆线针轮行星传动可获得大传动比。摆线针轮行星传动具有减速比大（一级减速比。摆线针轮行星传动具有减速比大（一级减速比9 - 1159 - 115，多级可获更，多级可获更大减速比）、结构紧凑、传动效率高（一般可达大减速比）、结构紧凑、传动效率高（一般可达90% 94%90% 94%）、传动平）、传动平稳、承载能力高、使用寿命长等优点，与渐开线少齿差行星传动相比，稳、承载能力高、使用寿命长等优

15、点，与渐开线少齿差行星传动相比，无齿顶相碰和齿廓重叠干涉等问题。在军工、矿山、冶金、化工等工业无齿顶相碰和齿廓重叠干涉等问题。在军工、矿山、冶金、化工等工业部门得到广泛应用，以其多方面的优点取代了一些笨重庞大的传动装置部门得到广泛应用，以其多方面的优点取代了一些笨重庞大的传动装置。其主要缺点是加工工艺复杂，制造成本较高。其主要缺点是加工工艺复杂，制造成本较高。 i = i = - -Z Z2 2 / /（ Z Z1 1 Z Z2 2） 22现在学习的是第22页，共26页3 3、谐波齿轮传动、谐波齿轮传动 谐波传动是建立在弹性变形理论基础上的一种新型传动。下页图为谐波传动的谐波传动是建立在弹性变

16、形理论基础上的一种新型传动。下页图为谐波传动的示意图。示意图。1 1为具有内齿的刚轮，为具有内齿的刚轮，2 2为具有外齿的柔轮，为具有外齿的柔轮，H H为波发生器。这三个构为波发生器。这三个构件与少齿差行星传动机构的中心内齿轮、行星轮件与少齿差行星传动机构的中心内齿轮、行星轮2 2和系杆和系杆H H相当。通常波发相当。通常波发生器为主动件，而刚轮或柔轮之一为从动件，另一个为固定件。生器为主动件，而刚轮或柔轮之一为从动件，另一个为固定件。 当波发生器装入柔轮内孔时，由于前者的总长度略大于后者的内孔直径，故柔当波发生器装入柔轮内孔时，由于前者的总长度略大于后者的内孔直径，故柔轮变为椭圆，是在椭圆的

17、长轴两端产生了柔轮与刚轮轮齿的两个局部啮合区，同时轮变为椭圆，是在椭圆的长轴两端产生了柔轮与刚轮轮齿的两个局部啮合区，同时在椭圆的短轴两端，两轮轮齿完全脱开。至于在其余各处，根据柔轮回转方向的不在椭圆的短轴两端，两轮轮齿完全脱开。至于在其余各处，根据柔轮回转方向的不同，或处于啮入状态，或处于啮出状态。当波发生器连续转动时，柔轮长短轴的位同，或处于啮入状态，或处于啮出状态。当波发生器连续转动时，柔轮长短轴的位置不断变化，从而使轮齿的啮合区和脱开区也随之不断变化，于是在柔轮与刚轮之置不断变化，从而使轮齿的啮合区和脱开区也随之不断变化，于是在柔轮与刚轮之间就产生了相对位移，从而传递运动。间就产生了相

18、对位移，从而传递运动。 动画仿真23现在学习的是第23页，共26页3 3、谐波齿轮传动、谐波齿轮传动 24现在学习的是第24页，共26页 在波发生器转动一周期间，柔轮上一点变形的循环次数与波发生器在波发生器转动一周期间，柔轮上一点变形的循环次数与波发生器上的凸起部位数是一致的，称为波数。常用的有两波和三波。为了有利上的凸起部位数是一致的，称为波数。常用的有两波和三波。为了有利于柔轮的力平衡和防止轮齿干涉，刚轮和柔轮的齿数差应等于波发生器于柔轮的力平衡和防止轮齿干涉，刚轮和柔轮的齿数差应等于波发生器波数（即波发生器上的滚轮数）的整倍数，通常取作等于波数。由于在波数（即波发生器上的滚轮数）的整倍数

19、，通常取作等于波数。由于在谐波齿轮传动过程中，柔轮与刚轮的啮合过程与行星齿轮传动类似，其谐波齿轮传动过程中，柔轮与刚轮的啮合过程与行星齿轮传动类似，其传动比可按周转轮系的计算方法求得。传动比可按周转轮系的计算方法求得。 当刚轮当刚轮1 1固定，波发生器固定，波发生器H H主动，柔轮主动，柔轮2 2从动时，传动比为：从动时，传动比为： iH2 = Z2 / （ Z1 Z2） 当柔轮当柔轮2 2固定，波发生器固定，波发生器H H主动，刚轮主动，刚轮1 1从动时，传动比为：从动时，传动比为： iH1 = Z1 / （ Z1 Z2） 3 3、谐波齿轮传动、谐波齿轮传动 25现在学习的是第25页，共26

20、页优点优点：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 - 50050 - 500，二级传动可达，二级传动可达2500-2500002500-250000），且在传动比很大的情况下，仍具有较高的效率；），且在传动比很大的情况下，仍具有较高的效率；结构简单、体积小、重量轻（与一般齿轮减速器相比，零件结构简单、体积小、重量轻（与一般齿轮减速器相比，零件可减少约可减少约50 %50 %，体积可减少，体积可减少20%-50%20%-50%）；）；承载能力强、传动平稳、运动精度高；承载能力强、传动平稳、运动精度高；能实现密封空间的运动传递。能实现密封空间的运动传递。 缺点：缺点： 是柔轮易发生疲劳损坏，起动力矩大。是柔轮易发生疲劳损坏，起动力矩大。 近年来谐波齿轮传动技术发展十分迅速，应用日益广泛近年来谐波齿轮传动技术发展十分迅速，应用日益广泛。在机械制造、冶金、发电设备、矿山、造船及国防工业（。在机械制造、冶金、发电设备、矿山、造船及国防工业（如宇航技术、雷达装置等）中都得到了广泛应用。如宇航技术、雷达装置等）中都得到了广泛应用。 3 3、谐波齿轮传动、谐波齿轮传动 26现在学习的是第26页，共26页