重庆大学考研机械原理004PPT幻灯片课件.ppt

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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1 汽车后轮中的传动机构汽车后轮中的传动机构2 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

2、成3 平面定轴轮系平面定轴轮系Gear train with fixed parallel axes3124 空间定轴轮系空间定轴轮系Gear train with fixed non-parallel axes13234455 行星轮系行星轮系Planetary gear trainH1326 差动轮系差动轮系Differential gear trainH1327 复合轮系复合轮系Combined gear train42 21OOH38 复合轮系复合轮系Combined gear train156H124H239 第二节第二节 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比 轮轮系系传传动动比比的的计

3、计算算，包包括括确确定定iio的的大大小小和和输输入入轴轴与与输输出轴转向关系。出轴转向关系。定定义义轮轮系系输输入入轴轴的的角角速速度度(或或转转速速)与与输输出出轴轴的的角角速速度度(或或转转速速)之之比比，称称为为轮轮系系的的传传动动比比(Train ratio)，常常用用iio表示，即表示，即iio in outnoutnout 10 1.传动比大小的计算传动比大小的计算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图示示轮轮系系，齿齿轮轮1为为主主动动轮轮，齿轮齿轮5为从动轮。为从动轮。1323 4

4、4 511 2.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当轮轮系系的的主主、从从动动轮轮轴轴线线平平行行时时，两两者者转转向向相相同同用用“”号号表表示示；两者转向相反，用两者转向相反，用“”号表示。号表示。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12 蜗杆蜗轮传动转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13 第三节第三节 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

5、心轮和系杆中心轮和系杆按按基基本本构构件件的的不不同同，周周转转轮轮系系还还可可分分为为2K H型型周周转转轮轮系系，3K型型周周转转轮轮系系等等。在在工工程程实实际际中中应应用用最最多多的的是是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(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1

6、4 2K H型行星轮系型行星轮系3H1215 3K型周转轮系型周转轮系132 2H416 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机构加上一个公共角速度(H)转化转化17 H321O1O3O2OH H H 1 3 23H12O1OHO3O2312O1O3O2HO1O3O2321 3H 2H 1H18 周周转转轮轮系

7、系中中所所有有基基本本构构件件的的回回转转轴轴共共线线，可可以以根根据据周周转转轮轮系系的的转转化化机机构构写写出出三三个个基基本本构构件件的的角角速速度度与与其其齿齿数数之之间间的的比比值值关关系系式式。已已知知两两个个基基本本构构件件的的角角速速度度向向量量的的大大小小和和方方向向时时，可可以以计计算算出出第第三三个个基基本本构构件件角角速速度度的的大大小小和和方方向。向。H321在转化机构中的角速度在转化机构中的角速度(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

8、3 H HH H H 1 3 2 H19 2.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“”号表示转化机构中齿号表示转化机构中齿轮轮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HO1O3O2321 3H 2H 1H20 是是转转化化机机构构中中1轮轮主主动动、n轮轮从从动动时时的的传传动动比比，其其大大小小和和符符号号完完全全按按定定轴轴轮轮系系处处理理。正正负负号号仅仅表表明明在在该该轮轮系系的转化机构中，齿轮的转化机构中，齿轮1和齿轮和齿轮n的转向关系。的

9、转向关系。注意事项注意事项 齿齿数数比比前前的的“”、“”号号不不仅仅表表明明在在转转化化机机构构中中齿齿轮轮1和和齿齿轮轮n的的转转向向关关系系，而而且且将将直直接接影影响响到到周周转转轮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是是周周转转轮轮系系中中各各基基本本构构件件的的真真实实角角速速度，且为代数量。度，且为代数量。i1nH21 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。定义定义正号机构正号机构转化机

10、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“”。22 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23 3H12负号机构负号机构24 3H122 负号机构负号机构25 3H12负号机构负号机构26 122 3H正号机构正号机构27 3H122 正号机构正号机构28 正号机构正号机构3H122 29 例例1 图图示示轮轮系系，已已知知z1 100，z2 101，z2 100，z3 99，求求传传动动比比iH1。又又若若z3 100，其其它它各各轮轮齿齿数数不不变变，iH1又

11、又为为多少？多少？3H122 解解该轮系为正号机构的行星轮系该轮系为正号机构的行星轮系代入各轮齿数代入各轮齿数z3=100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30 结论结论当当各各轮轮齿齿数数相相差差很很小小时时，周周转转轮轮系系可可获获得得很很大大的的传传动动比。比。周周转转轮轮系系输输出出构构件件的的转转向向既既与与输输入入运运动动转转向向有有关关，又又与各轮齿数有关。与各轮齿数有关。周转轮系各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。31 例例2 图图示示轮轮系系，已已知知z1 15，z2 25，z2 20，z3 60，n1 200

12、r min，n3 50r min，试试求求系系杆杆H的的转转速速nH的的大大小小和和方向，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nn1、n3转向相同时转向相同时3H122 n1、n3转向相反时转向相反时系杆系杆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32 例例3 图图示示轮轮系系，已已知知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。解解该该轮轮系系的的转转化化机机构构为为一一空空间间定轴轮系定轴轮系3H1

13、22 系杆系杆H与齿轮与齿轮1转向相同转向相同33 第四节第四节 复合轮系的传动比复合轮系的传动比2K H型型周周转转轮轮系系称称为为基基本本周周转转轮轮系系(Elementary epicyclic gear train)。既既包包含含定定轴轴轮轮系系又又包包含含基基本本周周转转轮轮系系，或或包包含含多多个个基基本本周周转转轮轮系系的的复复杂杂轮轮系系称称为为复复合合轮轮系系(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

14、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，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34 1.复合轮系传动比的计算

15、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35 42 21OOH3例例4 图图示示轮轮系系，各各轮轮齿齿数数分分别别为为z1 20，z2 40，z2 20，z3 30，z4 80，求轮系的传动比，求轮

16、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行星轮系传动比行星轮系传动比复合轮系传动比复合轮系传动比系杆系杆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36 22 13 435差动轮系差动轮系例例5 图图示示电电动动卷卷扬扬机机减减速速器器，已已知知各各轮轮齿齿数数分分别别为为z1 24，z2 33，z2 21，z3 78，z3 18，z4 30，z5 78，求传动比，求传动比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

17、、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37 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差动轮系传动比差动轮系传动比复合轮系传动比复合轮系传动比齿轮齿轮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38 1234H65 4 2 1 5n1 例例6 图图示示轮轮系系中中，已已知知1和和5均均为为单单头头右右旋旋蜗蜗杆杆，各各轮轮齿齿数数为为z1 101，z2 99，z2 z4，z4 100，z5 100，n1 1r min，方向如图。求，方向如图。求n

18、H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蜗轮蜗轮2转动方向向下转动方向向下39 1234H65 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轮系传动比蜗轮蜗轮2转动方向向下转动方向向下蜗轮蜗轮4转动方向向上转动方向向上40 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

19、比差动轮系传动比差动轮系传动比系杆系杆H的转速的转速系杆系杆H与蜗轮与蜗轮2转向相同转向相同1234H65 4 2 1 5n1差动轮系差动轮系41 第五节第五节 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 1H 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iH1n42 结论结论1.对对于于2K H型型行行星星轮轮系系负负号号机机

20、构构，i1H 1。无无论论是是中中心心轮轮1主主动动还还是是系系杆杆H主主动动，轮轮系系的的效效率率均均高高于于其其转转化化机机构的效率构的效率 H。对对于于负负号号机机构构，无无论论是是用用作作增增速速还还是是减减速速，都都具具有有较较高高的的效效率率。设设计计行行星星轮轮系系时时，若若用用于于传传递递功功率率，应应尽尽可可能能选用负号机构。选用负号机构。2.2K H型型行行星星轮轮系系正正号号机机构构，i1H 1。当当系系杆杆H为为主主动动件件时时，行行星星轮轮系系的的效效率率 H1总总为为正正值值，机机构构将将不不会会发发生生自自锁锁；当当中中心心轮轮1为为主主动动件件时时，1H有有可可

21、能能为为零零，轮轮系系可可能能发生自锁。发生自锁。正正号号机机构构多多用用在在要要求求传传动动比比很很大大，但但传传递递动动力力不不大大的的场合。场合。43 第六节第六节 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44 例例7某某搅搅拌拌机机拟拟采采用用一一套套行行星星轮轮系系作作为为其其传传动动装装置置，已已知知输输入入转转速速为为nin 2200r m

22、in，工工作作要要求求的的输输出出转转速速为为nout 300r min，试试选选择择轮轮系系类类型型并并确确定定各各轮轮的的齿齿数数和和行行星星轮个数。轮个数。解解 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 选选择择轮轮系系类类型型轮轮系系用用于于搅搅拌拌机机，传传递递动动力力是是其其主主要要功功能能要要求求之之一一，要要求求所所选选轮轮系系具具有有较较高高的的效效率率。应应选用选用负号机构负号机构。选选择择负负号号机机构构的的具具体体型型式式应应考考虑虑其其传传动动比比范范围围，兼兼顾顾结结构构的的复复杂杂程程度度和外廓尺寸等。和外廓尺寸等。45 确定各轮齿数和

23、行星轮个数确定各轮齿数和行星轮个数 为为了了提提高高承承载载能能力力和和解解决决动动载载荷荷问题，初选问题，初选k 4。利用安装条件确定利用安装条件确定z1：132HnHnDN 22 33 44 55 66 z1 12 18 24 30 36 采采用用标标准准齿齿轮轮传传动动，为为避避免免根根切切并并考考虑虑使使结结构构更更为为紧凑，取紧凑，取z1 18为初选方案。为初选方案。46 利用传动比条件确定利用传动比条件确定z3：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：利利用用邻邻接接条条件件校校核核两两相相邻邻行行星星轮轮齿顶是否会发生

24、干涉齿顶是否会发生干涉：不等式左边不等式左边 不等式右边不等式右边 132HnHnD47 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 114N 22 44 66 88 110 z1 9 18 27 36 45 仍仍取取z1 18，由由于于传传动动比比i1H未未改改变变，z3仍仍为为114，z2仍仍为为48。再再校校核核邻接条件：邻接条件：不等式右边不等式右边 不等式左边不等式左边 132HnHnD48 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

25、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49 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，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1212III50 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

26、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。B1A2645351 3.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。52 4.实现分路传动实现分路传动 某航空发动机附件传动系统。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53 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

27、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54 第八节第八节 少齿差传动简介少齿差传动简介 渐渐开开线线行行星星减减速速传传动动，当当行行星星轮轮齿齿数数与与其其啮啮合合的的内内齿齿轮轮齿齿数数相相差差很很少少时时，称称为为少少齿齿差差行行星星传传动动(Planetary transmission with small teeth difference)。特点特点装装配配方方便便、体体积积小小，传传动动效效率率高高、传传动动比比大大、不不需需要要贵重金属铜。贵重金属铜。常见类型常见类型 摆摆线线针针轮轮传传动动(Cycloidal-pin wheel planeta

28、ry 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。55 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z1 z2 1时，称为一齿差行星轮系。时，称为一齿差行星轮系。去去掉掉2K H型型行行星星轮轮系系的的小小中中心心轮轮，把把行行星星轮轮的的齿齿数数做做成成与与内内齿齿轮轮只只差差1 4齿齿，就就构构成成了了少少齿齿差行星齿轮传动。差行星齿轮传动。特点特点用用于于减减速速传传动动时时，以以系系杆杆H为为主动件，系杆通常

29、做成偏心轴。主动件，系杆通常做成偏心轴。需需要要采采用用能能传传递递两两平平行行轴轴回回转转运运动动的的联联轴轴器器作作为为运运动动的的输输出出机构机构V。56 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。57 优点优点 传传动动比比大大，一一级级减减速速传传动动比比iHV可可达达100，二二级级减减速速传传动比可达动比可达10000以上。以上。结结构构简简单单，体体积积小小，重重量量轻轻。与与同同样样传传

30、动动比比和和同同样样功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%,比蜗杆传动高。比蜗杆传动高。58 缺点缺点 由由于于是是齿齿数数差差少少的的内内传传动动啮啮合合，为为避避免免产产生生齿齿廓廓重重叠叠干干涉涉，一一般般需需采采用用大大啮啮合合角角的的正正变变位位齿齿轮轮传传动动，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。需需要要输输出出机机构构，设设计计较较复复杂杂，传传递递功功率率受受限限，一一般般P 45kW。应用应用 广广泛泛用

31、用于于冶冶金金机机械械、食食品品工工业业、石石油油化化工工、起起重重运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。59 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60 61

32、 优点优点 传传动动比比大大，一一级级减减速速传传动动比比iHV 9 115，多多级级可可获获得得更更大减速比。大减速比。结结构构紧紧凑凑，传传动动平平稳稳、承承载载能能力力高高(理理论论上上有有近近半半数数的的齿同时处于啮合状态齿同时处于啮合状态)、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 摆摆线线轮轮、针针轮轮、输输出出机机构构和和机机壳壳制制造造精精度度高高，工工艺艺复复杂。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 在在军军工工、矿矿山

33、山、冶冶金金、造造船船、化化工工等等工工业业部部门门得得到到广广泛应用。泛应用。62 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H63 啮合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 波波发发生生器器旋旋转转时时，迫迫使使柔柔轮轮变变为为椭椭圆圆，使使长长轴轴两两端端附附近近的的齿齿进进入入啮啮合合状状态态，短短轴轴附附近近的的齿齿则则脱脱开开，其其余余不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。波波发

34、发生生器器连连续续转转动动时时，柔柔轮轮的的变变形形部部位位也也随随之之转转动动，使使轮轮齿齿依依次次进进入入啮啮合合，然然后后又又依依次次退退出出啮啮合合，从从而而实现啮合传动。实现啮合传动。64 传动比传动比刚刚轮轮1固固定定，波波发发生生器器H主动，柔轮主动，柔轮2从动从动柔柔轮轮2固固定定，波波发发生生器器H主主动动，刚轮刚轮1从动从动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65 谐谐波波齿齿轮轮传传动动按按照照波波发发生生器器上上装装的的滚滚轮轮数数不不同同，有有双双波波传传动动和和三三波波传传动动等等。最最常常用用的的是是双双波波传传动动。谐

35、谐波波齿齿轮轮传传动动的的齿齿数数差差应应等等于于波波数数或或波波数数的的整整数数倍倍。为为了了实实际际加工的方便，谐波齿轮的齿形多采用渐开线。加工的方便，谐波齿轮的齿形多采用渐开线。66 优点优点 传传动动比比大大，范范围围宽宽，一一级级传传动动比比范范围围为为50 500，二二级级传传动动可可达达2500 250000，在在大大传传动动比比下下，仍仍有有较较高高的的机机械效率械效率(单级传动可达单级传动可达69%96%)。结结构构简简单单、体体积积小小、重重量量轻轻(与与一一般般齿齿轮轮减减速速器器相相比比，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%)。同同时时啮啮

36、合合的的轮轮齿齿对对数数多多，齿齿面面相相对对滑滑动动速速度度低低，承承载载能力强。能力强。传动平稳、传动精度高、磨损小。传动平稳、传动精度高、磨损小。67 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 在在机机械械制制造造、冶冶金金、发发电电设设备备、矿矿山山、造造船船及及国国防防工工业业(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。68 基本要求基本要求 了了解解各各类类轮轮系系的的组组成成和和运运动动特特点点，学学会会判判断断一一个个已已知知轮轮系属于何种轮系。系属于何种轮系。熟熟练练掌掌握握各

37、各种种轮轮系系传传动动比比的的计计算算方方法法，会会确确定定主主、从从动动轮轮的的转转向向关关系系；掌掌握握周周转转轮轮系系的的传传动动特特性性与与类类型型和和结构的关系。结构的关系。了了解解各各类类轮轮系系的的功功能能，学学会会根根据据各各种种要要求求正正确确选选择择轮轮系类型。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。了了解解复复合合轮轮系系的的组组合合方方法法，学学会会分分析析复复合合轮轮系系的的组组成成，正确计算其传动比。正确计算其传动比。了了解解行行星星轮轮系系设设计计的的几几个个基基本本问问题题；了了解解几几种种其其它它类类型行星传动的原理及特点。型行星传动的原理及特点。69 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 70