《传动系统设计》课件.ppt

《《传动系统设计》课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《传动系统设计》课件.ppt（26页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四章第四章传动系系统设计1传动系系统:将将动动力源力源力源力源(或某个或某个执行件行件)的速度、力矩的速度、力矩传递 给执执行件行件行件行件(或另一或另一执行件），使行件），使该执行件具有行件具有 某种运某种运动和出力的功能。和出力的功能。传动系统传动系统执行系统执行系统动力系统动力系统外外联传动链内内联传动链传动链传动链一、传动系统的类型一、传动系统的类型 a、按按驱动机械系机械系统的的动力源力源分分为：电动电动机机机机驱动驱动、内燃机内燃机内燃机内燃机驱动驱动等，而等，而电动机机驱动又有交流异步又有交流异步电动机机(单、多速、多速)驱动，直流并激，直流并激电动机、交流机、交流调速主速主轴

2、电动机机驱动，交、直，交、直流伺服流伺服电动机机驱动，步，步进电动机机驱动等。等。b、按按动力源力源驱动执行件的数目行件的数目分分为：独立独立独立独立驱动驱动、集中集中集中集中驱驱动动和和联联合合合合驱动驱动等。等。c、按按传动装置装置分分为：机械机械传动装置装置、液液压传动装置装置、电气气传动装置装置以及上述装置的以及上述装置的组合。合。机械机械传动装置：装置：输输出速度不出速度不出速度不出速度不变变和和输输出速度可出速度可出速度可出速度可变变两两类。输出速度可出速度可变：分分为有有有有级变级变速速速速和和无无无无级变级变速速速速。2、传动系统的类型和组成、传动系统的类型和组成1.无无级变速

3、速传动系系统无无无无级变级变速速速速是指是指执行件的行件的转转速速速速(或速度或速度)在一定的范在一定的范围内内连连续续地地地地变变化化化化，这样可以使可以使执行件行件获得最有利的速度，能在得最有利的速度，能在系系统运运转中中变速，也便于速，也便于实现自自动化等。化等。u 依靠摩擦力来依靠摩擦力来传递转矩；矩；u 存在存在转速速损失，故不能用于失，故不能用于调速精度高的速精度高的场合；合；u 变速范速范围小，通常小，通常为4 46 6，少数可达，少数可达10101515。它的它的传动平平稳 运运动换向冲向冲击小小 易于易于实现直直线运运动 3特点：特点：(1)(1)(1)(1)机械无机械无机械

4、无机械无级调级调速器：速器：速器：速器：(2)(2)(2)(2)液液液液压压无无无无级变级变速装置：速装置：速装置：速装置：特点：特点：(3)(3)(3)(3)电电气无气无气无气无级变级变速装置速装置速装置速装置有有有有级变级变速速速速：在在变速范速范围内不能内不能连续地地变换，属于有，属于有级变速。速。2.有有级变速速传动系系统 CA7620型液型液压多刀半自多刀半自动车床主床主传动系系统及及转速速图 4u传递的功率大的功率大u变速范速范围宽u传动比准确比准确u工作可靠工作可靠u有有转速速损失失特点：特点：3.固定固定传动比的比的传动系系统 如果机械系如果机械系统的的执行件要求以某一固定的行

5、件要求以某一固定的转速速(速度速度)工作，工作，则连接接动力源与力源与执行件的行件的传动系系统属于固定属于固定传动比比的的传动系系统，即，即该系系统是由若干个固定是由若干个固定传动比比串串联组成。成。起重机起重机传动系系统简图 51 1.独立独立驱动传动系系统(1)(1)只有一个只有一个执行件；行件；(2)(2)有多个运有多个运动不相关的不相关的执行件；行件；(3)(3)数控机械系数控机械系统。曲柄曲柄压力机力机传动系系统图(二二)独立和独立和联合合驱动传动系系统622集中集中驱动传动系系统 是指机械系是指机械系统的多个的多个执行件均由一个行件均由一个动力源力源驱动。(1)(1)执行件行件间有

6、有严格的格的传动比要求；比要求；(2)(2)各各执行件行件间运运动有有顺序或序或协调的要求；的要求；(3)(3)各各执行件的运行件的运动相互独立。相互独立。由由两两个个或或多多个个动力力源源经各各自自的的传动链联合合驱动一一个个执行行件件的的传动系系统，主主要要用用于于低低速速、重重载、大大功功率率、执行行件件少少而而惯性大的机械。性大的机械。33联合合驱动传动系系统(二二)独立和独立和联合合驱动传动系系统7二、二、传动系系统的的组成成1 1、变速装置速装置交交交交换齿轮换齿轮，滑移，滑移，滑移，滑移齿轮齿轮，离合器，前三种的，离合器，前三种的，离合器，前三种的，离合器，前三种的组组合，合，合

7、，合，啮啮合器合器合器合器2 2、起停和、起停和换向装置向装置要求省力、可靠、要求省力、可靠、结构构简单、有足、有足够的的动力力3 3、制、制动装置装置要求可靠、方便、平要求可靠、方便、平稳、结构构简单、尺寸小、磨、尺寸小、磨损小、小、散散热好好4 4、安全保、安全保护装置装置销钉安全安全联轴器，器，钢珠安全离合器，摩擦安全离合器珠安全离合器，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闸带式制动器的操纵力应作用在制动带的松边动带的松

8、边拓展内容：常用拓展内容：常用传动1 1、行星、行星齿轮传动2 2、摆线针轮行星行星传动3 3、谐波齿轮传动谐波齿轮传动91、行星、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1、行星、行星齿轮传动一个或一个以上一个或一个以上齿轮的的轴线轴线绕另一另一齿轮的的固定固定固定固定轴线轴线迴迴转的的齿轮传动。差差差差动轮动轮系：系：系：系：三者都不固定三者都不固定确定机构运确定机构运动时需要需要给出两个构件的角速度出两个构件的角速度行星行星行星行星轮轮系：系：系：系：固定内固定内齿轮b或太阳或太阳轮a。11常常见行星行星齿轮传动的的类型和性能型和性能 差差动轮系可以把两个系可以把

9、两个给定运定运动合成起来合成起来也可把一个也可把一个给定运定运动按照要求分解成两个基本件的运按照要求分解成两个基本件的运动。行星行星齿轮传动应用广泛用广泛并可与无并可与无级变速器速器液力耦液力耦合器和液力合器和液力变矩器等矩器等联合使用合使用进一步一步扩大使用范大使用范围。1、行星、行星齿轮传动12(1)齿圈固定，太阳圈固定，太阳轮主主动，行星架被，行星架被动动画演示画演示从演示中可以看出，此种从演示中可以看出，此种组合合为降速降速传动，通常，通常传动比比为5，且，且转向相同。向相同。13(2)齿圈固定，行星架主圈固定，行星架主动，太阳，太阳轮被被动动画演示画演示从演示中可以看出，此种从演示中

10、可以看出，此种组合合为升速升速传动，传动比比为，且，且转向相向相同。同。14(3)太阳太阳轮固定，固定，齿圈主圈主动，行星架被，行星架被动 动画演示画演示从演示中可以看出，此种从演示中可以看出，此种组合合为降速降速传动，传动比比为，且，且转向相向相同。同。15(4)太阳太阳轮固定，行星架主固定，行星架主动，齿圈被圈被动动画演示画演示从演示中可以看出，此种从演示中可以看出，此种组合合为升速升速传动，传动比比为，且，且转向向相同。相同。16(5)行星架固定，太阳行星架固定，太阳轮主主动，齿圈被圈被动动画演示画演示从演示中可以看，出此种从演示中可以看，出此种组合合为降速降速传动，传动比比为4，且，且

11、转向向相反相反 17(6)行星架固定，行星架固定，齿圈主圈主动，太阳，太阳轮被被动 动画演示画演示从演示中可以看，出此种从演示中可以看，出此种组合合为升速升速传动，传动比比为，且，且转向相向相反。反。18(7)把三元件中任意两元件接合把三元件中任意两元件接合为一体的情况一体的情况 从演示中可以看出，行星从演示中可以看出，行星齿轮间没有相没有相对运运动，作，作为一个整体运一个整体运转，传动比比为1，且，且转向相同。向相同。动画演示动画演示192 2、摆线针轮行星行星传动202 2、摆线针轮行星行星传动211 1摆线行星行星轮，2 2针轮，H系杆，系杆，V输出出轴2 2、摆线针轮行星行星传动 图示

12、示摆线针轮行星行星传动机构中，运机构中，运动由系杆由系杆H输入，通入，通过输出出机构由机构由轴V输出。出。摆线针轮行星行星传动也是一种也是一种KHV型一型一齿差行差行星星传动。在在摆线针轮传动中，行星中，行星轮的的齿廓曲廓曲线不是不是渐开开线，而是，而是变态外外摆线，中心内，中心内齿轮采用了采用了针齿，又称，又称为针轮。同。同渐开开线少少齿差行差行星星传动一一样，其，其传动比比为：由于由于Z1 Z2=1，故故i=-Z2，即即摆线针轮行星行星传动可可获得大得大传动比。比。摆线针轮行星行星传动具有减速比大（一具有减速比大（一级减速比减速比9-1159-115，多，多级可可获更大减速比）、更大减速比

13、）、结构构紧凑、凑、传动效率高（一般可达效率高（一般可达90%90%94%94%）、）、传动平平稳、承、承载能力高、使用寿命能力高、使用寿命长等等优点，与点，与渐开开线少少齿差行星差行星传动相比，无相比，无齿顶相碰和相碰和齿廓重叠干涉等廓重叠干涉等问题。在。在军工、工、矿山、冶金、化工等工山、冶金、化工等工业部部门得到广泛得到广泛应用，以其多方面的用，以其多方面的优点取点取代了一些笨重代了一些笨重庞大的大的传动装置。其主要缺点是加工工装置。其主要缺点是加工工艺复复杂，制造，制造成本成本较高。高。i=-Z2/（Z1 Z2）223 3、谐波波齿轮传动 谐波波传动是建立在是建立在弹性性变形理形理论基

14、基础上的一种新型上的一种新型传动。下。下页图为谐波波传动的示意的示意图。1 1为具有内具有内齿的的刚轮，2 2为具有外具有外齿的柔的柔轮，H为波波发生器。生器。这三个构件与少三个构件与少齿差行星差行星传动机构的中心内机构的中心内齿轮、行星行星轮2 2和系杆和系杆H相当。通常波相当。通常波发生器生器为主主动件，而件，而刚轮或柔或柔轮之一之一为从从动件，另一个件，另一个为固定件。固定件。当波当波发生器装入柔生器装入柔轮内孔内孔时，由于前者的，由于前者的总长度略大于后者的度略大于后者的内孔直径，故柔内孔直径，故柔轮变为椭圆，是在，是在椭圆的的长轴两端两端产生了柔生了柔轮与与刚轮轮齿的两个局部的两个局

15、部啮合区，同合区，同时在在椭圆的短的短轴两端，两两端，两轮轮齿完全完全脱开。至于在其余各脱开。至于在其余各处，根据柔，根据柔轮回回转方向的不同，或方向的不同，或处于于啮入状入状态，或，或处于于啮出状出状态。当波。当波发生器生器连续转动时，柔，柔轮长短短轴的位置的位置不断不断变化，从而使化，从而使轮齿的的啮合区和脱开区也随之不断合区和脱开区也随之不断变化，于是在化，于是在柔柔轮与与刚轮之之间就就产生了相生了相对位移，从而位移，从而传递运运动。动画仿真233 3、谐波波齿轮传动 24 在在波波发生生器器转动一一周周期期间，柔柔轮上上一一点点变形形的的循循环次次数数与与波波发生生器器上上的的凸凸起起

16、部部位位数数是是一一致致的的，称称为波波数数。常常用用的的有有两两波波和和三三波波。为了了有有利利于于柔柔轮的的力力平平衡衡和和防防止止轮齿干干涉涉，刚轮和和柔柔轮的的齿数数差差应等等于于波波发生生器器波波数数（即即波波发生生器器上上的的滚轮数数）的的整整倍倍数数，通通常常取取作作等等于于波波数数。由由于于在在谐波波齿轮传动过程程中中，柔柔轮与与刚轮的的啮合合过程程与与行星行星齿轮传动类似，其似，其传动比可按周比可按周转轮系的系的计算方法求得。算方法求得。当当刚轮1 1固定，波固定，波发生器生器H主主动，柔，柔轮2 2从从动时，传动比比为：iH2=Z2/（Z1 Z2）当柔当柔轮2 2固定，波固

17、定，波发生器生器H主主动，刚轮1 1从从动时，传动比比为：iH1=Z1/（Z1 Z2）3 3、谐波波齿轮传动 25优点点：传动比比大大、范范围宽（一一级传动比比范范围为5050-500500，二二级传动可可达达2500-2500002500-250000），且且在在传动比比很很大大的的情况下，仍具有情况下，仍具有较高的效率高的效率；结构构简单、体体积小小、重重量量轻（与与一一般般齿轮减减速速器器相相比，零件可减少比，零件可减少约50%50%，体，体积可减少可减少20%-50%20%-50%）；承承载能力能力强、传动平平稳、运、运动精度精度高；高；能能实现密封空密封空间的运的运动传递。缺点：缺点：是是柔柔轮易易发生疲生疲劳损坏，起坏，起动力矩大。力矩大。近年来近年来谐波波齿轮传动技技术发展十分迅速，展十分迅速，应用日用日益广泛。在机械制造、冶金、益广泛。在机械制造、冶金、发电设备、矿山、造山、造船及国防工船及国防工业（如宇航技（如宇航技术、雷达装置等）中都得、雷达装置等）中都得到了广泛到了广泛应用。用。3 3、谐波波齿轮传动 26