机械基础第七章第五节教案：轮系05(世福版)

攀枝花市华森职业学校导学案首页课程机械基础班级15级加工制造升学1、2班任课教师阙建军年月日第周课题或教材章节名称第五节轮系和减速器总课时8教学目标知识、能力目标掌握轮系的分类和应用、定轴轮系的传动比计算、轮系各转向的判定；了解减速器的类型、结构、标准和应用理解带传动、链传动、齿轮传动和减速器的布置顺序。德育目标学生的自我管理养成学生自主学习的习惯教学重点轮系的分类和应用;定轴轮系的传动比计算;轮系各转向的判定.教学难点定轴轮系的传动比计算;轮系各转向的判定.教具教法讲授、互动授课内容及课时分配轮系的分类与应用1.5课时定轴轮系的传动比计算及转向判定5课时减速器的应用、类型、结构1.5课时作业布置练习册课后小结：教务科、师傅检查记录签名：日期：攀枝花市华森职业学校导学案内页教学过程学生活动和补充内容第五节轮系和减速器轮系应用举例圆柱齿轮减速器钟的齿轮系统大钟的齿轮系统某发动机传动系统《闲置的机器》--《摩登时代》一、轮系的分类与应用在上一节学习了由啮合的一对齿轮组成的传动机构，他是齿轮传动中最简单的形式轮系——由一系列（一对以上）相互啮合的齿轮组成的传动系统。齿轮机构轮系传动比一般不大于5-7可实现较大的传动比轮系的功用：用于原动机和执行机构之间的运动和动力传递。（一）轮系的类型1、定轴轮系每个齿轮的几何轴线都是固定的.（1）平面定轴轮系：各齿轮在同一个平面或互相平行的平面内运动。特点：均是由圆柱齿轮组成，各齿轮轴线平行。（2）空间定轴轮系：并不是所有的齿轮均在同一个平面或互相平行的平面内运动。特点：其中至少包含一对蜗轮蜗杆或圆锥齿轮。空间定轴轮系2）周转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，则称为周转轮系。周转轮系是由中心轮、行星轮和行星架组成的。在行星轮系中，与行星轮相啮合且轴线位置固定的齿轮称为中心轮；通常将外齿中心轮称为太阳轮；内齿中心轮称为齿圈；齿轮同时与中心轮和齿圈相啮合，其既做自转又做公转称为行星轮；支持行星轮的构件称为行星架。周转轮系分：行星轮系与差动轮系两种。3．混合轮系在轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系。第一课时（二）轮系的应用特点1．可获得很大的传动比2．可作较远距离的传动3．可以方便地实现变速和换向要求4．可以实现运动的合成与分解1．可获得很大的传动比一对齿轮传动的传动比不能过大（一般i12=3~5，imax≤8），而采用轮系传动可以获得很大的传动比，以满足低速工作的要求。2．可作较远距离的传动两轴中心距较大时，如用一对齿轮传动，则两齿轮的结构尺寸必然很大，导致传动机构庞大。3．可以方便地实现变速和变向要求滑移齿轮变速机构在主轴转向不变的条件下，可以改变从动轴的转向。车床走刀丝杠三星轮换向机构利用中间轮变向机构利用中间轮变向机构4．可以实现运动的合成与分解采用行星轮系，可以将两个独立的运动合成为一个运动，或将一个运动分解为两个独立的运动。如：汽车后桥的差速器二、定轴轮系的传动比计算及转向判定（一）定轴轮系的图示画法（补充）1，圆柱齿轮啮合－外啮合转向用画箭头的方法表示，主、从动轮转向相反时，两箭头指向相反。2，圆柱齿轮啮合－内啮合主、从动轮转向相同时，两箭头指向相同。3，锥齿轮啮合传动两箭头指向或相背啮合点。4，蜗杆蜗轮啮合传动第二课时（二）定轴轮系传动比计算轮系的传动比：轮系中输入轴的角速度（或转速）与输出轴的角速度（或转速）之比，即：i1k=n1/nk式中：下标1和k分别表示输入和输出轮；同时，轮系的传动比也等于各对啮合齿轮齿数之比的乘积。由图可见，主动轮1到从动轮5之间的传动，是通过一对对齿轮依次啮合来实现的。首先求出该轮系中各对啮合齿轮传动比的大小：定轴轮系的传动比：等于各对啮合齿轮传动比的连乘积；其大小等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比。上式“－”表示？轮系的传动比等于首轮与末轮的转速之比，也等于轮系中所有从动齿轮齿数的连乘积与所有主动齿轮齿数的连乘积之比。=各级传动比的连乘积传动路线(补充）【例1】分析如图所示轮系传动路线。例2：已知各齿轮的齿数，Z1=20，Z2=36，Z2′=24，Z3=40，Z3′=36，Z4=24，Z4′=18，Z5=54，求轮系的传动比。解：i15=Z2·Z3·Z4·Z5/Z1·Z2′·Z3′·Z4′=36·40·24·54/20·24·36·18=6答：该轮系的速比为6.例3：已知各齿轮的齿数，Z1=1,Z2=48,Z3=24,Z4=36,Z5=18,Z6=25,Z7=15,Z8=21,求轮系的传动比。解：i18=Z2·Z4·Z6·Z8/Z1·Z3·Z5·Z7=48·36·25·21/1·24·18·15=140第三课时（三）、定轴轮系中各轮转向的判断当首轮（或末轮）的转向为已知时，其末轮（或首轮）的转向也就确定了。1，平面定轴轮系平面定轴轮系：各齿轮在同一个平面或互相平行的平面内运动。特点：均是由圆柱齿轮组成，各齿轮轴线平行。式中，m为轮系中外啮合次数。结果用“+”、“-”号表示方向，“+”表示与首轮转向相同，“-”号表示与首轮转向相反。也可用画箭头的方法确定主从动轮的转向关系；若齿轮的啮合对数是偶数，则首轮与末轮的转向相同；若为奇数，则转向相反。对于圆柱齿轮组成的定轴轮系，外啮合转向相反，传动比取负号，内啮合转向相同，取正号。【例4】如图所示轮系，已知各齿轮齿数及n1转向，求i19和判定n9转向。【例5】已知z1=24，z2=27，z3=20，z4=60，z5=20，z6=20，z7=32，齿轮1为主动件。分析该机构的传动路线；求传动比i17；若齿轮1转向已知，试判定齿轮7的转向。解：i17=Z2·Z4·Z6·Z7/Z1·Z3·Z5·Z6=27·60·20·32/24·20·20·20=5.4答：传动比i17为5.4，转向如图示。2、空间定轴轮系第四课时轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条，只能用画直箭头的方法表示。用“＋”“－”表示×例6：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比和方向。方向的判断：箭头法(四）、惰轮的应用（过桥齿轮）在轮系中既是从动轮又是主动轮，对总传动比毫无影响，但却起到了改变齿轮副中从动轮回转方向的作用，像这样的齿轮称为惰轮。惰轮不影响传动比，但是每增加一个惰轮改变一次转向。惰轮常用于传动距离稍远和需要改变转向的场合。第五课时（五）定轴轮系中任意从动齿轮的转速计算1、任意从动齿轮转速计算i1k=n1/nk=Z2Z4Z6···Zk/Z1Z3Z5···Zk-1（不考虑齿轮旋转方向）nk=n1/i1k=n1Z1Z3Z5···Zk-1/Z2Z4Z6···Zk例7:已知Z1=16,Z2=32,Z2′=20,Z3=40,Z3′=2(右)，Z4=40,若n1=800r/min,求蜗轮的转速n4及各轮的转向。解:（1）求轮系传动比i14=Z2·Z3·Z4/Z1·Z2′·Z3′=32·40·40/16·20·2=80(2)求蜗轮转速N4=n1/i14=800/80=10r/min(3)各轮方向:如图画箭头【例8】已知：z1=26，z2=51，z3=42，z4=29，z5=49，z6=36，z7=56，z8=43，z9=30，z10=90，轴Ⅰ的转速nI=200r/min。试求当轴Ⅲ上的三联齿轮分别与轴Ⅱ上的三个齿轮啮合时，轴Ⅳ的三种转速。(暂时不讲）2、轮系末端是螺旋传动的计算V=nkPhv——螺母（螺杆）的移动速度，mm/minnk——末轮的转速，r/min;Ph——螺杆的导程，mm；【例9】z1=28，z2=56，z3=38，z4=57，丝杆为Tr50×3。当手轮回转速度n1=50r/min，回转方向如图所示，试计算砂轮架移动速度，并判断砂轮架移动方向。第六课时3、轮系末端是齿条传动的计算V=nkπmzL=πmz/i1kv——齿条的移动速度，mm/min;mz——末轮的齿数、模数；nk——末轮的转速，r/min;L——输入轴I每回转一周，齿条的移动距离，mm.4、轮系末端是鼓轮时传动的计算V=nkπdv——鼓轮的线速度，mm/min;nk——末轮的转速，r/min;d——末齿轮的分度圆直径；例10:求i15和提升重物时手柄的转动方向,若鼓轮的外径d=500mm,手柄转速100r/min,试计算重物的提升速度。解:i15=z2z3z4z5/z1z2′z3′z4′=50·30·40·52/20·15·1·18=577.8V=n1πd/i15=100·3.14·500/577.8=271.7mm/min答：i15=577.8；手柄转向如图；重物的提升速度为271.7mm/min.三、减速器的应用、类型、结构（一），减速器的应用及类型减速器：由封闭在刚性箱体内的齿轮传动或蜗轮蜗杆传动组成，具有固定传动比的独立部件。它安置在原动机和工作机之间作为减速之用。依据齿轮轴线相对于机体的位置固定与否，减速器可分为定轴齿轮减速器和行星齿轮减速器。特点是效率及可靠性高，工作寿命长，维护简便，应用范围很广。减速器已作为一独立部件，由专业工厂成批生产，已经系列化。1、圆柱齿轮减速器按其齿轮传动的级数分为单级、两级、三级减速器。（1）、单级圆柱齿轮减速器(2)、两级圆柱齿轮减速器两级和两级以上减速器的传动布置形式有展开式、分流式、和同轴式三种。第七课时2、圆锥齿轮减速器用于输入轴与输出轴相交的传动。传动比：1~53、蜗杆减速器分为蜗杆上置式和蜗杆下置式，一般采用蜗杆下置式。（二）各种减速器的外形及结构圆柱齿轮减速器蜗杆减速器蜗杆—锥齿轮减速器（三）减速器维护保养齿轮减速机的使用、维护保养及注意事项：1）减速机采用设备名牌