《機械設計基礎》第5章輪系112024/3/23輪系概述齒輪傳動設計基礎蝸桿傳動設計基礎輪系的效率與潤滑輪系的安裝與調試輪系的應用實例與拓展知識22024/3/2301輪系概述32024/3/23輪系是由一系列齒輪組成的傳動系統，用于傳遞動力和扭矩。根據輪系中齒輪的軸線位置關系，輪系可分為平行軸輪系、相交軸輪系和交錯軸輪系三類。定義與分類分類定義42024/3/23功能實現變速、變向、分路傳動以及合成或分解運動等。應用廣泛應用于各種機械設備中，如汽車、機床、航空航天器等，是實現機械傳動的重要部件。輪系的功能與應用52024/3/23基本術語包括齒輪的模數、齒數、壓力角、齒頂高、齒根高等。參數輪系的主要參數有傳動比、中心距、齒輪精度等，這些參數對輪系的傳動性能和使用壽命有重要影響。輪系的基本術語和參數62024/3/2302齒輪傳動設計基礎72024/3/23根據齒輪的嚙合方式，齒輪傳動可分為平行軸齒輪傳動、相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動三種類型。齒輪傳動的類型齒輪傳動具有傳動效率高、結構緊湊、工作可靠、壽命長等特點。同時，其制造和安裝精度要求較高，且會產生噪音。齒輪傳動的特點齒輪傳動的類型與特點82024/3/23作用在齒輪分度圓上的切向力，其方向與分度圓的切線方向一致。圓周力徑向力軸向力作用在齒輪分度圓上的徑向力，其方向垂直于分度圓的切線方向。對于斜齒輪等具有螺旋角的齒輪，還會產生軸向力，其方向平行于齒輪的軸線。030201齒輪傳動的受力分析92024/3/23彎曲強度計算01根據齒輪的受力情況，計算齒根彎曲應力，并進行彎曲強度校核。接觸強度計算02計算齒面接觸應力，并進行接觸強度校核。對于高速重載齒輪傳動，還需考慮齒面膠合和磨損等問題。振動和噪音控制03為了提高齒輪傳動的平穩性和降低噪音，需對齒輪的振動和噪音進行控制。這包括選擇合適的齒輪參數、提高制造和安裝精度、采用減振降噪措施等。齒輪傳動的強度計算102024/3/2303蝸桿傳動設計基礎112024/3/23蝸桿傳動的類型與特點類型圓柱蝸桿傳動、環面蝸桿傳動和錐蝸桿傳動。特點傳動比大，結構緊湊，傳動平穩，噪音小，但效率低，易發熱。122024/3/23VS承受轉矩和軸向力，轉矩使蝸桿產生彎曲應力，軸向力使蝸桿產生軸向位移。蝸輪受力承受轉矩和徑向力，轉矩使蝸輪產生彎曲應力，徑向力使蝸輪產生徑向位移。蝸桿受力蝸桿傳動的受力分析132024/3/23根據蝸桿的材料、截面尺寸和許用應力，計算蝸桿的彎曲應力和軸向位移是否滿足要求。蝸桿強度計算根據蝸輪的材料、截面尺寸和許用應力，計算蝸輪的彎曲應力和徑向位移是否滿足要求。蝸輪強度計算考慮嚙合摩擦、軸承摩擦和油膜剪切等因素，計算傳動效率是否滿足要求。傳動效率計算蝸桿傳動的強度計算142024/3/2304輪系的效率與潤滑152024/3/23輪系效率是指輪系輸出功率與輸入功率之比，通常以百分比表示。定義輪系效率輪系效率=(輸出功率/輸入功率)×100%。效率計算公式包括齒輪精度、齒面粗糙度、潤滑條件、軸承摩擦等。影響效率的因素輪系的效率計算162024/3/23主要有油潤滑和脂潤滑兩種方式。油潤滑適用于高速、重載、高溫等惡劣工況，而脂潤滑適用于低速、輕載、低溫等一般工況。潤滑方式根據齒輪的工作條件（如速度、載荷、溫度等）選擇適當的潤滑油，主要考慮油的粘度、極壓性、抗磨性、抗氧化安定性等性能指標。潤滑油的選擇選擇適當的潤滑脂，主要考慮脂的滴點、針入度、極壓性、抗磨性等性能指標。潤滑脂的選擇輪系的潤滑方式與選擇172024/3/23提高齒輪精度優化齒輪參數采用高效軸承加強潤滑管理提高輪系效率的措施采用高精度齒輪，減小齒輪傳動誤差，提高傳動效率。選用高效軸承，減小軸承摩擦損失，提高輪系效率。通過優化齒輪的模數、齒數、壓力角等參數，降低齒輪傳動的滑動摩擦損失，提高傳動效率。定期檢查潤滑油或脂的質量和數量，及時更換和補充，保證良好的潤滑條件，降低摩擦損失。182024/3/2305輪系的安裝與調試192024/3/23安裝要求確保輪系各部件清潔，無雜質和油污。檢查輪系各部件的完整性和配合精度，確保符合設計要求。輪系的安裝要求與方法202024/3/23準備好所需的安裝工具和測量設備。安裝方法將輪系的主軸安裝在機床主軸箱內，并調整主軸的軸向和徑向間隙。輪系的安裝要求與方法212024/3/23安裝齒輪、軸承等傳動部件，注意調整齒輪的嚙合間隙和軸承的游隙。安裝輪系的輔助部件，如密封件、潤滑裝置等。調整輪系的傳動精度和穩定性，確保滿足設計要求。輪系的安裝要求與方法222024/3/23啟動機床，使輪系空載運轉，觀察輪系的運轉情況，檢查是否有異常聲響和振動。在空載試車的基礎上，逐漸增加負載，觀察輪系的運轉情況，檢查是否有過載、過熱等現象。空載試車負載試車輪系的調試步驟與注意事項232024/3/23精度檢測：使用測量設備對輪系的傳動精度進行檢測，包括傳動比、回差、徑向跳動等指標。輪系的調試步驟與注意事項242024/3/23注意事項在調試過程中，要嚴格遵守安全操作規程，確保人身和設備安全。調試過程中要及時記錄各項數據和現象，以便后續分析和處理。若發現異常情況，應立即停機檢查，排除故障后方可繼續調試。01020304輪系的調試步驟與注意事項252024/3/23由于長期使用或潤滑不良等原因導致齒輪磨損嚴重，影響傳動精度和穩定性。齒輪磨損軸承損壞可能導致輪系運轉不平穩、產生異響等問題。軸承損壞常見故障分析與排除方法262024/3/23密封失效：密封件老化或損壞可能導致潤滑油泄漏、灰塵進入等問題。常見故障分析與排除方法272024/3/23排除方法更換損壞的軸承，并重新調整軸承游隙和預緊力。更換磨損嚴重的齒輪，并對新齒輪進行磨合和調整。更換老化或損壞的密封件，并加強密封件的維護和保養。常見故障分析與排除方法282024/3/2306輪系的應用實例與拓展知識292024/3/23

汽車變速器中的輪系應用變速傳動汽車變速器中采用不同大小和齒數的齒輪組成輪系，實現發動機扭矩和轉速的變換，從而滿足汽車在不同行駛條件下的動力需求。倒檔實現通過特定的齒輪組合，使汽車實現倒檔功能，方便駕駛員進行倒車操作。同步器為確保齒輪換擋的平順性和減少噪音，變速器中常采用同步器結構，使待嚙合的齒輪達到相同的轉速后順利嚙合。302024/3/23123工業機器人的關節部分通常采用輪系傳動，以減小電機尺寸和重量，同時實現關節的精確控制和運動。關節驅動輪系也應用于工業機器人的末端執行器，如夾持器、旋轉器等，實現物體的抓取、搬運和加工等操作。末端執行器工業機器人對精度要求較高，輪系的合理設計和選用有助于保持機器人的重復定位精度和軌跡精度。精度保持工業機器人中的輪系應用312024/3/2303紡織機械紡織機械中的紡紗、織布等工序需要用