机械基础第6章轮系.ppt

1、一对齿轮传动的类型,2,外啮合,内啮合,圆锥齿轮机构,蜗轮蜗杆,1,某 发 动 机 传 动 系 统,汽 车 差 速 器,轮系：一系列齿轮组成的传动系统,第6章 轮系,基本要求: 了解各类轮系的特点，学会判断轮系类型 熟练掌握各种轮系传动比的计算方法 掌握确定主、从动轮的转向关系 了解轮系的功用,6-1 轮系的类型 6-2 定轴轮系及其传动比 6-3 周转轮系及其传动比 6-4 复合轮系及其传动比 6-5 轮系的应用,6-1 轮系的类型,1)定轴轮系:齿轮系传动过程中，其各齿轮的轴线相对于机 架的位置都是固定不变的,平面定轴轮系,空间定轴轮系,2)周转轮系：至少有一个齿轮的轴线运动,行星轮系,差

2、动轮系,6-2 定轴轮系及其传动比,a) 传动比的大小,b) 传动方向,轮系的传动比:输入轴和输出轴的角速度（或转速）之比。 iab=a/b=na/nb,确定首末两轮的转向关系,解,b) 方向的判断： 箭头法,例1：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比,一)平面定轴轮系传动比的计算,用“” “”表示,a)传动比大小,i12 i23 i34 i45,例2：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比,b) 方向的判断： 箭头法,二)空间定轴轮系传动比的计算,解,a) 传动比大小,i12 i34 i56 i78,用“” “”表示,1k从动轮齿数积) (1k主动轮齿数积,结 论,a)定轴轮系传动比的大小,b)定轴轮

3、系传动比的方向,1.若首末两轮轴线平行，转向相同取“+”号、转 向相同取“-”号或者用箭头,2.若首末两轮轴线不平行只能用箭头,惰轮(过桥轮既是主动轮又作从动轮) 其齿数对传动比无影响,作用: 控制转向 中心距较大时可使机构紧凑,例3：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比,a)大小,b)方向,m 外啮合次数,解,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,例4,1,2,2,3,4,3,方向: 画箭头,求轮系传动比,大小,解,例5: 求i15和提升重物时手柄的转动方向,解,1.行星轮: 轴线位置

4、变动, 既作自转又作公转,6-3 周转轮系及其传动比,一)周转轮系的组成,2.转臂(行星架, 系杆): 支持行星轮作自转和公转,3.中心轮(太阳轮): 轴线位置固定,4.机架,1.以中心轮和转臂 作输入和输出构件 轴线重合 (否则不能传动,注意事项,3.找基本(单一)周转轮系的方法: 先找行星轮 找其转臂(不一定是简单的杆件) 找与行星轮啮合的中心轮(其轴线与转臂的重合,2.基本周转轮系含 一个转臂, 若干个 行星轮及中心轮(12,要求原动件数=1,分类: (按自由度分类,差动轮系,行星轮系,F=2 图5-4.b (两个中心轮均转动,F=1 图5-5.c (只有一个中心轮转动,要求原动件数=2

5、,n=4 PL=4 PH=3 F=1,n=5 PL=5 PH=3 F=2,行星轮系,差动轮系,分类:按基本构件分,2K- H,2K- H,2K- H,3K,K-H-V,万向联轴节,不能直接用定轴轮系的计算方法,当转臂转速=nH, 给整个轮系加上-nH的公共转速转臂静止转化轮系(假想的定轴轮系)(各构件相对运动不变,二)周转轮系传动比的计算(基本,1.机构反转法(转化机构,2.转化轮系中各构件的速度,转化齿轮系的传动比,又因为在定轴轮系中有,故有,注意: 1.求得iGKH , 并确定其“” “”号 再求其它,2.iGKHiGK , iGKiKG , iGKHiKGH,3. nG 、nH 、nK

6、中，已知值应根据转向相同还是相反代入正负 号,未知值的转向由计算结果判定,4.式(5-2)只适于G、K轮与转臂H轴线平行时,一般计算式,5-2,正负号判定，可将转臂H视为静止，然后按定轴齿轮系判别主从动轮转向关系的方法确定,传动比计算要点： 分清轮系 注意符号 掌握技巧,例: 5 求nH与n1的关系,Z3/ Z1,n1= nH(1+ Z3/ Z1) n3 Z3/Z1,注意n有符号,n3=0 n1= nH(1+ Z3/ Z1,差动轮系,行星轮系,设n1为正，n3为负,解,例6,2.求nH,H,解,3.求n2,1. 假设各轮转向(箭头,已知:n1, Z1, Z2, Z3; 求: nH, i1H,

7、n2,例7：已知齿数Z1=15 , Z2 = 25, Z 2 = 20, Z3 = 60。 n1=200r/min, n3=50r/min , 转向见图，求nH,设n1为正，n3为负,nH= 8.3r/min,n=4, PL=4, PH=2 差动轮系,解,例 8,已知: Za = 100，Zb = 99，Zc = 101，Zd = 100 ，求: iHa,解,若为定轴轮系,例题9：已知齿数Z1=12, Z2 = 28, Z 2 = 14, Z3 =54。 求iSH,n3 =0,手动链轮,起重链轮,行星轮系,i1H = iSH = n1/ nH =10,解,例题10,如图所示。已知:z1=48,

8、 z2=48, z2=18, z3=24, n1=250 r/min, n3=100 r/min, 转向如图 试求nH的大小和方向,分析： 轮系类型锥齿轮组成的周转轮系 转化机构中各轮转向用箭头判断,解,讨论：是否可以将n1代为负，n3代为正,试算，分析结果,nH=-50 r/min ,转向同n1,6-4 复合轮系及其传动比,1、复合齿轮系：既含有定轴齿轮系，又含有行星齿轮系，或者含有多个行星齿轮系的传动,轮系的传动比：轮系中首轮与末轮的角速度的比值 传动比的计算内容包括：传动比的大小和齿轮的转向,判别：不能通过一次反转得到一个定轴轮系,2)分列方程,3)联立求解,4)注意符号,1)分清轮系,

9、2 、复合轮系传动比的计算方法,分清轮系的组成分别写出各个轮系的传动比找出轮 系之间的运动关系联立方程解,计算步骤,d、 注意联立求解时，各单一轮系的转速之间的关系,a、齿数比连乘积前的符号,b、已知转速应以代数量代入:即带“+”或“-”,c、求出的转速也带有符号，“+”表示与假定的正方向相同， “-”表示与假定的正方向相反,注意,e、找基本周转轮系: 先找行星轮找其转臂 找与行星轮啮合的中心轮,定轴轮系:1-2,i12=n1/n 2 = - Z2/Z1= - 2,补充方程,例10:求i1H,n 2= n 2 ; n 4 =0,周转轮系:2 34H,例11:求,周转轮系1-2-3-H1,周转轮

10、系4-5-6-H2,n H1= n 4 ; n 6 = n 3 = 0,例12：已知: z1=50，z2=100，z3 = z4 = 40, z4 =41, z5 =39, 求: i13,解:1、分清轮系,3-4-4-5, 2(H)组成行星轮系;1-2组成两定轴轮系,2、分列方程,3、 联立求解,a,b,组合机床走刀机构,补充方程,改变齿数可实现换向传动,例13 求i1H,周转轮系1-2-2-3-H,定轴轮系3-4-5,补充方程,例14 如图所示的轮系中,已知z1=18, z2=36, z3=z4=z5=50, 又知电机M的转速nM=1500r/min, 方向如图,求n4大小及方向(方向标出即

11、可,6-15 如图所示的轮系中, 已知z1=z7=18, z2=z3=z4=z5=z6=z8=36, z9=50, z10=25,又知n1=n10=100r/min, 方向如图所示, 求n8的大小及方向,设计：潘存云,设计：潘存云,例5：已知马铃薯挖掘中：z1z2z3 ，求2， 3,上式表明轮3的绝对角速度为0，但相对角速度不为0,1,1,30,22H,铁锹,模型验证,6-5轮系的应用,1. 实现多路输出 2. 获得较大的传动比 3. 实现变速 4. 实现变向 5. 实现运动的合成 6. 实现运动的分解,1 实现大传动比传动,一对齿轮传动比一般不大于57 大传动比可用定轴轮系多级传动实现，也可利用周转轮系和复合轮系实现,啤酒大麦发酵池实例 为了使搅拌器缓慢移动，以达到充分搅拌的目的，在电机到移动齿轮间采用了一个行星减速器，其传动比高达702.25,2 实现分路传动,利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将运动传给多个运动部分，从而实现分路传动,滚齿机实例 分两路将运动分别传给滚刀和轮坯 钟表时分秒针,3 实现变速与换向传动,汽车齿轮变速箱,汽车后桥差速器(牙包,2. 汽车直行,3. 汽车右拐弯,1. 组成,据例5: nb = 2nH - na 即: na + nb = 2nH na = nb , na = nb = nH,a,b,= 弧长 / 半径,pd左na,R +