第六章 轮系及其传动比计算

1、机械原理与设计第六章第六章 轮系及其传动比计算轮系及其传动比计算绪 论 第一篇 机 械 原 理 第一章 平面机构组成原理及其自由度分析 第二章 平面机构的运动分析 第三章 平面连杆机构运动学分析与设计 第四章 凸轮机构及其设计 第五章 齿轮机构及其设计 第六章 轮系及其传动比计算 第七章 其它常用机构及组合机构 第八章 机器人机构 第九章 机械的摩擦与自锁 第十章 机械动力学和机械的平衡 第二篇 机 械 设 计 第一章 机械设计概论 第二章 机械零件的强度 第三章 摩擦、磨损和润滑 第四章 螺纹联接与螺旋传动 第五章 键、花键联接及其它联接 第六章 带传动第七章 链传动第八章 齿轮传动第九章

2、蜗杆传动第十章 轴 第十一章 滚动轴承 第十二章 滑动轴承 第十三章 联轴器和离合器 第十四章 弹簧 第三篇 机械产品的方案设计与分析 第一章 机械产品设计过程简介 第二章 机械产品的运动方案设计与分析 第三章 机械传动系统与控制系统设计简介 第四章 机械创新设计第五章 机械产品设计示例 第六章第六章 轮系及其传动比计算轮系及其传动比计算第一节第一节 轮系的分类轮系的分类第二节第二节 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比第三节第三节 定轴轮系的应用及设计定轴轮系的应用及设计第四节第四节 周转轮系的传动比周转轮系的传动比第五节第五节 周转轮系的应用及设计周转轮系的应用及设计 第六节第六节 混合轮系传

3、动比计算混合轮系传动比计算 第七节第七节 其它行星传动简介其它行星传动简介 第一节第一节 轮系的分类轮系的分类一、定轴轮系由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。它通常介于原动机和执行机构之间，把原动机的运动和动力传给执行机构。 轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置都固定不动，则称之为定轴轮系。O1O2O3O4122334平面定轴轮系空间定轴轮系二、周转轮系轮系运转时，至少有一个齿轮轴线是绕某一固定轴线回转，则称该轮系为周转轮系。132H21322H2 行星轮行星轮H 系杆（转臂）系杆（转臂）3 中心轮中心轮1 中心轮（太阳轮）中心轮（太阳轮）基本构件基本构件KKH差动轮系（差动轮系（F2）行星轮系（

4、行星轮系（F1） 根据周转轮系所具有的根据周转轮系所具有的自由度数目自由度数目分：分：H132H132轮系中既含有周转轮系，又含有定轴轮系，或者含有两个以上的基本周转轮系，则称这种轮系为混合轮系。 H1(30)2(20)2(20)4(80)3(30)H2H1第二节第二节 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比一、传动比大小计算轮系传动比= 输入轴角速度输出轴角速度1223345,122112zzi 322 332ziz ,344343 zzi 544554ziz 51 1234122 33 4452345iiii 33 22 2345 151234z z z ziz zzz1 5 设A表示首轮轴，B

5、表示末轮轴，则定轴轮系的传动比大小计算公式为 积所有主动轮齿数的连乘到从积所有从动轮齿数的连乘到从BABAiBAAB二、首末轮转向的确定 （一）平面定轴轮系（一）平面定轴轮系3352351241551234123( 1) zzzzzzzizzzzzzz设A表示首轮轴，B表示末轮轴，则平面定轴轮系中首轮轴与末轮轴间传动比计算公式为 积所有主动轮齿数的连乘到从积所有从动轮齿数的连乘到从BABAimBAAB) 1( m：外啮合的次数（二）空间定轴轮系（二）空间定轴轮系（1）首末两轮轴线平行 34O1O2O54O43O312传动比方向判断：传动比方向判断： 画箭头画箭头表示：表示： 在传动比大小前加正

6、负号在传动比大小前加正负号（2）首末两轮轴线不平行 在计算时不必考虑传动比符号，但应通过画箭头来确定各轮的转向。 第三节第三节 定轴轮系的应用及设计定轴轮系的应用及设计一、定轴轮系的应用（一）获得较大的传动比（一）获得较大的传动比14232（二）实现相距较远轴间的运动（二）实现相距较远轴间的运动6-13（三）实现变速、换向传动（三）实现变速、换向传动（四）实现多路传动（四）实现多路传动11221346791028511二、定轴轮系传动比的分配将定轴轮系的总传动比合理分配到各级传动中，是定轴轮系传动系统方案设计的重要一步。它既可以使各级齿轮机构尺寸协调和传动系统结构匀称，又可以减小零件尺寸和机构

7、重量，降低造价，还可以降低转动构件的圆周速度和等效转动惯量，从而减小动载荷，改善传动性能，减小传动误差。第四节第四节 周转轮系的传动比周转轮系的传动比312O1O3O2HO1O3O2321 3H 2H 1HH321在转化机构中的角速度在转化机构中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 3 H HH H H 1 3 2 H周转轮系的周转轮系的转化机构转化机 1) HHHHHzzizz设周转轮系的两个太阳轮分别为A、B，系杆为H，它们的轴线互相平行，则转化机构中齿轮A与B之

8、间的传动比计算公式为 所有主动轮齿数连乘积到从所有从动轮齿数连乘积到从BABAimHBHAHBHAHAB) 1(式中 m转化机构中外啮合的齿轮对数 注意：（1）圆柱齿轮周转轮系中各构件的轴线相互平行，它们之间的角速度可按上式计算。（2）对于含有圆锥齿轮的空间周转轮系，其中各基本构件的轴线相互平行，它们之间的角速度可按上式计算。但行星轮相对于系杆的轴线与系杆本身轴线不平行，两者的角速度不能按上式计算，故该公式不适用于计算该类周转轮系中行星轮的传动比。（3）将各个角速度的数值代入时，必须带有“”号。可先假定某一已知构件的转向为正号，则另一构件的转向与其相同时取正号，与其相反时取负号。第五节第五节

9、周转轮系的应用及设计周转轮系的应用及设计一、周转轮系的应用（一）用于增速（减速）传动（一）用于增速（减速）传动O1OH1H2（二）用于运动的合成（二）用于运动的合成132H（三）运动的分解（三）运动的分解H2Ln152413n3r2（四）实现结构紧凑的大功率传动（四）实现结构紧凑的大功率传动3113311 HHHznninnzLrLrnn13HnrLrn1HnrLrn3二、行星轮系的设计（1）传动比条件行星轮系必须能实现给定的传动比。 3111Hziz（2）同心条件要求这两组传动的中心距必须相等 3122zzz（3）装配条件（4）邻接条件为保证相邻两行星轮的齿顶不致相碰撞，应使其中心距大于行星

10、轮的齿顶圆直径。若采用标准齿轮，则为使各个行星轮都能均匀地装入两个太阳轮之间，行星轮的数目与各轮齿数之间必须有一定的关系。 *20212180sin)(ahzkzzHikNz11第六节第六节 混合轮系传动比计算混合轮系传动比计算混合轮系传动比应当将其区分为“定轴轮系 + 周转轮系”或“单一周转轮系 + 单一周转轮系”，并分别计算各自的传动比，同时找出各轮系间的关系，联立求解。具体步骤是：（1）划分轮系。先找出轴线位置不固定的齿轮即为行星轮，由此找出支承行星轮的系杆以及与行星轮相啮合的太阳轮。这样由行星轮、太阳轮与系杆构成一个单一周转轮系。再看还有没有轴线位置不固定的齿轮，若有，继续划分出新的周

11、转轮系，若无，则剩下的即为定轴轮系。（2）分轮系列出计算公式。应严格按公式分别列出算式，并检查方程数与其中未知数的个数是否相符：如求角速度或转速，则需要方程数与未知数相等；如求传动比，则需要方程数比未知数少一个。（3）鉴别符号，联立求解。 例例1-6-6 图示轮系中，已知及各轮齿数为：z1=50，z1=30，z1=60，z2=30，z2=20，z3=100，z4=45，z5=60，z5=45，z6=20，求的大小和方向。解： 齿轮1、3、 2-2、H组成一差动轮系。齿轮6、1-1、5-5、4组成一定轴轮系。周转轮系的传动比为 2311331230 100350 20 HHHz ziz z定轴轮系4-5-5-1-1-6 611661 ziz61546446 15 z z ziz z z630451()()6060456 Hz z zz z z6391第七节第七节 其它行星传动简介其