轮系及其设计

1、第1页第六章 轮系及其设计第六章第六章 齿轮系及其设计齿轮系及其设计n齿轮系及其分类齿轮系及其分类n定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比n周转轮系的传动比周转轮系的传动比n复合轮系的传动比复合轮系的传动比n轮系的功用轮系的功用n行星轮系的效率行星轮系的类型选择及设计行星轮系的效率行星轮系的类型选择及设计的基本知识的基本知识第2页第六章 轮系及其设计轮系：轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，起来， 这种多齿轮的传动装置称为轮系。这种多齿轮的传动装置称为轮系。 轮系轮系定轴轮系（普通轮系）定轴轮系（普通轮系） 周转轮系周转轮系 复合轮系复合轮

2、系 定定+周周 周周+周周 4312OH2H6-1 齿轮系及其分类齿轮系及其分类第3页第六章 轮系及其设计 11-2 定轴轮系的传动比及应用定轴轮系的传动比及应用轮系的传动比，是指轮系中首、末两构件的角速度之比。 轮系的传动比包括传动比的大小和首末两构件的转向关系两方面内容。1、平面定轴轮系 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，即等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积A输入轴 B输出轴 BABAABnni所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积mi) 1(BAAB453423125115zzzzzzzzi35231235115)(zzzzzzi第4页第六章

3、 轮系及其设计1）首末两轴平行，用首末两轴平行，用“+”、“-”表示。表示。 2）首末两轴不平行首末两轴不平行 ， 用箭头表示用箭头表示 3）所有轴线都平行所有轴线都平行 所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积mi) 1(51m外啮合的次数外啮合的次数 是轮系中不影响轮系的传动比的大小，而仅起中间过渡和改变从动轮转向 惰轮惰轮（过轮或中介轮）：首、末轮转向关系的确定首、末轮转向关系的确定第5页第六章 轮系及其设计2 2、空间定轴轮系、空间定轴轮系传动比计算同平面定轴轮系传动比计算同平面定轴轮系转向在图中用箭头表示转向在图中用箭头表示例：例：第6页第六章 轮系及其设计周转轮系的传动比就不能直接

4、按定轴轮系传动比的求法来计算。6-3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比一、周转轮系的组成一、周转轮系的组成141HO1HOHO33O22413OO133HHOO22按基本按基本构件分：构件分：2K-H型3K型K-H-V型两个中心轮和一个行星轮两个中心轮和一个行星轮三个中心轮三个中心轮行星架（系杆、行星架（系杆、转臂转臂）H H 中心轮中心轮 （太阳轮）（太阳轮） 1 1、3 3主轴线主轴线行星架绕之转动的轴线。行星架绕之转动的轴线。 基基本本构构件件轴线与主轴线重合而又承受外轴线与主轴线重合而又承受外力矩的构件称力矩的构件称基本构件基本构件 （K中心轮；H行星架；V输出构件） 按自由度数目分：

5、按自由度数目分：差动轮系（F2）行星轮系（F1）第7页第六章 轮系及其设计3K型型2K-H型型第8页第六章 轮系及其设计1 1转化轮系转化轮系 根据相对运动原理，若给定整个周转轮系一个-H的反转运动之后，所转化得到的定轴轮系，因此，周转轮系的传动比因此，周转轮系的传动比就可以通过对其转化轮系传动比的计算来就可以通过对其转化轮系传动比的计算来进行求解的。就称为原周转轮系的进行求解的。就称为原周转轮系的转化轮转化轮系系或或转化机构转化机构。 二、周转轮系的传动比二、周转轮系的传动比141HO1HOHO33O22413OO133HHOO220HHHHHH3H33H2H22H1H11转化后：转化后：第

6、9页第六章 轮系及其设计141HO1HOHO33O22413OO133HHOO22131313113) 1(ZZiHHHHH差动轮系：差动轮系：2个运动个运动 行星轮系行星轮系 ：0313111ZZiHH例例1：1O1H232OHO2 2周转轮系的传动比周转轮系的传动比Hii13H113第10页第六章 轮系及其设计而A、B、H均为代数值，在使用时要带有相应的“”号。因此，差动轮系的传动比就可以根据其转化轮系的传动比计算出的A、B、H大小来求得。 （设差动轮系中的两个太阳轮分别为A和B，行星轮架为H）任何周转轮系，任何周转轮系，其转化轮系的传动比为：其转化轮系的传动比为：)(zfiHBHAHBH

7、AHAB式中 与 由定轴轮系的方法求出，计算时必须正确地求出转化机构的“”号号HABi)(zf行星轮系的传动比行星轮系的传动比 由于具有固定太阳轮的周转轮系必定为行星轮系，故行星轮系传动比的一般表达式为iiHHABA1iiHHBAB1或BA第11页第六章 轮系及其设计一大传动比的减速器，Z1=100，Z2=101，Z2=100，Z3=99求：输入件H对输出件1的传动比iH1 2H132100001001009910111111HHii若取：若取：Z1=99 1001Hi周转轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的。周转轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的。 例例2 2：232223

8、13113) 1(zzzziHHHHH或：或：iiHH131123121zzzz100001100100991011则：则：例例3 3：第12页第六章 轮系及其设计圆锥齿轮组成的周转轮系圆锥齿轮组成的周转轮系 OO123H1321323113ZZZZZZiHHH方向：用箭头确定第13页第六章 轮系及其设计需求行星轮的绝对角速度和相对角速度时，由于行需求行星轮的绝对角速度和相对角速度时，由于行星轮与中心轮轴线相交，其角速度为矢量差，所以，星轮与中心轮轴线相交，其角速度为矢量差，所以，要用图解解析法要用图解解析法122212sinsin)180sin(HHoHH22HHH2122212sinsin

9、sin)sin(第14页第六章 轮系及其设计6-4 复合轮系的传动比复合轮系的传动比 对于对于复合轮系复合轮系，既不能将其视为单一的定轴轮，既不能将其视为单一的定轴轮系来计算其传动比，也不能将其视为单一的周转轮系来系来计算其传动比，也不能将其视为单一的周转轮系来计算其传动比。计算其传动比。必须要将它所包含的定轴轮系和周转轮系部分分开，并分必须要将它所包含的定轴轮系和周转轮系部分分开，并分别列出其传动比的计算公式，然后进行联立求解。别列出其传动比的计算公式，然后进行联立求解。因此，复合轮系传动比的计算方法及步骤可概括为：因此，复合轮系传动比的计算方法及步骤可概括为：1 1）正确划分轮系；）正确划

10、分轮系；2 2）分别列出算式；）分别列出算式；3 3）进行联立求解。）进行联立求解。第15页第六章 轮系及其设计例 复合轮系传动比的计算例 卷扬机减速器传动比的计算其中正确划分轮系是关键，主要是要将周其中正确划分轮系是关键，主要是要将周转轮系先划分出来，转轮系先划分出来，即先要找到即先要找到行星轮行星轮。第16页第六章 轮系及其设计6-5 轮系的功用轮系的功用1实现分路传动2实现大传动比3实现变速传动4实现换向传动例 某航空传动机构附件的传动系统例 现实传动比i10齿轮传动例 车床走刀丝杆的三星轮换向机构5实现运动合成与分解6实现大功率传动定轴轮系行星轮系第17页第六章 轮系及其设计6-5 行

11、星轮系的类型选择及设计的基本知识行星轮系的类型选择及设计的基本知识1 1行星轮系的类型选择行星轮系的类型选择行星轮系的类型很多，在相同的条件下，采用不同的类型，行星轮系的类型很多，在相同的条件下，采用不同的类型，可以使轮系的外廓尺寸、重量和效率相差很多。可以使轮系的外廓尺寸、重量和效率相差很多。 因此，在设计行星轮系时，应重视轮系类型的选择。因此，在设计行星轮系时，应重视轮系类型的选择。其选择原则为：其选择原则为：首先，应满足传动比的范围。首先，应满足传动比的范围。例例 2 2K K- -H H型行星轮系的传动比范围型行星轮系的传动比范围其次，应考虑传动效率的高低。其次，应考虑传动效率的高低。

12、动力传动应采用负号机构；动力传动应采用负号机构；当要求有较大传动比时，可采用当要求有较大传动比时，可采用几个负号机构或与定轴轮系几个负号机构或与定轴轮系的复的复合或合或3 3K K型轮系。型轮系。第三，应该注意第三，应该注意轮系中的功率流动问题轮系中的功率流动问题。此外，还应考虑轮系的外廓尺寸、重量等要求。此外，还应考虑轮系的外廓尺寸、重量等要求。第18页第六章 轮系及其设计2 2行星轮系各轮齿数及行星轮数的确定行星轮系各轮齿数及行星轮数的确定行星轮系的配齿条件行星轮系的配齿条件1 1）满足传动比要求）满足传动比要求2 2）满足同心条件）满足同心条件3 3）满足均布安装条件）满足均布安装条件4

13、 4）满足邻接条件）满足邻接条件z z3 3/ /z z1 1 i i1 1H H1 1z z3 3z z1 12 2z z2 2( (z z1 1z z3 3)/)/k k 行星轮系的类型选择及设计的基本知识行星轮系的类型选择及设计的基本知识(2/2)（z z1 1z z2 2)sin(180)sin(180/ /k k) ) z z2 2 + 2+ 2h h * *第19页第六章 轮系及其设计总配齿条件总配齿条件3 3行星轮系的均载装置行星轮系的均载装置kizizizzzzzHHH1111111321: ) 1(:2)2(:P261例5-6第20页第六章 轮系及其设计P249P249例例6

14、-46-4龙门刨床工作台的变速换向机构龙门刨床工作台的变速换向机构1313zziBi1)1 (351331333111zzzziiiBBBB1、当制动器、当制动器J动作时，刹住动作时，刹住A，轮，轮5固定固定求分别刹住求分别刹住A，3时的传动比时的传动比1）分析轮系的组成）分析轮系的组成行星轮系行星轮系3- 4-5-B（H）定轴轮系定轴轮系1-2-3行星轮系行星轮系5-4-3-B（H）的传动比）的传动比定轴轮系定轴轮系1-2-3 的传动比的传动比3553311zziiBB3）联立求解）联立求解2）分别计算传动比）分别计算传动比第21页第六章 轮系及其设计)1)(1 (5313511zzzzii

15、iBAB5335511zziiBB2、当制动器、当制动器K动作时，刹住动作时，刹住3时，轮时，轮3固定固定1）分析轮系的组成）分析轮系的组成行星轮系行星轮系5-4-3-B（H）行星轮系行星轮系1-2-3-A（H）3）联立求解）联立求解2）分别计算传动比）分别计算传动比行星轮系行星轮系5-4-3-B（H）行星轮系行星轮系1-2-3-A（H）1313111zziiAA3、刨床的工作状态、刨床的工作状态制动器制动器 J 动作时，转向相反，传动比数值小，空行程动作时，转向相反，传动比数值小，空行程制动器制动器 K 动作时，转向相同，传动比数值大，工作行程动作时，转向相同，传动比数值大，工作行程第22页

16、第六章 轮系及其设计P250P250例例6-5 6-5 羊毛起球机构羊毛起球机构1313111zziiHH0004543060sin60cos1arccossincosarccosi5120801111113111zzinniHHH行星轮系行星轮系5-4-H行星轮系行星轮系1-2-3-H)sin()180sin(45HonnHHnnn55min)/(8 .311)60180sin()3060sin(180)180sin()sin(00045rnnooHmin)/(1809005111rninHH第23页第六章 轮系及其设计行星轮系行星轮系2-3- 4-H定轴轮系定轴轮系1-2P255P255例例6-9 6-9 极大传动比减速器极大传动比减速器122112zznni1212nzzn 145514nzzzzn定轴轮系定轴轮系1-5-5-4 51454141zzzznni124424242zznnnnnnnniHHHHH)(14551121HHnnzzzznnzz198000010010011019912245512111zzzzzznniHH第24页第六章 轮系及其设计P256P256例例6-10 6-10 双重周转轮系双重周转轮系5665zzHH56551zziHH1221zzHH行星轮系行星轮系5-H-6差动轮系差动轮系1-2-H-6差动轮系差动轮系2-3-