机械设计基础课件k0501轮系

1、齿轮系及其设计 重 点 周转轮系和复合轮系传动比的计算。内 容齿轮系及其分类定轴轮系的传动比周转轮系的传动比复合轮系及其传动比轮系的应用1 齿轮系及其分类一、轮 系1450 rpm53.7 rpm1. 一对齿轮传动i12 = n1n2= Z2Z1= d2d1= 145053.7= 27设 d1 = 53.7mm, 则 d2 = i12d1 = 2753.7 = 1450mm2. 多对齿轮传动1450rpm53.7rpm12345612i16 = n1n6= n1 n6 n3n2 n5n4= i12 i34 i56分步传动设：i12 = i34 = i56 = 3则: i16 = i12 i34

2、 i56 = 333 = 27搪杆3. 复合轮系 (混合轮系) 由定轴 动轴或多个动轴轮系组成的轮系.至少有一个齿轮的轴线不固定的轮系.设令 d1 = d3 = d5 = 53.7mm 1450rpm53.7rpm123456则: d2=i12d1=353.7=161.1mm d4=i34d3=353.7=161.1mm d6=i56d5=353.7=161.1mm3. 轮系 由一系列齿轮组成的传动系统.二.轮系的分类1. 定轴轮系 (普通轮系) 所有齿轮轴线均固定的轮系.2. 周转轮系 (周转轮系)123412342 定轴轮系的传动比一、一对齿轮的传动比二、定轴轮系传动比计算大小 i12=1

3、/ 2 =Z2/Z1转向（从动轮齿数积）（主动轮齿数积）负号表示轮1和轮5转向相反。轮2称为中介轮(惰轮、过桥齿轮轮)箭头表示转向外啮合转向相反 取“”号内啮合转向相同 取“+”号说明：1.定轴轮系的传动比=各对齿轮传动比的连乘积 =所有从动轮齿数的连乘积/所有主动轮齿数的连乘积2.首末两轮的转向相同取“+”号、转向相同取“-”号。 （注意：若首末两轮轴线不平行只能用箭头表示）3.中介轮(惰轮)不影响传动比的大小,但改变了从动轮的转向。i14 = - Z2Z1Z4Z3123456i16 = Z2Z1Z4Z3Z6Z512345678i18 =Z2Z1Z4Z3Z6Z5Z8Z712343 周转轮系的

4、传动比12H3一、周转轮系及其分类名称 1. 行星轮 轴线活动的齿轮. 2. 系杆 (行星架、转臂) H . 3. 中心轮 与系杆同轴线、与行星轮相啮合、轴线固定的齿轮.也叫太阳轮。1234H1234H5分类1. 按自由度分 F = 1 行星轮系. F = 2 差动轮系.12H312H3有一个中心轮固定没有固定的中心轮 周转轮系中,任两构件相对于系杆 H 的速比,称为该轮系的转化轮系的传动比（假想为定轴轮系传动比）。二、周转轮系的传动比计算acHbacHb 假定系杆固定时,所得到的“定轴轮系”,称为原周转轮系的转化轮系。公式：1) 齿数连乘积之比前的“”号取决于转化轮系中m、n轮的转向；2)

5、轮m、轮n和系杆H必须是同一个周转轮系中轴线平行或重合的三个构件；3) nm 、nn 、nH 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。注意:公式：若是行星轮系（设中心轮n固定）传动比计算要点： 分清轮系 注意符号 掌握技巧差动行星acHbnb = 0搭桥例 1. 已知 Z、na 求: iaH 、iac、nH、nc解:3122H4i14= ？abcdH例 2.已知: Za = 100、Zb = 99、 Zc = 101、Zd = 100 求: iHa解:若为定轴轮系若 Za = 99则 iHa = = -100= 0.25%abcd例 3. 已知: Z1 = 15

6、，Z2 = 25， Z2 = 20 Z3 = 60， n1=200 rpm， n3=50 rpm， 转向图示。 求: nH解：例 4. 已知: Z1 = 12，Z2 = 28， Z2 = 14，Z3 = 54。 求: iSH解:例 5.abcH已知: Za = Zb 、na、nH求： nb解：abcH注意4 复合轮系及其传动比一、复合轮系（由两个以上轮系组成）判别：不能通过一次反转得到一个定轴轮系12H31234H1234H5HHHH4 复合轮系及其传动比关键是先要把其中的周转轮系部分划分出来首先找出行星轮，然后找出系杆，以及与行星轮相啮合的所有中心轮。每一系杆，连同系杆上的行星轮和与行星轮相

7、啮合的中心轮就组成一个周转轮系在将周转轮系一一找出之后，剩下的便是定轴轮系部分。复合轮系传动比计算的一般步骤：周转轮系的找法：1. 正确划分轮系中的定轴轮系部分和周转轮系。3. 将各传动比关系式联立求解。2. 分别计算各轮系的传动比。 二、复合轮系传动比计算由定轴轮系1-2 周转轮系2-3-4-H 组成已知Z，求i1H例 6.解:符号？轮1、系杆转向相反例 7.已知: Z 及n1的方向.求: i1H 和 nH 的方向. 解:1. 判断和划分轮系本复合轮系由定轴轮系和行星轮系串联而成.用箭头法确定空间定轴轮系各轮的转向.2.3.i1H = i16 i7H分步,传到交界n9 = 0i16 i7H9

8、找固定件= i16 (1- i79 )H= Z2Z1Z4Z3Z6Z5( 1- )-Z9 Z7= 4. i1H 0 ,实为 i7H 0 ,即 nH 与 n7 同向,如图示.nH12345678H9n1例8 求i1H周转轮系1-2-2-3-H定轴轮系3-4-5补充方程1）划分轮系：b、由齿轮2 、3、4及系杆H所组成的周转轮系部分。2）计算各轮系传动比a. 定轴轮系部分例3:如图所示的轮系中，设已知各轮齿数，试求其传动比。解：a、由齿轮1、2组成定轴轮系部分；轮系的传动比b. 周转轮系部分3）将（1）、（2）联立求解：图示为一电动卷扬机的减速器运动简图,已知各轮齿数,双联行星轮 2 - 2，中心轮

9、1、3， 和系杆H（齿轮5）组成一个差动轮系；解：1）轮系划分a）b）齿轮3、4、5 组成定轴轮系例4：a）差动轮系部分：2）计算各轮系传动比试求: 传动比 i15b）定轴轮系部分3）联立(1)、(2)求解例4（续）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 利用轮系可以使一个主动轴带动若干个从动轴同时旋转，并获得不同的转速。一、实现分路传动：（某航空发动机附件传动系统图） 采用周转轮系，可以在使用很少的齿轮并且也很紧凑的条件下，得到很大的传动比。二、获得较大的传动比在主轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到若

10、干种转速，从而实现变速传动。三、 实现变速传动： 在主轴转向不变的条件下，可以改变从动轴的转向。四、实现换向传动：（导弹发射快速反应装置）（车床走刀丝杠的三星转向机构）差动轮系可以把两个运动合成为一个运动。z1=z3五、实现运动的合成差动轮系的运动合成特性，被广泛应用于机床、计算机构和补偿调整等装置中。差动轮系可以将一个基本构件的主动转动按所需比例分解成另两个基本构件的不同转动。z1=z3 , nH=n4六、实现运动的分解 汽车后桥的差动器能根据汽车不同的行驶状态，自动将主轴的转速分解为两后轮的不同转动。abcH12汽车后桥差速器(牙包)abcH12abcH12abcH122. 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 .abllR左右 = 弧长 / 半径pd左naR + l=pd右nbR - lnanb=R + lR - lf4. 右轮陷于泥坑 按:na + nb = 2nH左轮相对阻力很大, na = 0 ；右轮相对阻力很小，nb = 2nH .5. 假设不用差