机械原理-第11章齿轮系及其设计课件

第11章齿轮系及其设计基本要求：能正确划分轮系，能计算定轴轮系、周转轮系、复合轮系的传动比；对轮系的主要功用有清楚的了解；行星轮系的类型及行星轮系设计中的均载问题有所了解，对确定行星轮系各齿轮齿数的四个条件有清楚的认识；对其它行星齿轮传动有所了解。重点:

周转轮系及复合轮系传动比的计算、轮系的功用以及行星轮系设计中齿数的四个条件。难点：如何将复合轮系正确划分为各基本轮系，行星轮系设计中的安装条件。第11章齿轮系及其设计基本要求：能正确划分轮系，能计算定1一、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：运转时每个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的。§11-1齿轮系及其分类一、轮系：由一系列齿轮组成的传动系统。二、轮系的分类1、定轴22、周转轮系：轮系传动时至少有一个齿轮轴线的位置并不固定，而是绕着其他齿轮的固定轴线回转。2K-H型周转轮系组成：太阳轮、行星轮、行星架(转臂或系杆)。基本构件：太阳轮、行星架。2、周转轮系：轮系传动时至少有一个齿轮轴线的位置并2K-33k型周转轮系3k型周转轮系43、复合轮系：既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或者是由几部分周转轮系组成的轮系。3、复合轮系：既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系5

轮系的传动比：指轮系中首、末两构件的角速度之比，包括传动比的大小和首、末两构件的

转向关系两方面内容。用iij表示。§11-2定轴轮系的传动比一对齿轮的传动比：一对齿轮是最简单的定轴轮系。1.传动比大小的计算由一对圆柱齿轮(直齿轮或斜齿轮)组成的定轴轮系，其传动比为：“－”用于外啮合；“＋”用于内啮合。轮系的传动比：指轮系中首、末两构件的角速度之比，§11-26转向转向7由一对圆锥齿轮或蜗轮、蜗杆组成的定轴轮系，其传动比为：方向：用画箭头的方法表示出来。由一对圆锥齿轮或蜗轮、蜗杆组成的定轴轮系，其传动比为：方向：8轮系的传动比再将以上各式连乘，得齿轮2：过轮或中介轮轮系的传动比再将以上各式连乘，得齿轮2：过轮或中介轮9①若定轴轮系都是由圆柱齿轮组成的，该定轴轮系传动比的大小及转向关系可以表示为：m—外啮合的次数②若定轴轮系中有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆，并且轮系中首、末两轮的轴线平行，则该定轴轮系传动比的大小可用上式计算出，转向关系用画箭头的方法表示出来，当首、末两轮的转向相同时，其传动比为“+”，反之为“－”。③若定轴轮系中有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆，并且轮系中首、末两轮的轴线不平行，则该定轴轮系传动比的大小可用上式计算出，转向关系只能在图上画箭头来表示。①若定轴轮系都是由圆柱齿轮组成的，该定轴轮系传动比的大小及转10一、周转轮系及其组成差动轮系：行星轮系：§11-3周转轮系的传动比二、周转轮系的分类F=3×4－2×4－2=2F=3×3－2×3－2=1一、周转轮系及其组成差动轮系：§11-3周转轮系的传动比11三、周转轮系的传动比构件周转轮系角速度转化轮系角速度

1ω1

ω1H=ω1－ωH

2 ω2

ω2H=ω2－ωH

3 ω3

ω3H=ω3－ωHH ωH

ωHH=ωH－ωH=0三、周转轮系的传动比构件周转轮系角速度转化轮系角速度12↑周转轮系↓转化轮系↑周转轮系↓转化轮系13根据传动比的定义，转化轮系中齿轮１与齿轮３的传动比i13H为所以，周转轮系传动比的一般公式为：(a)式根据传动比的定义，转化轮系中齿轮１与齿轮３的14[注意事项]①构件在周转轮系中的ωn转向和其在转化轮系中的ωnH=ωn－ωH转向是两回事，即两者可以相同，也可以相反。②上式只适用于m、n和H三个构件的轴线互相平行的情况，因此三个构件的角速度向量ωm、ωn、ωH都是平行的，式中它们为代数量，可以为正或负值。③公式中的“±”表示在转化轮系中轮m与轮n的转向相同或相反。判断公式中“±”号的方法有两种：a.用画箭头的方法来确定；b.对于圆柱齿轮组成的周转轮系，也可以用外啮合的次数，即(－1)m来确定。[注意事项]①构件在周转轮系中的ωn转向和其在转化轮系中的ω15对于自由度为1的行星轮系：设固定轮为n，即ωn=0，则(a)式可改写为：对于自由度为1的行星轮系：设固定轮为n，即ωn=0，则(a)16已知：z1=z2=30，z3=90，n1=1r/min，n3=－1r/min（设逆时针为正）。求：nH及i1H。解：例题分析已知：z1=z2=30，z3=90，n1=1r/mi17已知：z1=100，z2=101，z2’=100，z3=99。求：iH1。解：例题分析若将z3由99改为100，则由上题知：行星轮系的传动比可表示为还可以计算i12，即已知：z1=100，z2=101，z2’=100，z18解：例题分析已知：z1=z3=80

，z2=50，n1=50r/min，n3=30r/min。求nH。

nH=40r/min即解：例题分析已知：z1=z3=80，z2=50，n1=519§11-4复合轮系的传动比§11-4复合轮系的传动比20关键：把周转轮系部分划分出来，找到行星轮→系杆→以及所有太阳轮。分清轮系、各立方程、找出联系、联立求解。关键：把周转轮系部分划分出来，找到行星轮→系杆→以及所有太阳21已知：各轮齿数。求i1H。例题分析解：首先，分解轮系齿轮1、2组成定轴轮系，有齿轮3、2´、4、H组成周转轮系，有已知：各轮齿数。求i1H。例题分析解：首先，分解轮系齿轮1、22已知：各轮齿数。求i15。解：首先，分解轮系齿轮1、3、2-2´、5组成周转轮系，有齿轮3´、4、5组成定轴轮系，有例题分析已知：各轮齿数。求i15。解：首先，分解轮系齿轮1、3、223§11-5轮系的功用1．实现分路传动§11-5轮系的功用1．实现分路传动242、实现相距较远的两轴之间的传动3、实现变速传动2、实现相距较远的两轴之间的传动3、实现变速传动254、获得较大传动比5、实现换向传动4、获得较大传动比5、实现换向传动266、用作运动的合成z1=z3

nH=(n1+n3)/27、用作运动的分解6、用作运动的合成z1=z3nH=(n1+n3)/277．在尺寸及重量较小的条件下，实现大功率传动7．在尺寸及重量较小的条件下，实现大功率传动28§11-7行星轮系的类型选择及

设计的基本知识

1．行星轮系的类型选择

选择行星轮系时应考虑的因素：1）传动比2）效率3）功率流动情况§11-7行星轮系的类型选择及

设计的基本知29机械原理-第11章齿轮系及其设计课件302.2保证满足同心条件

如前述，要使行星轮系能正常运转，其三个基本构件的回转轴线必须在同一直线上，为此有若采用标准齿轮或等变位传动时，有2．行星轮系中各轮齿数的确定

2.1保证满足传动比条件

2.2保证满足同心条件如前述，要使行星轮系能312.3保证满足均布安装条件

而太阳轮1恰好转过整数个齿N,即2.3保证满足均布安装条件而太阳轮1恰好转过322.4保证满足邻接条件对于标准齿轮传动，有2.4保证满足邻接条件对于标准齿轮传动，有33作业：11-11,12,14,16,17,18,21作业：11-11,12,14,16,17,18,2134第11章齿轮系及其设计基本要求：能正确划分轮系，能计算定轴轮系、周转轮系、复合轮系的传动比；对轮系的主要功用有清楚的了解；行星轮系的类型及行星轮系设计中的均载问题有所了解，对确定行星轮系各齿轮齿数的四个条件有清楚的认识；对其它行星齿轮传动有所了解。重点:

周转轮系及复合轮系传动比的计算、轮系的功用以及行星轮系设计中齿数的四个条件。难点：如何将复合轮系正确划分为各基本轮系，行星轮系设计中的安装条件。第11章齿轮系及其设计基本要求：能正确划分轮系，能计算定35一、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：运转时每个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的。§11-1齿轮系及其分类一、轮系：由一系列齿轮组成的传动系统。二、轮系的分类1、定轴362、周转轮系：轮系传动时至少有一个齿轮轴线的位置并不固定，而是绕着其他齿轮的固定轴线回转。2K-H型周转轮系组成：太阳轮、行星轮、行星架(转臂或系杆)。基本构件：太阳轮、行星架。2、周转轮系：轮系传动时至少有一个齿轮轴线的位置并2K-373k型周转轮系3k型周转轮系383、复合轮系：既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或者是由几部分周转轮系组成的轮系。3、复合轮系：既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系39

轮系的传动比：指轮系中首、末两构件的角速度之比，包括传动比的大小和首、末两构件的

转向关系两方面内容。用iij表示。§11-2定轴轮系的传动比一对齿轮的传动比：一对齿轮是最简单的定轴轮系。1.传动比大小的计算由一对圆柱齿轮(直齿轮或斜齿轮)组成的定轴轮系，其传动比为：“－”用于外啮合；“＋”用于内啮合。轮系的传动比：指轮系中首、末两构件的角速度之比，§11-240转向转向41由一对圆锥齿轮或蜗轮、蜗杆组成的定轴轮系，其传动比为：方向：用画箭头的方法表示出来。由一对圆锥齿轮或蜗轮、蜗杆组成的定轴轮系，其传动比为：方向：42轮系的传动比再将以上各式连乘，得齿轮2：过轮或中介轮轮系的传动比再将以上各式连乘，得齿轮2：过轮或中介轮43①若定轴轮系都是由圆柱齿轮组成的，该定轴轮系传动比的大小及转向关系可以表示为：m—外啮合的次数②若定轴轮系中有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆，并且轮系中首、末两轮的轴线平行，则该定轴轮系传动比的大小可用上式计算出，转向关系用画箭头的方法表示出来，当首、末两轮的转向相同时，其传动比为“+”，反之为“－”。③若定轴轮系中有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆，并且轮系中首、末两轮的轴线不平行，则该定轴轮系传动比的大小可用上式计算出，转向关系只能在图上画箭头来表示。①若定轴轮系都是由圆柱齿轮组成的，该定轴轮系传动比的大小及转44一、周转轮系及其组成差动轮系：行星轮系：§11-3周转轮系的传动比二、周转轮系的分类F=3×4－2×4－2=2F=3×3－2×3－2=1一、周转轮系及其组成差动轮系：§11-3周转轮系的传动比45三、周转轮系的传动比构件周转轮系角速度转化轮系角速度

1ω1

ω1H=ω1－ωH

2 ω2

ω2H=ω2－ωH

3 ω3

ω3H=ω3－ωHH ωH

ωHH=ωH－ωH=0三、周转轮系的传动比构件周转轮系角速度转化轮系角速度46↑周转轮系↓转化轮系↑周转轮系↓转化轮系47根据传动比的定义，转化轮系中齿轮１与齿轮３的传动比i13H为所以，周转轮系传动比的一般公式为：(a)式根据传动比的定义，转化轮系中齿轮１与齿轮３的48[注意事项]①构件在周转轮系中的ωn转向和其在转化轮系中的ωnH=ωn－ωH转向是两回事，即两者可以相同，也可以相反。②上式只适用于m、n和H三个构件的轴线互相平行的情况，因此三个构件的角速度向量ωm、ωn、ωH都是平行的，式中它们为代数量，可以为正或负值。③公式中的“±”表示在转化轮系中轮m与轮n的转向相同或相反。判断公式中“±”号的方法有两种：a.用画箭头的方法来确定；b.对于圆柱齿轮组成的周转轮系，也可以用外啮合的次数，即(－1)m来确定。[注意事项]①构件在周转轮系中的ωn转向和其在转化轮系中的ω49对于自由度为1的行星轮系：设固定轮为n，即ωn=0，则(a)式可改写为：对于自由度为1的行星轮系：设固定轮为n，即ωn=0，则(a)50已知：z1=z2=30，z3=90，n1=1r/min，n3=－1r/min（设逆时针为正）。求：nH及i1H。解：例题分析已知：z1=z2=30，z3=90，n1=1r/mi51已知：z1=100，z2=101，z2’=100，z3=99。求：iH1。解：例题分析若将z3由99改为100，则由上题知：行星轮系的传动比可表示为还可以计算i12，即已知：z1=100，z2=101，z2’=100，z52解：例题分析已知：z1=z3=80

，z2=50，n1=50r/min，n3=30r/min。求nH。

nH=40r/min即解：例题分析已知：z1=z3=80，z2=50，n1=553§11-4复合轮系的传动比§11-4复合轮系的传动比54关键：把周转轮系部分划分出来，找到行星轮→系杆→以及所有太阳轮。分清轮系、各立方程、找出联系、联立求解。关键：把周转轮系部分划分出来，找到行星轮→系杆→以及所有太阳55已知：各轮齿数。求i1H。例题分析解：首先，分解轮系齿轮1、2组成定轴轮系，有齿轮3、2´、4、H组成周转轮系，有已知：各轮齿数。求i1H。例题分析解：首先，分解轮系齿轮1、56已知：各轮齿数。求i15。解：首先，分解轮系齿轮1、3、2-2´、5组成周转轮系，有齿轮3´、4、5组成定轴轮系，有例题分析已知：各轮齿数。求i15。解：首先，分解轮系齿轮1、3、257§11-5轮系的功用1．实现分路传动§