机械设计基础 课件 08轮系

《机械设计基础》

课程内容第一章机械设计概论第二章平面机构运动简图第三章平面连杆机构第四章凸轮机构第五章其他常用机构第六章齿轮机构第七章蜗杆传动第八章轮系第九章带传动与链传动第十章联接第十一章轴第十二章轴承第十三章联轴器离合器制动器第十四章机械创新设计第八章轴系【教学内容】8-1轴系的分类8-2定轴轮系传动比的计算【学习目标】1.能根据工作要求正确选择轮系；2.能正确计算定轴轮系传动比；3.能正确计算行星轮系的传动比；4.正确分析各构件的相对运动速度。【知识点】

1.轮系的分类与功用：定轴轮系、行星轮系。

2定轴轮系传动比的计算。

3.行星轮系传动比的计算。8-1轮系的分类8-2定轴轮系传动比的计算一、定轴轮系当轮系运转时，若其中各齿轮的轴线相对与机架的位置都是固定不变的，则该轮系称为定轴轮系。1.定轴轮系的分类

定轴轮系又可以分为平面定轴轮系和空间定轴轮系。由轴线互相平行的圆柱齿轮组成的定轴轮系，称为平面定轴轮系（图8-1）。轮系中包含相交轴齿轮、交错轴齿轮的定轴轮系，称为空间定轴轮系（图8-2）图8-1平面定轴轮系图8-2空间定轴轮系二、行星轮系行星轮系具有一个自由度的周转轮系。属共轴式传动装置。1.行星轮系的组成

在轮系运转时，至少一个齿轮的轴线绕另一齿轮固定轴线转动，则该轮系称为行星轮系，主要由行星齿轮、行星架（系杆）和太阳轮组成。行星轮系结构图8-1轮系的分类8-2定轴轮系传动比的计算2.行星轮系的分类（1）根据结构复杂程度分类1）单级行星轮系由一个行星架及其上的行星轮和相啮合的中心轮所构成的轮系简称单级行星轮系。2）多级行星轮系由两级及以上同类型单级行星轮传动机构构成的轮系称为多级行星轮系。3）混合行星轮系由一级或多级行星轮系与定轴轮系所组成的轮系称为混合行星轮系。混合行星轮系

在行星轮系中，安装在构件H上的齿轮2，绕O'O'回转又随构件H绕OO回转，其运动类似行星自转和公转运动，故把齿轮2称为行星齿轮，齿轮1和3称为中心轮，齿轮1又称为太阳轮，齿轮3又称为内齿圈。行星轮系中一般都以太阳轮、内齿圈或行星架作为输入或输出构件，称它们为基本构件。8-2定轴轮系传动比的计算8-1轮系的分类（2）根据行星轮系自由度的不同分类差动轮系：自由度为2的称为差动轮系。简单行星轮系：自由度为1的称为简单行星轮系。行星轮系按中心轮个数的不同又可分为：①2K-H型行星轮系由两个中心轮（2K）一个行星架（H）组成

②3K型行星轮系由三个太阳轮（3K）组成8-2定轴轮系传动比的计算8-1轮系的分类

行星轮与输出轴V之间用等角速输出机构连接，以实现等速比的运动输出，简称为输出机构（或W机构）。当前使用渐开线少齿差行星齿轮传动和摆线少齿差传动，皆属于K-H-V型行星轮系。8-2定轴轮系传动比的计算8-1轮系的分类③K-H-V型行星轮系由一个太阳轮（K）、一

个行星架（H）和一个输出机构（V)所组成的。3.行星轮系的特点及应用行星轮系具有结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大等优点，适于结构紧凑的大功率传动。在国防工业、起重运输、矿山冶金、建筑工业等行业中得到越来越广泛的应用。8-2定轴轮系传动比的计算8-1轮系的分类一、轮系的传动比在轮系中，输入轴和输出轴角速度（或转速）之比，称为轮系的传动比，常用字母“i”表示，并在其右下角用下标表明其对应的两轴。计算轮系的传动比时，既要确定传动比的大小，又要确定输入轴和输出轴的转向关系。8-1轴系的分类8-2

定轴轮系传动比的计算

二、传动比的计算图a为一对外啮合圆柱齿轮，两轮转向相反，其传动比规定为负，表示为图b为一对内啮合圆柱齿轮，两轮转向相同，其传动比规定为正，表示为

a外啮合

b内啮合c锥齿轮传动还可用画箭头的方法标注两轮的转向。对外啮合齿轮，可用反方向箭头表示；内啮合时，则用同方向箭头表示；对锥齿轮传动，可用两箭头同时指向或背离啮合处来表示两轴的实际转向；以上可概括为“箭头对箭头、箭尾对箭尾”。8-2

定轴轮系传动比的计算

8-1轴系的分类

a外啮合

b内啮合c锥齿轮传动图8-9所示空间定轴轮系，各轮齿数为z1，z2，z3，z3'，z4；轴I、II、III、IV的转速分别为n1，n2，n3，n4。为确定其传动比的大小，可由该轮系中各对齿轮的传动比求出因图示轮系中含有空间齿轮传动（锥齿轮传动），故只能用画箭头的方法确定其转向。图8-9空间定轴轮系8-2

定轴轮系传动比的计算

8-1轴系的分类由以上分析可推得确定定轴轮系传动比的一般计算公式。设轮1为首轮，轮k为末轮，其间共有（k-1）对相啮合齿轮，则可得定轴轮系传动比的计算方法：1）定轴轮系的总传动比等于组成该轮系的各对齿轮传动比的连乘积，即

（8-2）2）定轴轮系总传动比的大小，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=从首轮至末轮所有从动轮齿数的乘积/从首轮至末轮所有主动轮齿数的乘积8-1轴系的分类8-2

定轴轮系传动比的计算

3）定轴轮系主、从动轮的转向，可用两种方法判定。标注箭头的方法用于包含空间齿轮传动的一般情况。若定轴轮系中主、从动轮轴线相互平行，则其传动比有正、负之分，其含义为主、从动轮转向相同或相反。对全部由圆柱齿轮组成的定轴轮系，其传动比的正，负决定于外啮合齿轮的对数m，因为出现一对外啮合齿轮，两轴转向即改变一次，因此可用（-1）m判定。此时，可直接由下式计算

从1至k各从动轮齿数的乘积/从1至k各主动轮齿数的乘积(注意：改变轮系的从动轮转向的齿轮，称为惰轮或过桥齿轮。）8-1轴系的分类8-2

定轴轮系传动比的计算

8-1轴系的分类8-2

定轴轮系传动比的计算

例8-1一重物提升装置如图8-12所示。其中各轮齿数为z1=20，z2=50，z2'=16