机械原理第九章 轮系PPT

1、第九章 轮系,一对齿轮传动的传动比是57,轮系：由一系列互相啮合的齿轮组成的传动机构，用于原动机和执行机构之间的运动和动力传递。,第九章 轮系,轮系的类型 定轴轮系的传动比计算 周转轮系的传动比计算 复合轮系的传动比计算 轮系的功用 其他行星传动简介,根据轮系在运转时各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否固定，可以将轮系分为三大类：,定轴轮系 周转轮系 复合轮系,9.1 轮系的类型,定轴轮系：当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线相对于机架的位置均固定不变,轮系的类型,周转轮系: 当轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对于基架的位置不固定，而是绕某一固定轴线回转,轮系的类型,基本构件都是围绕着同一固

2、定轴线回转的,轮系的类型,2 行星轮 H 系杆 1 中心轮 3 中心轮,根据轮系所具有的自由度不同，周转轮系又可分为：差动轮系和行星轮系,轮系的类型,差动轮系：F=2,计算图b)所示机构自由度,图中齿轮3固定,行星轮系：F=1,计算图a)所示轮系自由度：,根据基本构件的特点，轮系可分为： 2KH 型，3K型， K-H-V型,轮系的类型,2K-H型,系杆H只起支撑行星轮使其与中心轮保持啮合的作用，不作为输出或输入构件,轮系的类型,3K型,复合轮系:由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转轮系组成的复杂轮系,定轴轮系 +,周转轮系,周转轮系 + 周转轮系,轮系的类型,各周转轮系相互独立不共用一个系杆,轮

3、系,定轴轮系,周转轮系,复合轮系,定轴轮系+周转轮系,周转轮系+周转轮系,行星轮系，差动轮系,2K-H型,3K型,K-H-V型,小结,轮系的类型,齿轮机构的传动比,9.2 定轴轮系的传动比计算,转向相反,转向相同,轮系的传动比,传动比的大小 输入、输出轴的转向关系,定轴轮系的传动比计算,一、传动比的大小,定轴轮系的传动比计算,1、平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）,二、传动比转向的确定,惰轮,惰轮:不改变传动比的大小，但改变轮系的转向,定轴轮系的传动比计算,2、定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是输入、输出轮的轴线相互平行的情况,定轴轮系的传动比计算,传动比方向表示,在传动比的前面加正、负号,

4、传动比方向判断,画箭头,传动比方向判断,画箭头,3、输入、输出轮的轴线不平行的情况,齿轮1的轴为输入轴，蜗轮5的轴为输出轴，输出轴与输入轴的转向关系如图上箭头所示。,定轴轮系的传动比计算,传动比方向表示,大小：,转向：,法,2、输入、输出轮的轴线相互平行,定轴轮系的传动比计算,小结,1、所有齿轮轴线都平行的情况,画箭头方法确定，可在传动比大小前加正或负号,3、输入、输出齿轮的轴线不平行,画箭头方法确定，且不能在传动比大小前加正或负号,用,定轴轮系传动比计算公式,周转轮系传动比计算,?,反转法原理，将周转轮系转化为定轴轮系,9.3 周转轮系的传动比计算,周转轮系的传动比计算,一、周转轮系传动比计

5、算的基本思路,-w H,周转轮系的 转化机构,系杆机架 周转轮系定轴轮系,可直接用定轴轮系传动比的计算公式。,1 1,将轮系按H反转后，各构件的角速度的变化如下:,2 2,3 3,H H,构件 原角速度 转化后的角速度,H11H,H22H,H33H,HHHH0,反转原理：给周转轮系中的每一个构件都加上一个附加的公共转动（转动的角速度为H）后，不会改变轮系中各构件之间的相对运动， 但原周转轮系将转化成为一个假想的定轴轮系，称为周转轮系的转化机构。,周转轮系的传动比计算,二、周转轮系传动比的计算方法,周转轮系转化机构的传动比,周转轮系的传动比计算,上式“”说明在转化轮系中H1 与H3 方向相反。,

6、一般周转轮系转化机构的传动比,1、对于差动轮系，给定w1、wk、wH中的任意两个，可以计算出第三个，从而可以计算周转轮系的传动比。,周转轮系的传动比计算,周转轮系的传动比计算,如果给定另外两个基本构件的角速度w1、wH中的任意一个，可以计算出另外一个，从而可以计算周转轮系的传动比。,2、对于行星轮系，两个中心轮中必有一个是固定的,若,三、使用转化轮系传动比公式时的注意事项,周转轮系的传动比计算,（需作矢量作）,1、转化轮系的1轮、k轮和系杆H的轴线需平行,3、表达式中 w1、wk、wH的正负号问题。若基本构件的实际转速方向相反，则 w 的正负号应该不同。,2、 是转化机构中1为主动轮、k为从动

7、轮时的传动比，其大小和正、负完全按照根据定轴轮系来处理。周转轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的。,周转轮系的传动比计算,四、轮系传动比计算举例,例题1：已知 试求传动比。,当系杆转10000转时，轮1才转1转，二者转向相同。此例说明周转轮系可获得很大的传动比。,周转轮系的传动比计算,例题2：z1=z2=48，z2=18, z3=24，n1=250 r/min，n3= 100 r/min，方向如图所示。求： nH 的大小和方向,周转轮系的传动比计算,周转轮系,转化机构：假想的定轴轮系,计算转化机构的传动比,计算周转轮系传动比,- w H,周转轮系的传动比计算,小结,9.4 复合轮系的传

8、动比计算,- w H,假想的定轴轮系,周转轮系,- w H1,假想的定轴轮系,新周转轮系,一、复合轮系传动比的计算方法,复合轮系的传动比计算,在计算混合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴轮系来处理，也不能对整个机构采用转化机构的办法。,1、首先将各个基本轮系正确地区分开来,2、分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。,3、找出各基本轮系之间的联系。,4、将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得混合轮系的传动比。,行星轮,系杆,中心轮,基本轮系的划分,复合轮系的传动比计算,. . .,二、复合轮系传动比计算举例,复合轮系的传动比计算,例题3：已知 试求传动比 。,解：1、分析轮系的组成,1、

9、2 定轴轮系,2 、3、4、H周转轮系,2、分别写出各基本轮系的传动比,定轴轮系 ：,周转轮系 ：,3、两个轮系之间的关系,4、联立求解,二者转向相反,二、复合轮系传动比计算举例,复合轮系的传动比计算,解：1、分析轮系的组成,3、4、5 定轴轮系,1、2-2、3、5（H）周转轮系,2、分别写出各基本轮系的传动比,定轴轮系 ：,周转轮系 ：,例题4：电动卷扬机减速器中，已知 试求传动比 。,复合轮系的传动比计算,3、两个轮系之间的关系,4、联立求解,齿轮1与齿轮5的转向相同,封闭式行星轮系： 自由度为2的差动轮系的两个基本构件被定轴轮系封闭起来，组成的自由度为1的复合轮系,9.5 轮系的功用,轮

10、系的功用,一、实现大传动比,轮系的传动比i可达10000。,一对齿轮: i8,轮系的功用,二、实现相距较远两轴之间的传动,用齿轮1、2实现，尺寸较大。,用齿轮a、b、c和d组成的轮系来传动，可使结构紧凑。,三、实现变速和换向,轮系的功用,利用滑移齿轮和牙嵌离合器便可以获得不同的输出转速,汽车上常用的三轴四速变速箱,车床走刀丝杠三星轮换向机构,轮系的功用,四、实现分路传动,轮系的功用,钟表传动中，由发条K驱动齿轮1转动时，通过齿轮1与2相啮合使分针M转动；由齿轮1、2、3、4、5和6组成的轮系可使秒针S获得一种转速；由齿轮1、2、9、10、11和12组成的轮系可使时针H获得另一种转速,五、实现结

11、构紧凑且重量较小的大功率传动,轮系的功用,涡轮螺旋桨发动机 主减速器,由多个行星轮共同承担载荷,六、实现运动的合成与分解,加法机构,减法机构,广泛用于机床、计算装置、补偿调整装置中,两个输入，一个输出,运动合成,轮系的功用,差动轮系 F2,一个输入，两个输出,运动分解,汽车后桥减速器示意图,轮系的功用,运动分解,七、实现复杂的轨迹运动和刚体导引,行星搅拌器,轮系的功用,轮系的功用,行星的半径与内齿轮的半径取不同的比值时，行星轮上各点的运动轨迹,轮系的功用,花键轴自动车床下料机械手,小结,实现大传动比传动 实现相距较远两轴之间的传动 实现变速与换向传动 实现分路传动5 实现结构紧凑且重量较小的大功率传动 实现运动的合成与分解 实现复杂的轨迹运动和刚体导引,轮系的功用,9.6 其它行星传动简介,一、渐开线少齿差行星传动,由固定的内齿轮1、行星轮2、系杆H、等角速比机构3以及轴组成,输出机构V,输出机构示意图,其他行星传动简介,由平行四边形机构和齿轮机构组成。,三环传动没有专门的输出机构，因而具有结构简单、紧凑的优点。,其他行星传动简介,三环传动一种特殊的渐开