《机械设计及应用技术》第八章_轮系ppt课件.ppt

在此输入您的封面副标题机械设计及应用技术机械设计及应用技术第八章第八章_轮系轮系8.1 轮系的类型轮系的类型8.2 定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比8.3 周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比8.4 混合轮系及其传动比混合轮系及其传动比8.5 轮系的应用轮系的应用第八章第八章 轮系轮系8.1 8.1 轮系的类型轮系的类型u 8.1.1 定轴轮系定轴轮系u8.1.2 周转轮系周转轮系 定轴轮系是指当轮系运转时，组成轮系的所有齿轮的定轴轮系是指当轮系运转时，组成轮系的所有齿轮的几何轴线的位置相对机架都是固定不动的轮系。其中，由几何轴线的位置相对机架都是固定不动的轮系。其中，由轴线相互平行的圆柱齿轮组成的定轴轮系，称为平面定轴轴线相互平行的圆柱齿轮组成的定轴轮系，称为平面定轴轮系，如左图所示；包含有锥齿轮或蜗杆传动等在内的定轮系，如左图所示；包含有锥齿轮或蜗杆传动等在内的定轴轮系，称为空间定轴轮系，如右图所示。轴轮系，称为空间定轴轮系，如右图所示。 8.1.1 8.1.1 定轴轮系定轴轮系8.1.2 8.1.2 周转轮系周转轮系 周转轮系周转轮系是指当轮系运转时，至少有一个齿轮的轴线是绕另是指当轮系运转时，至少有一个齿轮的轴线是绕另一个齿轮轴线转动的轮系，如左图所示。一个齿轮轴线转动的轮系，如左图所示。 左图所示的周转轮系具有两个自由度，这种具有两个自由度左图所示的周转轮系具有两个自由度，这种具有两个自由度的周转轮系称为差动轮系。如果将差动轮系中的一个中心轮固定，的周转轮系称为差动轮系。如果将差动轮系中的一个中心轮固定，则整个轮系的自由度为一，这种自由度为一的周转轮系称为行星则整个轮系的自由度为一，这种自由度为一的周转轮系称为行星轮系。轮系。 在工程实际中，轮系中既有定轴轮系又有周转轮系或由几个在工程实际中，轮系中既有定轴轮系又有周转轮系或由几个周转轮系组成，我们将这种轮系称为周转轮系组成，我们将这种轮系称为混合轮系混合轮系或复合轮系，如右或复合轮系，如右图所示图所示 。8.2 定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比u8.2.1 平面定轴轮系传动比的计算平面定轴轮系传动比的计算u8.2.2 空间定轴轮系传动比的计算空间定轴轮系传动比的计算 如下图所示的平面定轴轮系，设齿轮如下图所示的平面定轴轮系，设齿轮1为首齿轮，齿轮为首齿轮，齿轮5为末齿轮，该齿轮的传动比为末齿轮，该齿轮的传动比i15可由各对齿轮的传动比求出，可由各对齿轮的传动比求出，其方法如下：其方法如下： 其中，其中，22，33。将以上各式两边连乘可得。将以上各式两边连乘可得 31234234512 2 3 3 4 4523451 234( 1)z z z zi i i iz z z z 323511512 2 3 3 4 455123( 1)z z zii i i iz z z 8 8. .2 2.1 .1 平面定轴轮系传动比的计算平面定轴轮系传动比的计算 在上图所示中的齿轮系中齿轮在上图所示中的齿轮系中齿轮4同时与齿轮同时与齿轮3和末齿轮和末齿轮5啮合，其齿数可在上述计算式中消去，即齿轮啮合，其齿数可在上述计算式中消去，即齿轮4不影响齿轮不影响齿轮系传动比的大小，只起到改变转向的作用，这种齿轮称为系传动比的大小，只起到改变转向的作用，这种齿轮称为惰惰轮轮。 上述结论可推广到平面定轴轮系的一般情形。设上述结论可推广到平面定轴轮系的一般情形。设1和和N分分别代表平面定轴轮系的首轮和末轮的标号，别代表平面定轴轮系的首轮和末轮的标号，m为齿轮系中从为齿轮系中从轮轮1到轮到轮N间的外啮合齿轮的对数，则平面定轴轮系传动比的间的外啮合齿轮的对数，则平面定轴轮系传动比的计算公式为计算公式为 11( 1)mNNi 各对齿轮从动轮齿数的连乘积各对齿轮主动轮齿数的连乘积 首末两齿轮转向可用（首末两齿轮转向可用（1）m来判别，当来判别，当i1N为负号时，为负号时，说明首、末齿轮转向相反；当说明首、末齿轮转向相反；当i1N为正号时则转向相同。为正号时则转向相同。 8 8. .2 2.1 .1 平面定轴轮系传动比的计算平面定轴轮系传动比的计算8 8. .2 2. .2 2 空间定轴轮系传动比的计算空间定轴轮系传动比的计算 空间定轴轮系传动比的大小仍可用平面定轴轮系传动比空间定轴轮系传动比的大小仍可用平面定轴轮系传动比的计算公式计算，但由于空间定轴轮系包含有圆锥齿轮和蜗的计算公式计算，但由于空间定轴轮系包含有圆锥齿轮和蜗杆等使得各轮的轴线不平行，故只能用画箭头的方式确定传杆等使得各轮的轴线不平行，故只能用画箭头的方式确定传动比的符号。动比的符号。 【例例】下图所示的轮系中，已知下图所示的轮系中，已知z116，z232，z220，z340，z32，z440，均为标准齿轮传动。已知轮，均为标准齿轮传动。已知轮1的的转速转速n11450 r/min，试求轮，试求轮4的转速及转向。的转速及转向。 【解解】（1）分析传动关系）分析传动关系234141 233240408016202z z zninz z z122334（2）计算传动比）计算传动比n4n1/i1450/8018.125 r/min（3）轮）轮4的转向为逆时针转动。的转向为逆时针转动。 8.3 周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比u8.3.1 平面周转轮系传动比的计算平面周转轮系传动比的计算u8.3.2 空间周转轮系传动比的计算空间周转轮系传动比的计算 下图所示为一周转轮系，假设已知各轮和行星架的绝对下图所示为一周转轮系，假设已知各轮和行星架的绝对转速分别为转速分别为n1、n2、n3和和nH，都是逆时针方向。由相对原理，都是逆时针方向。由相对原理可知，将周转轮系中每个构件都加上公共转速（可知，将周转轮系中每个构件都加上公共转速（nH）以后，）以后，行星架行星架H的转速为的转速为nHnH0，即行星架，即行星架H变为静止不动，周变为静止不动，周转轮系就转化成了定轴轮系。该定轴轮系即为转化机构，此转轮系就转化成了定轴轮系。该定轴轮系即为转化机构，此时便可以使用定轴轮系的传动比计算公式（时便可以使用定轴轮系的传动比计算公式（8-1）来计算平面）来计算平面周转轮系的传动比。此时，各构件相对于行星架周转轮系的传动比。此时，各构件相对于行星架H的转速如的转速如表表8-1所示。所示。 8 8. .3 3.1 .1 平面周转轮系传动比的计算平面周转轮系传动比的计算既然周转轮系的转化机构是定轴轮系，那么既然周转轮系的转化机构是定轴轮系，那么 HH311H13H33H1znnninnnz 现将上式推广到平面周转轮系的一般情形。若轮系现将上式推广到平面周转轮系的一般情形。若轮系中任意两轮中任意两轮A、K的转速分别为的转速分别为nA、nK，则两轮在转化机，则两轮在转化机构中的传动比构中的传动比 HAHAKKH( 1)mnninn 所有从动轮齿数的乘积所有主动轮齿数的乘积8 8. .3 3.1 .1 平面周转轮系传动比的计算平面周转轮系传动比的计算8 8. .3 3. .2 2 空间周转轮系传动比的计算空间周转轮系传动比的计算 当空间周转轮系中两轮当空间周转轮系中两轮A、K和行星架和行星架H的轴线相互时，的轴线相互时，其转化机构的传动比仍可应用式（其转化机构的传动比仍可应用式（8-2）计算，但其方向不）计算，但其方向不能用（能用（1）m来确定，而应假想当行星架不动时，由轮来确定，而应假想当行星架不动时，由轮A与与轮轮K的相对转向来确定，即根据转化机构中轮的相对转向来确定，即根据转化机构中轮A与轮与轮K的相对的相对转向来确定。若转向相同时，则取正号；转向相反时，则取转向来确定。若转向相同时，则取正号；转向相反时，则取负号。负号。 【例例】如下图所示，已知如下图所示，已知z1z380，z250，n150 r/min，n330 r/min。求。求nH。 【解解】假想当行星架假想当行星架H静止时，静止时，轮轮1和轮和轮3的转向相反，故应取负的转向相反，故应取负号，所以号，所以 HH311H13H33H11znnninnnz HH50130nn nH40 r/min 8.4 混合轮系及其传动比混合轮系及其传动比 求解混合轮系的传动比时，不能将整个轮系单纯地按求求解混合轮系的传动比时，不能将整个轮系单纯地按求定轴轮系或周转轮系传动比的方法来计算，而应将混合轮系定轴轮系或周转轮系传动比的方法来计算，而应将混合轮系中的定轴轮系和周转轮系区别开，分别列出它们的传动比计中的定轴轮系和周转轮系区别开，分别列出它们的传动比计算公式，最后联立求解。算公式，最后联立求解。 划分周转轮系的方法是：先找出具有动轴线的行星轮，划分周转轮系的方法是：先找出具有动轴线的行星轮，再找出支持该行星轮的转臂，最后确定与行星轮直接啮合再找出支持该行星轮的转臂，最后确定与行星轮直接啮合的一个或几个太阳轮。每一个周转轮系中，都应有太阳轮、的一个或几个太阳轮。每一个周转轮系中，都应有太阳轮、行星轮和转臂，而且太阳轮的几何轴线与转臂的轴线是重行星轮和转臂，而且太阳轮的几何轴线与转臂的轴线是重合的。在划出周转轮系后，剩下的就是一个或多个定轴轮合的。在划出周转轮系后，剩下的就是一个或多个定轴轮系。系。 8.4 混合轮系及其传动比混合轮系及其传动比【例例】如下图所示，已知如下图所示，已知z124，z248，z230，z390，z320，z430，z580。求传动比。求传动比i1H。 【解解】该混合轮系由两个基本轮系组成。其中，轮该混合轮系由两个基本轮系组成。其中，轮1、2、2、3、行星架、行星架H组成周转轮系；轮组成周转轮系；轮3、4、5组成定轴轮系。且组成定轴轮系。且H5，33。对于定轴齿轮系对于定轴齿轮系 353 55380420ziz 33454H 对于周转轮系对于周转轮系 H1231H133H1248 90( 1)62430z ziz z 1H3H6 11HH31i8.5 轮系的应用轮系的应用1实现大的传动比实现大的传动比 2实现变速传动实现变速传动 3实现换向传动实现换向传动 4实现远距离传动实现远距离传动 5实现运动的合成与分解实现运动的合成与分解 本章结束，本章结束，休息一下！休息一下！