《机械设计基础》第八章-轮系解析优秀PPT.ppt

第八章 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8.18.1轮系的类型轮系的类型齿轮系齿轮系：由一系列齿轮组成的传动称为齿轮系由一系列齿轮组成的传动称为齿轮系8.18.1轮系的类型轮系的类型（1）定轴轮系）定轴轮系1223445定轴轮系定轴轮系：当齿轮系转动时，其中各齿轮的轴线当齿轮系转动时，其中各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定不动的。相对于机架的位置都是固定不动的。分类分类：8.18.1轮系的类型轮系的类型（2）周转轮系）周转轮系H1238.18.1轮系的类型轮系的类型探讨：针对各种轮系模型，探讨应用场合。探讨：针对各种轮系模型，探讨应用场合。8.28.2定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比一对齿轮的传动比一对齿轮的传动比“”号表示内啮合号表示内啮合,两轮转向两轮转向相同相同，“”号表示外啮合号表示外啮合,两轮转向两轮转向相反相反。*对于平面齿轮：对于平面齿轮：i12=轮系中，轮系中，首末首末两齿轮的角速两齿轮的角速度之比称为度之比称为该轮系该轮系的传动比。的传动比。8.28.2定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比图示的定轴轮系中，图示的定轴轮系中，为第一主为第一主动轴，动轴，为最末从动轴。为最末从动轴。轮系中各传动比的关系：轮系中各传动比的关系：8.28.2定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比轮系的传动比为：轮系的传动比为：定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对啮合齿轮定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对啮合齿轮传动比传动比的连乘积的连乘积，也等于各对齿轮传动中的，也等于各对齿轮传动中的从动轮齿数的乘积从动轮齿数的乘积与主动轮齿数的乘积之比与主动轮齿数的乘积之比；而首末两轮转向之相同或相反（传动比的正负）则取决而首末两轮转向之相同或相反（传动比的正负）则取决于外啮合的次数。于外啮合的次数。传动比的正负号，还可在图上依据内啮合（转向相同）、传动比的正负号，还可在图上依据内啮合（转向相同）、外啮合（转向相反）的关系，一次画上箭头来确定。外啮合（转向相反）的关系，一次画上箭头来确定。8.28.2定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比推广到一般状况：推广到一般状况：设设1、N为定轴轮系的第一主动轮和最末从动轮，为定轴轮系的第一主动轮和最末从动轮，m为外啮合次数。为外啮合次数。假假如如定定轴轴轮轮系系中中有有圆圆锥锥齿齿轮轮、交交织织轴轴斜斜齿齿轮轮或或蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆等等空空间间齿齿轮轮，其其传传动动比比大大小小仍仍可可用用上上式计算，在图上用箭头表示各齿轮的转向。式计算，在图上用箭头表示各齿轮的转向。8.28.2定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比例：图中所示的轮系中，例：图中所示的轮系中，,若若n1=800r/min，求蜗轮的转速，求蜗轮的转速n4及各轮的转向。及各轮的转向。8.38.3周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比一、周转轮系的组成一、周转轮系的组成2行星轮行星轮H转臂（系杆）转臂（系杆）1，3中心轮（太阳轮）中心轮（太阳轮）每每个个单单一一的的周周转转轮轮系系具具有有一一个个系系杆，中心轮的数目不超过二个。杆，中心轮的数目不超过二个。系杆和两个中心轮的几何轴线必系杆和两个中心轮的几何轴线必需重合，否则不能转动。需重合，否则不能转动。差动轮系差动轮系两个原动件两个原动件行星轮系行星轮系一个原动件一个原动件8.38.3周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比二、周转轮系传动比的计算二、周转轮系传动比的计算转化轮系转化轮系（加公共转速（加公共转速-nH)构件构件原来的原来的转转速速转转化化轮轮系中系中的的转转速速1n12n23n3HnH对转臂对转臂H的的相对转速相对转速8.38.3周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比一般情形：一般情形：只只适适用用于于齿齿轮轮G、K和和转转臂臂H的的轴轴线线相相互互平平行行的的场场合。合。上上述述这这种种运运用用相相对对运运动动原原理理，将将周周转转轮轮系系转转化化成成假假想想的的定定轴轴轮轮系系，然然后后计计算算其其传传动动比比的的方方法法，称称为为相对速度法相对速度法或或反转法反转法。应应用用上上式式时时，应应令令G为为主主动动轮轮，K为为从从动动轮轮，中中间各轮的主从地位也按此假设判定。间各轮的主从地位也按此假设判定。特殊留意转速的正负号特殊留意转速的正负号8.38.3周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比例：图示行星轮系中，各轮的齿数为：例：图示行星轮系中，各轮的齿数为：z1=27,z2=17,z3=61。已知已知n1=6000r/min，求传动比，求传动比i1H和转臂和转臂H的转速的转速nH。设设n1的转向为正，则的转向为正，则nH的转向和的转向和n1相同相同8.38.3周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比还可以计算出行星齿轮还可以计算出行星齿轮2的转速的转速n2:解得：解得：负号表示负号表示n2的转向与的转向与n1相反。相反。8.38.3周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比例：图示圆锥齿轮组成的行星轮系中，各轮的齿数为：例：图示圆锥齿轮组成的行星轮系中，各轮的齿数为：，已知，已知n1=50r/min。求转。求转臂臂H的转速的转速nH。齿轮齿轮1、3和转臂和转臂H的轴线重的轴线重合，故合，故设设n1的转向为正，则的转向为正，则得得n2不能用此方法计算不能用此方法计算nH转向和转向和n1转向相同转向相同1,31,3转向相反转向相反8.48.4混合轮系及其传动比混合轮系及其传动比z1=24z2=52z2=21z3=78z3=18z4=30z5=78求求i1H-差动轮系中差动轮系中定轴轮系中定轴轮系中混混合合轮轮系系代入上式，得代入上式，得差差动动轮轮系系定定轴轴轮轮系系将各个轮系正确区分，分别列出各轮系的将各个轮系正确区分，分别列出各轮系的方程式，联立求解。方程式，联立求解。8.58.5轮系的应用轮系的应用一、相距较远的两轴之间的传动一、相距较远的两轴之间的传动较远距离传动较远距离传动8.58.5轮系的应用轮系的应用二、实现变速传动二、实现变速传动多级传动比传动多级传动比传动当主动轴转速不变时，利用轮系可使从动轴获得多当主动轴转速不变时，利用轮系可使从动轴获得多种工作转速。种工作转速。8.58.5轮系的应用轮系的应用三、获得大的传动比三、获得大的传动比行星轮系行星轮系8.58.5轮系的应用轮系的应用四、合成运动和分解运动四、合成运动和分解运动8.58.5轮系的应用轮系的应用差动轮系可分解运动差动轮系可分解运动1.图示轮系中，已知图示轮系中，已知Z1Z251，Z2Z349，试求传动比试求传动比iH1。2.2.在在图图示示轮轮系中，系中，Z Z1 1=120,=120,已知已知轮轮1 1的的转转速速n1=100r/min(转转向如向如图图)，试试求求转转臂臂H H的的转转速速nH H 的大小和方向。的大小和方向。转向与转向与n1相同相同8-18-28-38-48-58-6内啮合内啮合系杆系杆8-78-88-9例：在图示轮系中，已知例：在图示轮系中，已知z1=z2=z4=z5=20，z3=z6=60，齿轮，齿轮1的转速的转速n1=1440r/min，求齿轮，求齿轮6的转速（大小及方向）。的转速（大小及方向）。设设n1的转向为正，的转向为正，n6转向与转向与n1相同。相同。例：在图示轮系中，已知例：在图示轮系中，已知z1=z7=20，z2=z3=z8=30，z4=16，z6=60，n1=1440r/min，求，求n8的大小及方向。的大小及方向。轮系计算总结：轮系计算总结：1.分析图示轮系分析图示轮系每一级齿轮的啮合状况（外啮合，内啮合）每一级齿轮的啮合状况（外啮合，内啮合）推断轮系的种类（定轴，周转，混合）推断轮系的种类（定轴，周转，混合）2.依据种类选择计算公式依据种类选择计算公式定轴定轴周转周转将各轮转向标出在图上将各轮转向标出在图上当存在空间齿轮的时候，不能用外啮合次数来推断当存在空间齿轮的时候，不能用外啮合次数来推断正负，正负，(-1)m(-1)m改成改成，转向相同，转向相同“+”“+”，相反，相反“”。正负号：转化轮系里，正负号：转化轮系里，G,K轮的转向相同还是相反轮的转向相同还是相反nG,nK的正负：的正负：G,K轮的实际转向轮的实际转向重点：重点：3.求出的结果假如是矢量，既要写大小，又要写出求出的结果假如是矢量，既要写大小，又要写出方向；写上单位。方向；写上单位。留意：留意：周转轮系中，若要求传动比的两齿轮轴线不平行周转轮系中，若要求传动比的两齿轮轴线不平行（重合），只能用上式计算传动比的大小，不能（重合），只能用上式计算传动比的大小，不能用正负推断方向。用正负推断方向。