机械原理轮系学习教案.pptx

会计学1机械机械(jxi)原理原理 轮系轮系第一页，共54页。第九章第九章 轮系轮系轮系的类型轮系的类型定轴轮系的传动比计算定轴轮系的传动比计算周转轮系的传动比计算周转轮系的传动比计算复合复合(fh)轮系的传动轮系的传动比计算比计算轮系的功用轮系的功用其他行星传动简介其他行星传动简介第1页/共53页第二页，共54页。根据轮系在运转时各齿轮的几何根据轮系在运转时各齿轮的几何(j h)轴线在空间的轴线在空间的相对位置是否固定，可以将轮系分为三大类：相对位置是否固定，可以将轮系分为三大类：定轴轮系定轴轮系周转周转(zhuzhun)轮轮系系复合轮系复合轮系9.1 轮系的类型轮系的类型(lixng)第2页/共53页第三页，共54页。定轴轮系：当轮系运转时，所有齿轮的几何定轴轮系：当轮系运转时，所有齿轮的几何(j h)(j h)轴线轴线相对于机架的位置均固定不变相对于机架的位置均固定不变轮系的类型轮系的类型(lixng)(lixng)第3页/共53页第四页，共54页。周转轮系周转轮系:当轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线当轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对于基架的位置相对于基架的位置(wi zhi)(wi zhi)不固定，而是绕某一固定不固定，而是绕某一固定轴线回转轴线回转轮系的类型轮系的类型(lixng)(lixng)第4页/共53页第五页，共54页。基本构件基本构件基本构件都是围绕着基本构件都是围绕着同一同一(tngy)固定轴固定轴线回转的线回转的轮系的类型轮系的类型(lixng)(lixng)2 2 行星行星(xngxng)(xngxng)轮轮H H 系杆系杆1 1 中心轮中心轮3 3 中心轮中心轮第5页/共53页第六页，共54页。根据轮系所具有的自由度不同，周转轮系根据轮系所具有的自由度不同，周转轮系又可分为又可分为(fn wi)：差动轮系和行星轮系：差动轮系和行星轮系轮系的类型轮系的类型(lixng)(lixng)差动轮差动轮(dngln)(dngln)系：系：F=2 F=2 计算图计算图b)b)所示机构自由度所示机构自由度,图中齿轮图中齿轮3 3固定固定行星轮系：行星轮系：F=1F=1计算图计算图a)a)所示轮系自由度：所示轮系自由度：第6页/共53页第七页，共54页。根据基本根据基本(jbn)(jbn)构件的特点，轮系可分为：构件的特点，轮系可分为：2K2KH H 型，型，3K3K型，型，K-H-V K-H-V型型轮系的类型轮系的类型(lixng)(lixng)2K-H2K-H型型第7页/共53页第八页，共54页。系杆系杆H H只起支撑行星轮使其与只起支撑行星轮使其与中心轮保持啮合的作用，不中心轮保持啮合的作用，不作为输出作为输出(shch)(shch)或输入构或输入构件件轮系的类型轮系的类型(lixng)(lixng)3K3K型型第8页/共53页第九页，共54页。复合轮系复合轮系:由定轴轮系和周转轮系、或几部分由定轴轮系和周转轮系、或几部分(b fen)周转周转轮系组成的复杂轮系轮系组成的复杂轮系定轴轮系定轴轮系 +周转周转(zhuzhun)轮轮系系周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系轮系+周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系轮系轮系的类型轮系的类型各周转轮系相互独立不共各周转轮系相互独立不共用一个系杆用一个系杆第9页/共53页第十页，共54页。轮系轮系定轴轮系定轴轮系周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系轮系 复合复合(fh)(fh)轮轮系系 定轴轮系+周转(zhuzhun)轮系周转轮系周转轮系+周转轮系周转轮系 行星轮系，差动轮系行星轮系，差动轮系 2K-H2K-H型型,3K,3K型型,K-H-V,K-H-V型型小结轮系的类型轮系的类型第10页/共53页第十一页，共54页。外啮合外啮合内啮合内啮合齿轮齿轮(chln)机构的传动比机构的传动比9.2 定轴轮系的传动比计算定轴轮系的传动比计算(j sun)21 12 21pvp22 21 11转向转向(zhunxing)相相反反转向相同转向相同第11页/共53页第十二页，共54页。轮系的传动比轮系的传动比 传动比的大小传动比的大小 输入、输出输入、输出(shch)轴的转向轴的转向关系关系定轴轮系的传动比计算定轴轮系的传动比计算(j(j sun)sun)第12页/共53页第十三页，共54页。一、传动比的大小一、传动比的大小(dxio)(dxio)定轴轮系的传动比计算定轴轮系的传动比计算(j(j sun)sun)第13页/共53页第十四页，共54页。1 1、平面、平面(pngmin)(pngmin)定轴轮系（各齿轮轴线相定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）互平行）二、传动比转向二、传动比转向(zhunxing)(zhunxing)的确定的确定 惰轮惰轮(du ln)惰轮惰轮:不改变传动比的大小，但改变轮系的转向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定轴轮系的传动比计算所有从动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积所有主动轮齿数的乘积所有主动轮齿数的乘积第14页/共53页第十五页，共54页。2 2、定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是输入、定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是输入、输出输出(shch)(shch)轮的轴线相互平行的情况轮的轴线相互平行的情况定轴轮系的传动比计算定轴轮系的传动比计算(j(j sun)sun)传动比方向传动比方向(fngxing)表示表示 在传动比的前面加正、负号在传动比的前面加正、负号传动比方向判断传动比方向判断 画箭头画箭头第15页/共53页第十六页，共54页。传动比方向传动比方向(fngxing)判判断断 画箭头画箭头(jintu)3 3、输入、输出轮的轴线、输入、输出轮的轴线(zhu xin)(zhu xin)不平行不平行的情况的情况 齿轮齿轮1 1的轴为的轴为输入轴输入轴，蜗轮蜗轮5 5的轴为的轴为输出轴输出轴，输出，输出轴与输入轴的转向关系如轴与输入轴的转向关系如图上箭头所示。图上箭头所示。定轴轮系的传动比计算定轴轮系的传动比计算传动比方向表示传动比方向表示 第16页/共53页第十七页，共54页。大小大小(dxio)：转向转向(zhunxing)：法法2、输入、输出轮的轴线、输入、输出轮的轴线(zhu xin)相互平行相互平行定轴轮系的传动比计算定轴轮系的传动比计算小结1 1、所有齿轮轴线都平行的情况、所有齿轮轴线都平行的情况画箭头方法确定，可在传动比大小前画箭头方法确定，可在传动比大小前加正或负号加正或负号3、输入、输出齿轮的轴线不平行、输入、输出齿轮的轴线不平行画箭头方法确定，且画箭头方法确定，且不能不能在传动比大小前加正或负号在传动比大小前加正或负号用用第17页/共53页第十八页，共54页。定轴轮系传动比计算公式定轴轮系传动比计算公式周转周转(zhuzhun)轮系传动比计算轮系传动比计算?反转法原理，将周转反转法原理，将周转(zhuzhun)轮系转化轮系转化为定轴轮系为定轴轮系9.3 周转周转(zhuzhun)轮系的传动比计算轮系的传动比计算 第18页/共53页第十九页，共54页。周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系的轮系的传动比计算传动比计算一、周转一、周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系传动比计算的基本轮系传动比计算的基本思路思路-w w H周转轮系的周转轮系的转化转化(zhunhu)机机构构系杆系杆机架机架 周转轮系周转轮系定轴轮系定轴轮系可直接用定轴轮系传动比的计算公式。可直接用定轴轮系传动比的计算公式。第19页/共53页第二十页，共54页。1 1 1 1将轮系按将轮系按HH反转反转(fn zhun)(fn zhun)后，各构件的角速度的变化后，各构件的角速度的变化如下如下:2 2 2 23 3 3 3H H H H构件构件(gujin)(gujin)原角速度原角速度 转化后的角速度转化后的角速度H H1 11 1H H H H2 22 2H H H H3 33 3H H H HH HH HH H0 0 反反转转(fn(fn zhun)zhun)原原理理：给给周周转转轮轮系系中中的的每每一一个个构构件件都都加加上上一一个个附附加加的的公公共共转转动动（转转动动的的角角速速度度为为HH）后后，不不会会改改变变轮轮系系中中各各构构件件之之间间的的相相对对运运动动，但但原原周周转转轮轮系系将将转转化化成成为为一一个个假假想想的的定定轴轴轮轮系系，称称为为周转轮系的转化机构。周转轮系的转化机构。周转轮系的传动比计算周转轮系的传动比计算第20页/共53页第二十一页，共54页。二、周转二、周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系传动比轮系传动比的计算方法的计算方法周转周转(zhuzhun)轮系转化机构的传动比轮系转化机构的传动比周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系的传动轮系的传动比计算比计算上式上式“”说明在转化轮系中说明在转化轮系中H H1 1 与与H H3 3 方向相反。方向相反。第21页/共53页第二十二页，共54页。一般一般(ybn)周转轮系转化机构的传周转轮系转化机构的传动比动比1 1、对于差动轮系，给定、对于差动轮系，给定w1w1、wkwk、wHwH中的任意两个，中的任意两个，可以可以(ky)(ky)计算出第三个，从而可以计算出第三个，从而可以(ky)(ky)计算周转计算周转轮系的传动比。轮系的传动比。周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系的传动轮系的传动比计算比计算第22页/共53页第二十三页，共54页。周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系的轮系的传动比计算传动比计算如果给定另外两个基本如果给定另外两个基本(jbn)构件的角速度构件的角速度w1、wH中的任意一个，可以计算出中的任意一个，可以计算出另外一个，从而可以计算周转轮系的传动比。另外一个，从而可以计算周转轮系的传动比。2 2、对于、对于(duy)(duy)行星轮系，两个中心轮中必有一个是固定的行星轮系，两个中心轮中必有一个是固定的若若第23页/共53页第二十四页，共54页。三、使用三、使用(shyng)(shyng)转化轮系传动比公式时的转化轮系传动比公式时的注意事项注意事项周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系的传动轮系的传动比计算比计算（需作矢量（需作矢量(shling)(shling)作）作）1 1、转化轮系的、转化轮系的1 1轮、轮、k k轮和系杆轮和系杆H H的轴线需平行的轴线需平行第24页/共53页第二十五页，共54页。3 3、表达式中、表达式中 w1 w1、wkwk、wHwH的正负号问题。若基本构件的实际转速方向相反，则的正负号问题。若基本构件的实际转速方向相反，则 w w 的正的正负号应该负号应该(ynggi)(ynggi)不同。不同。2 2、是转化机构中是转化机构中1 1为主动轮、为主动轮、k k为从动轮时的传动比，其大小和正、负完全为从动轮时的传动比，其大小和正、负完全(wnqun)(wnqun)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。断出来的。周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系的传动轮系的传动比计算比计算第25页/共53页第二十六页，共54页。四、轮系传动比计算四、轮系传动比计算(j(j sun)sun)举例举例例题例题1 1：已知：已知 试求传动比。试求传动比。当系杆转当系杆转1000010000转时，轮转时，轮1 1才转才转1 1转，二者转向相同。此转，二者转向相同。此例说明周转例说明周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系可获得很大的传动比。轮系可获得很大的传动比。周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系的轮系的传动比计算传动比计算第26页/共53页第二十七页，共54页。例题例题(lt)2(lt)2：z1=z2=48z1=z2=48，z2=18,z3=24z2=18,z3=24，n1=250 r/minn1=250 r/min，n3=100 r/minn3=100 r/min，方，方向如图所示。求：向如图所示。求：nH nH 的大小和方向的大小和方向周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系的传轮系的传动比计算动比计算第27页/共53页第二十八页，共54页。周转周转(zhuzhun)轮系轮系转化转化(zhunhu)机构：假想的定轴轮系机构：假想的定轴轮系计算转化计算转化(zhunhu)机构的传动比机构的传动比计算周转轮系传动比计算周转轮系传动比-w w H周转轮系的传动比计算周转轮系的传动比计算小结第28页/共53页第二十九页，共54页。9.4 复合复合(fh)轮系的传动比计算轮系的传动比计算-w w H假想假想(jixing)(jixing)的定轴轮系的定轴轮系周转周转(zhuzhun)(zhuzhun)轮系轮系-w w H1假想的定轴轮系假想的定轴轮系新周转轮系新周转轮系第29页/共53页第三十页，共54页。一、复合(fh)轮系传动比的计算方法复合复合(fh)(fh)轮系的传动比轮系的传动比计算计算 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个机构采用转化(zhunhu)机构的办法。机构的办法。1 1、首先将各个基本轮系正确地区分开来、首先将各个基本轮系正确地区分开来2 2、分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。、分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。3 3、找出各基本轮系之间的联系。、找出各基本轮系之间的联系。4 4、将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求、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。得混合轮系的传动比。第30页/共53页第三十一页，共54页。行星行星(xngxng)轮轮系杆系杆中心中心(zhngxn)轮轮基本基本(jbn)轮系的划分轮系的划分复合轮系的传动比计算复合轮系的传动比计算定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系1.行星轮行星轮系杆系杆中心轮中心轮周转轮系周转轮系n周转轮系周转轮系1行星轮行星轮系杆系杆中心轮中心轮第31页/共53页第三十二页，共54页。二、复合(fh)轮系传动比计算举例复合复合(fh)(fh)轮系的传动比轮系的传动比计算计算例题例题3 3：已知：已知 试求传动比试求传动比 。解：解：1 1、分析、分析(fnx)(fnx)轮系的组成轮系的组成 1 1、2 2 定轴轮系定轴轮系 2 2 、3 3、4 4、H H周转轮系周转轮系2 2、分别写出各基本轮系的传动比、分别写出各基本轮系的传动比定轴轮系定轴轮系 ：周转轮系周转轮系 ：3 3、两个轮系之间的关系、两个轮系之间的关系4 4、联立求解、联立求解二者转向相反二者转向相反第32页/共53页第三十三页，共54页。二、复合轮系传动比计算(jsun)举例复合复合(fh)(fh)轮系的传动比轮系的传动比计算计算解：解：1 1、分析、分析(fnx)(fnx)轮系的组成轮系的组成 3 3、4 4、5 5 定轴轮系定轴轮系 1 1、2-22-2、3 3、5 5（H H）周转轮系周转轮系2 2、分别写出各基本轮系的传动比、分别写出各基本轮系的传动比定轴轮系定轴轮系 ：周转轮系周转轮系 ：例题例题4 4：电动卷扬机减速器中，已知：电动卷扬机减速器中，已知 试求传动比试求传动比 。第33页/共53页第三十四页，共54页。复合复合(fh)(fh)轮系的传动比计算轮系的传动比计算3 3、两个、两个(lin)(lin)轮系之间的关系轮系之间的关系 4 4、联立求解、联立求解(qi ji)(qi ji)齿轮齿轮1与齿轮与齿轮5的转向相同的转向相同封闭式行星轮系：封闭式行星轮系：自由度为自由度为2的差动轮系的两个基本构件被定轴轮系封闭起来，组的差动轮系的两个基本构件被定轴轮系封闭起来，组成的成的自由度为自由度为1 1的复合轮系的复合轮系第34页/共53页第三十五页，共54页。9.5 轮系的功用轮系的功用(gngyng)轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)一、实现(shxin)大传动比轮系的传动比轮系的传动比i i可达可达1000010000。一对齿轮一对齿轮:i8:i8 12第35页/共53页第三十六页，共54页。轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)二、实现相距(xingj)较远两轴之间的传动用齿轮用齿轮1 1、2 2实现，尺寸实现，尺寸(ch cun)(ch cun)较大。较大。用齿轮用齿轮a a、b b、c c和和d d组成的轮系组成的轮系来来传动，可使结构传动，可使结构紧凑。紧凑。第36页/共53页第三十七页，共54页。三、实现(shxin)变速和换向轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)利用滑移齿轮利用滑移齿轮(chln)(chln)和牙嵌离合器便和牙嵌离合器便可以获得不同的输出转速可以获得不同的输出转速 汽车上常用的三轴四汽车上常用的三轴四速变速箱速变速箱第37页/共53页第三十八页，共54页。车床走刀丝杠三星车床走刀丝杠三星(snxng)轮换向机构轮换向机构转向相反转向相反转向相同转向相同轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)第38页/共53页第三十九页，共54页。四、实现分路(fnl)传动轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)钟表传动中，由发条钟表传动中，由发条K K驱动驱动(q(q dn)dn)齿轮齿轮1 1转动时，通过齿轮转动时，通过齿轮1 1与与2 2相啮合使分针相啮合使分针M M转动；由齿轮转动；由齿轮1 1、2 2、3 3、4 4、5 5和和6 6组成的轮系可使秒针组成的轮系可使秒针S S获得一种转速；由齿轮获得一种转速；由齿轮1 1、2 2、9 9、1010、1111和和1212组成的轮系可使时针组成的轮系可使时针H H获得另一种转速获得另一种转速 第39页/共53页第四十页，共54页。五、实现结构紧凑且重量(zhngling)较小的大功率传动轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机主减速器主减速器由多个行星由多个行星(xngxng)轮共同承担载荷轮共同承担载荷第40页/共53页第四十一页，共54页。六、实现运动(yndng)的合成与分解加法机构加法机构减法机构减法机构广广泛泛用用于于机机床床、计计算算装装置置(zhungzh)、补补偿偿调整装置调整装置(zhungzh)中中两个输入两个输入(shr)(shr)，一个输出，一个输出运动合成运动合成轮系的功用轮系的功用差动轮系差动轮系 F F2 2一个输入，两个输出一个输入，两个输出运动分解运动分解第41页/共53页第四十二页，共54页。汽车汽车(qch)后桥减速器示意图后桥减速器示意图轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)运动运动(yndng)(yndng)分解分解第42页/共53页第四十三页，共54页。七、实现复杂(fz)的轨迹运动和刚体导引行星行星(xngxng)搅拌器搅拌器轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)第43页/共53页第四十四页，共54页。轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)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(yndng)轨迹轨迹第44页/共53页第四十五页，共54页。轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)花键轴自动花键轴自动(zdng)车床下料机械手车床下料机械手第45页/共53页第四十六页，共54页。小结(xioji)1.1.实现大传动实现大传动(chundng)(chundng)比传动比传动(chundng)(chundng)2.2.实现相距较远两轴之间的传动实现相距较远两轴之间的传动(chundng)(chundng)3.3.实现变速与换向传动实现变速与换向传动(chundng)(chundng)4.4.实现分路传动实现分路传动(chundng)5(chundng)55.5.实现结构紧凑且重量较小的大功率传动实现结构紧凑且重量较小的大功率传动(chundng)(chundng)6.6.实现运动的合成与分解实现运动的合成与分解7.7.实现复杂的轨迹运动和刚体导引实现复杂的轨迹运动和刚体导引轮系的功用轮系的功用(gngyng)(gngyng)第46页/共53页第四十七页，共54页。9.6 其它行星其它行星(xngxng)传动传动简介简介一、渐开线少齿差行星(xngxng)传动由固定的内齿轮1、行星轮2、系杆H、等角速比机构(jgu)3以及轴组成输出机构输出机构V12第47页/共53页第四十八页，共54页。输出输出(shch)机构示意图机构示意图其他其他(qt)(qt)行星传动简介行星传动简介第48页/共53页第四十九页，共54页。由平行四边形机构和齿轮由平行四边形机构和齿轮(chln)(chln)机机构组成。构组成。为外齿轮的齿数为内齿轮的齿数三环传动没有专门三环传动没有专门(zhunmn)(zhunmn)的输出的输出机构，因而具有结构简单、紧凑的优机构，因而具有结构简单、紧凑的优点。点。其他其他(qt)(qt)行星传动简介行星传动简介三环传动三环传动一种特殊的渐开线少齿差行星传动一种特殊的渐开线少齿差行星传动第49页/共53页第五十页，共54页。二、摆线(bixin)针轮传动其他行星其他行星(xngxng)(xngxng)传动传动简介简介组成：组成：1 1为针轮，为针轮，2 2为摆线行星为摆线行星(xngxng)(xngxng)轮，轮，H H为系杆，为系杆，3 3为输出机构。为输出机构。行星轮的齿廓曲线不是渐开线，而是外摆线；中心内齿轮采用了针齿。行星轮的齿廓曲线不是渐开线，而是外摆线；中心内齿轮采用了针齿。第50页/共53页第五十一页，共54页。三、谐波(xib)传动组成：具有内齿的刚轮、具有外齿的柔轮和波发生器组成：具有内齿的刚轮、具有外齿的柔轮和波发生器H H。通常将波发生器作为主。通常将波发生器作为主动动(zhdng)(zhdng)件，而刚轮和柔轮之一为从动件，另一个为固定件。件，而刚轮和柔轮之一为从动件，另一个为固定件。其他行星传动其他行星传动(chundng)(chundng)简介简介柔轮柔轮转臂转臂第51页/共53页第五十二页，共54页。钢轮固定钢轮固定(gdng)柔轮固定柔轮固定(gdng)其他行星传动其他行星传动(chundng)(chundng)简介简介第52页/共53页第五十三页，共54页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第53页/共53页第五十四页，共54页。