(1.7)--05章 轮系机械传动系统设计与实践.pdf

轮 系导 学现代机械中，为了满足不同的工作要求只用一对齿轮传动往往是不够的，通常用一系列齿轮共同传动。轮系:一系列齿轮组成的传动系统。轮系导学讲课目录CONTENTS轮系导学轮系的分类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应用1.学习目标p 轮系的类型p 各种类型轮系传动比的计算p 轮系的应用轮系导学2.重 点p 各类轮系传动比的计算p 轮系的类型轮系导学3.难 点p 周转轮系的转化思路p 复合轮系传动比计算轮系导学复合轮系4.实践与实训p 轮系的应用p 龙门刨床工作台 轮系导学轮 系轮系的类型轮系的分类按轮系运转时齿轮轴线位置相对于机架是否固定，可分为两大类：定轴轮系和周转轮系。定轴轮系定轴轮系定轴轮系的自由度：n=5，PL=5，PH=4，F=35-25-4=1周转轮系：至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的几何轴线转动2行星轮1、3中心轮H行星架二者几何轴线必须重合，常作为运动的输入输出构件。周转轮系的 自由度？轮系的分类周转轮系3不转：n=3，PL=3，PH=2，F=1，此时为行星轮系。根据轮系所具有的自由度，周转轮系又可以分为：行星轮系（自由度F=1）和差动轮系（自由度F=2）。思考：行星架H不动或者齿轮1不转时，轮系是何种轮系？轮系的分类大内齿轮3不转行星架H不转小齿轮1不转 在实际工程应用中，还经常将定轴轮系和周转轮系或者几个基本周转轮系组合在一起使用，这种组合轮系称为复合轮系。此外，还需要注意转化轮系这一概念，既不是定轴轮系也不是周转轮系。n=4，PL=4，PH=2，F=2，差动轮系轮系的分类1和3同（反）向转：轮 系定轴轮系的传动比计算定轴轮系的传动比计算轮系运转时，输入轴与输出轴的角速度之比称为该轮系的传动比，用 i 表示。假设轴1为轮系输入轴，k为轮系输出轴，则该轮系传动比为轮系传动比的计算不仅要确定传动比的大小，还需要确定输出轴的转向。k1k11knni如何表示一对平行轴齿轮的转向？机构运动简图机构运动简图箭头表示回转方向定轴轮系的传动比计算内啮合直齿轮外啮合直齿轮机构运动简图机构运动简图2锥齿轮：箭头同时指向节点或背离节点蜗轮蜗杆：左旋蜗杆用左手定则；右旋蜗杆用右手定则。定轴轮系的传动比计算蜗杆蜗轮直齿圆锥齿轮122112zzi122112zzi定轴轮系的传动比计算122112zzi122112zzi定轴轮系的传动比计算32 3 511512 23 34 4551 23(1)z z zii i i iz z z 312212232132354434454354zziizzzziizz-依次求出轮系中各对齿轮的传动比（含大小和方向）连乘各传动比得到总传动比定轴轮系的传动比计算5115i 43215432ZZZZZZZZ各对齿轮从动轮齿数乘积各对齿轮主动轮齿数乘积注:1 始末两轮轴线平行，如两轮同向，传动比为“”；两轮异向，传动比为“”。2 始末两轮轴线不平行，两轮转向画箭头确定定轴轮系的传动比计算213213zzzzi13zz传动比计算实例112z2定轴轮系的传动比计算z1z33 已知各轮的齿数z1=20，z2=40，z2=15，z3=60，z3=18、z4=18、z7=20，8是齿条,齿轮7的模数m=3mm，蜗杆5头数为1（左旋），蜗轮齿数z6=40。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n=100r/min。试求齿条8的速度。传动比计算实例2定轴轮系的传动比计算36124166125zznzzinz zzz12516116234620 15 18 11000.3125/min4060 1840z z z znnniz z z zr齿条8的线速度等于齿轮7的圆周速度777783200.31250.98m/s60 100060 100060 1000d nmz nv 解：画箭头确定转向，定轴轮系传动比大小公式得定轴轮系的传动比计算轮 系周转轮系的传动比计算周转轮系的传动比计算根据相对运动原理，当给整个周转轮系加上一个公共转速-H后，行星架 H 静止不动，而各构件间的相对运动并不改变。此时，所有齿轮几何轴线的位置固定，原周转轮系转化成了定轴轮系。反转法：周转轮系转换成定轴轮系-H构件原转速 转化轮系中的转速 112233HHH1H1HH33H2H20HHHH周转轮系的传动比计算H1H1kkH(1)mnninn 从动轮齿数的连乘积主动轮齿数的连乘积23H1O1H3O1O3-H-H132HH123周转轮系的传动比计算132132H3H1H3H1H13zzzzzzi推广到一般情况：271z218z381z16000 r/minn 1HiHn2n已知：计算：周转轮系传动比计算例1132132H3H1H3H1H13zzzzzznnnnnni1HH81027nnn 11HH811427ninH1500r/minn 解：23H1O周转轮系的传动比计算12H2H1H2H1H12zznnnnnni26000 150018150027n 25250 r/minn 负号表示n1、n2转向相反23H1O周转轮系传动比计算例1周转轮系的传动比计算z1=60，z2=40，z2=z3=20，n1 和n3 大小均为120r/min，但方向相反（如图中实线箭头所示）H3H1H13nniH3H1nnnn321240206020zzzz 32120120HHnnH600rpmn差动轮系 F=2&周转轮系传动比计算例2已知：计算：1223Hn1n3周转轮系的传动比计算Hn轮 系复合轮系的传动比计算复合轮系的传动比计算计算方法：复合轮系定轴轮系周转轮系周转轮系周转轮系（1）先将混合轮系分解成基本周转轮系和定轴轮系（2）然后分别列出传动比计算式（3）对（2）各计算式联立求解已知:z1=20，z2=40，z2=20，z3=30，z4=80。计算传动比i1H。（1）分解解：周转轮系：轮2，3，4，H定轴轮系：轮1，2周转轮系传动比：定轴轮系传动比：2122112zznniHH22H424H44H2=4nnnzinnnz n n2=n n2（2）分别计算各轮系传动比&复合轮系传动比计算例复合轮系的传动比计算（3）联立以上两式得(负号说明行星架H与齿轮1转向相反）122112zznni=-2 2HH22 H42 4H44H2 nnnzinnnz=-4 4212nn4HH2nnnH25nn 10H11Hnni所以&复合轮系传动比计算例复合轮系的传动比计算H3H1H3H1H13nnnnnni212478522 2 3 31 12 2z zz zz zz z187845 345 35 3zzzznni9.43H H1 11 1H Hn nn ni 33nn 5Hnn（1）分解定轴轮系：轮3，4，5周转轮系：轮1，22，3，H（2）分别计算（3）联立求解周转：定轴：&复合轮系传动比计算例2复合轮系的传动比计算轮 系轮系的应用1.实现大传动比或较远距离的传动 一对外啮合圆柱齿轮传动，其传动比一般可达57。当要求传动比较大时，若采用一对齿轮传动，则尺寸相差太大，小齿轮易损坏。故可采用定轴轮系来实现大传动比，可避免单对齿轮的缺陷。轮系的应用2.实现变速与换向传动 汽车变速箱三星轮换向机构可在主动轴转向不变的条件下改变从动轴的转向。汽车、机床等机械中大量运用轮系实现变速传动，如齿轮5、6相啮合构成一个挡位。车床上走刀丝杆的三星轮换向机构轮系的应用3.获得大的传动比行星轮系传动比可达i=10000，而且结构紧凑。z1=100,z2=101,z2=100,z3=99HH11H1H1333HH0Hnnnnninnnn10199100100zzzz 2 23 31 12 2 110000i1 1H H2H123轮系的应用4.实现运动的合成与分解 汽车差速器中，行星架的转速是齿轮1、3转速的合成。汽车转弯时，汽车差速器就利用了运动的分解功能实现车轮与地面的纯滚动状态。汽车差速器轮系的应用轮系的应用龙门刨床工作台的变速机构，J、K为电磁制动器：n 刹住K时，5和A相连，A-1-2-3组成周转轮系，B-5-4-3 组成周转轮系。n 刹住J时，3和3相连，1-2-3组成定轴轮系，B-5-4-3组成周转轮系。求J、K分别刹车时的传动比i1B。