机械原理-轮系.优秀PPT.ppt

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1、江江江江 苏苏苏苏 大大大大 学学学学2022202220222022年年年年11111111月月月月2 2 2 2日日日日轮轮轮轮 系系系系机机机机 械械械械 原原原原 理理理理 及及及及 设设设设 计计计计（）6-2 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比6-1 轮系的类型轮系的类型6-4 混合轮系的传动比混合轮系的传动比6-5 轮系的功用轮系的功用6-3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比第六章 轮系6-6 行星传动简介行星传动简介一、轮系的分类一、轮系的分类依据轮系在运转过程中，各齿轮的几何轴线在依据轮系在运转过程中，各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否变更，可将轮系分为三大类：空间的相对位置

2、是否变更，可将轮系分为三大类：6-1 轮系的类型与应用6-1 轮系的类型与应用轮系的类型与应用轮系轮系定轴轮系定轴轮系空间定轴轮系空间定轴轮系平面定轴轮系平面定轴轮系周转轮系周转轮系行星轮系行星轮系(F 1)差动轮系差动轮系(F 2)复合轮系复合轮系1、定轴轮系、定轴轮系轮系运转时，假如各齿轮轴线的位置都固定不轮系运转时，假如各齿轮轴线的位置都固定不动，则称之为定轴轮系（或称为一般轮系）。动，则称之为定轴轮系（或称为一般轮系）。平面定轴轮系平面定轴轮系312空间定轴轮系空间定轴轮系13234452、周转轮系、周转轮系轮系运转时，至少有一个齿轮轴线是绕某一固定轮系运转时，至少有一个齿轮轴线是绕某

3、一固定轴线回转，则称该轮系为轴线回转，则称该轮系为周转轮系周转轮系。132H132H21322H2 行星轮行星轮H 系杆（转臂）系杆（转臂）3 中心轮中心轮1 中心轮（太阳轮）中心轮（太阳轮）基本构件基本构件KKH一个基本周转轮系必需具有一个系杆，具有一一个基本周转轮系必需具有一个系杆，具有一个或多个行星轮，以及与行星轮相啮合的中心轮。个或多个行星轮，以及与行星轮相啮合的中心轮。差动轮系（差动轮系（F2）行星轮系（行星轮系（F1）依据周转轮系所具有的自由度数目分：依据周转轮系所具有的自由度数目分：H132H132双排双排2KH 型型3K 型型单排单排2KH 型型2KH 型型3K 型型 依据组成

4、轮系的基本构件分：依据组成轮系的基本构件分：3、混合轮系、混合轮系轮系中既含有周转轮系，又含有定轴轮系，或轮系中既含有周转轮系，又含有定轴轮系，或者含有两个以上的基本周转轮系，则称这种轮系为者含有两个以上的基本周转轮系，则称这种轮系为混合轮系混合轮系（或称（或称复合轮系复合轮系）。）。42 21OOH3156H124H23 传动比的大小传动比的大小 输入、输出轴的转向关系输入、输出轴的转向关系轮系传动比轮系传动比=输入轴角速度输入轴角速度/输出轴角速度输出轴角速度6-2 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比计算时须要确定：计算时须要确定：外啮合外啮合内啮合内啮合一对齿轮机构的传动比一对齿轮机构的传

5、动比6-2 定轴轮系的传动比12233451、传动比大小的计算传动比大小的计算定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比 转向？转向？传动比传动比：i1k=i12i34i k-1,k 大小：大小：12233451223345平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）2、转向关系的确定、转向关系的确定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、输出轮的轴线相互平行的状况输出轮的轴线相互平行的状况不能不能用用 判断转向关系判断转向关系通通过过画画箭箭头头确确定定12(a)(b)21(c)21外啮合外啮合箭头箭头反向反向内啮合内啮合箭头箭头同向

6、同向箭头箭头相对相对或或相背相背画箭头画箭头圆柱齿轮机构圆柱齿轮机构圆锥齿轮机构圆锥齿轮机构(d)21(e)21蜗杆蜗轮机构蜗杆蜗轮机构右旋蜗杆右旋蜗杆左旋蜗杆左旋蜗杆以左手握住蜗杆，四指指以左手握住蜗杆，四指指向蜗杆的转向，则拇指的向蜗杆的转向，则拇指的相反指向为啮合点处蜗轮相反指向为啮合点处蜗轮的线速度方向。的线速度方向。左左手手规规则则右右手手规规则则以右手握住蜗杆，四指指以右手握住蜗杆，四指指向蜗杆的转向，则拇指的向蜗杆的转向，则拇指的相反指向为啮合点处蜗轮相反指向为啮合点处蜗轮的线速度方向。的线速度方向。蜗杆的转向蜗杆的转向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

7、轴线不都平行，但是输入、输出轮的轴线相互平行的状况输出轮的轴线相互平行的状况传动比方向推断：画箭头传动比方向推断：画箭头 表示：在传动比大小前加正负号表示：在传动比大小前加正负号输入、输出轮的轴线不平行的状况输入、输出轮的轴线不平行的状况传动比方向判断传动比方向判断 表示表示画箭头画箭头定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比 大小：大小：转向：转向：法（法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况只适合所有齿轮轴线都平行的情况）画箭头法画箭头法（适合任何定轴轮系适合任何定轴轮系）结果表示：结果表示：（输入、输出轴平行输入、输出轴平行）图中画箭头表示（图中画箭头表示（其它情况其它情况）例例1：已知：已知：n1=

8、500r/min，Z1=20，Z2=40，Z3=30，Z4=50。求：求：n4=?解：解：n4与与n1反向。反向。例例2：已知：已知：1=20rad/s，Z1=Z3=22，Z2=Z4=35，Z5=Z6=30。求：求：6=?解：解：6 的方向如图所示。的方向如图所示。例例3：钟表传动示意图如下。：钟表传动示意图如下。E为擒纵轮，为擒纵轮，N为发条盘，为发条盘，S、M及及H各为秒针、分针刚好针。设各为秒针、分针刚好针。设Z1=72，Z2=12，Z2=64，Z3=8，Z3=60，Z4=60，Z5=6，Z2=8，Z6=24，Z6=6，问，问Z4、Z7各为多少？各为多少？解：解：(1)走秒传动，由轮走秒

9、传动，由轮1、2(2)、3(3)、4组成定轴轮组成定轴轮系，得：系，得：（a）54321NE76SMH22346(2)走分传动，由轮走分传动，由轮1、2组组成定轴轮系，得成定轴轮系，得（b）(3)走时传动，由轮走时传动，由轮1、2（2）、）、6（6）、）、7组组成定轴轮系，得成定轴轮系，得（c）54321NE76SMH22346因因故由式（故由式（a）、（）、（b）得得故故54321NE76SMH22346因因故由式（故由式（b）、（）、（c）得）得故故本题为分路传动的定轴轮系。各路的首末两轮的本题为分路传动的定轴轮系。各路的首末两轮的转向关系用传动比正、负号表示，并可干脆用外啮合转向关系用传

10、动比正、负号表示，并可干脆用外啮合的数目的数目m来确定，即（来确定，即（-1）m。54321NE76SMH22346定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系?绕固定轴线转动的系杆绕固定轴线转动的系杆OH312H3126-3 周转轮系的传动比6-3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比H321O1O3O2OH3H12O1OHO3O2 H 1 3 2 H-H=0-H312O1O3O2HO1O3O2321 3H 2H 1HH321在转化机构中的角速度在转化机构中的角速度(相对于系杆的角速度相对于系杆的角速度)原角速度原角速度构件代号构件代号周转轮系转化机构中各构件的角速度周转轮系转化机构中各构件的角速度 1H

11、1 H 2H 2 H 3H 3 H HH H H 1 3 2 H周转轮系的周转轮系的转化机构转化机构定轴轮系定轴轮系2K-H型周转轮系转化机构的传动比型周转轮系转化机构的传动比312O1O3O2H一般周转轮系转化机构的传动比一般周转轮系转化机构的传动比一般周转轮系转化机构的传动比一般周转轮系转化机构的传动比各轮齿数已知，就可以确定各轮齿数已知，就可以确定w1、wn、wH之间的关系；之间的关系；假如假如两个已知，就可以计算出第三个，进而可以计算周转轮系的传动两个已知，就可以计算出第三个，进而可以计算周转轮系的传动比。比。3、表达式中、表达式中 w1、wn、wH的正负号问题。若基本构件的实的正负号

12、问题。若基本构件的实际转速方向相反，则际转速方向相反，则 w 的正负号应当不同。的正负号应当不同。1、是转化机构中齿轮是转化机构中齿轮1为主动轮、齿轮为主动轮、齿轮n为从动轮时的传动为从动轮时的传动比，其大小和方向可以根据定轴轮系的方法来判断；比，其大小和方向可以根据定轴轮系的方法来判断；2、齿数比前确定有、齿数比前确定有“+”或或“-”号。其干脆影响到周转轮系传动号。其干脆影响到周转轮系传动比的大小和正负号。比的大小和正负号。例例1：z1=28，z2=18，z2=24，z3=70，求求：i1H系杆系杆H与齿轮与齿轮转向相同转向相同周转轮系传动比计算方法周转轮系传动比计算方法周转轮系周转轮系转

13、化机构：假想的定轴轮系转化机构：假想的定轴轮系计算转化机构的传动比计算转化机构的传动比计算周转轮系传动比计算周转轮系传动比-H上角标上角标 H正负号问题正负号问题例例2：z1=z2=48，z2=18,z3=24，1 1=250 rad/s=250 rad/s，3 3=100=100 rad/srad/s，方向如图所示。求方向如图所示。求：H 2H231系杆系杆H与齿轮与齿轮转向相同转向相同6-4 混合轮系的传动比6-4 混合轮系的传动比混合轮系的传动比混合轮系：由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转混合轮系：由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转轮系组成的困难轮系。轮系组成的困难轮系。16452H3(

14、a)(b)HOH12324H轮系的传动比轮系的传动比：轮系中首轮与末轮的角速度的比值轮系中首轮与末轮的角速度的比值传动比的计算包括传动比的计算包括：传动比的大小和齿轮的转向。：传动比的大小和齿轮的转向。1、混合轮系传动比计算、混合轮系传动比计算?16452H3(a)(b)HOH12324H周转轮系：周转轮系：1、2（2）、）、3、5（H）定轴轮系：定轴轮系：3、4、5电动卷扬机减速器电动卷扬机减速器混合轮系传动比的求解方法：混合轮系传动比的求解方法：1.将混合轮系划分为几个基本轮系（区分轮系）；将混合轮系划分为几个基本轮系（区分轮系）；2.分别列出各基本轮系的传动比（分列方程）；分别列出各基本

15、轮系的传动比（分列方程）；3.找寻各基本轮系之间的关系（找关系）；找寻各基本轮系之间的关系（找关系）；4.联立求解。联立求解。行星轮行星轮系杆系杆中心轮中心轮周转轮系周转轮系定轴轮系定轴轮系例例1 1：已知：已知：z z1 1=30=30，z z2 2=20=20，z z2 2 =30=30，z z3 3=2525，z z4 4=100 100 n n1 1=100r/min=100r/min，求求i i1H1H。2342）分列方程）分列方程3）找关系：）找关系：1）区分轮系：区分轮系：1-2为定轴轮系，为定轴轮系，2-3-4,H为周转轮系。为周转轮系。（nH方向与方向与n1同向）同向）4）联

16、立求解：）联立求解：4221OOH3行星轮系行星轮系例例2：已知：已知:z1=50，z2=100，z3=z4=40,z4=41,z5=39,求求:i13。1 1、区分轮系、区分轮系:3-4-4-5,2(H)为周转轮系为周转轮系;1-2为为定轴轮系。定轴轮系。2、分列方程、分列方程4、联立求解联立求解 345214(a)(b)H2 5,0 变更齿数可实现换向传动！变更齿数可实现换向传动！45433、找关系：、找关系：例例3：z z1 1=20=20，z z2 2=30=30，z z2 2=20=20，z z3 3=40=40，z z4 4=45=45，z z4 4=44=44，z z5 5=81

17、=81，z z6 6=80 =80 求求：i1612234456H2）分列方程）分列方程3）找关系：）找关系：4）联立求解：）联立求解：1）区分轮系：区分轮系：1-2-2-3为定轴轮系，为定轴轮系，5-4-4-6,H为周转轮系。为周转轮系。（6和和H同向）同向）例例4：已知：已知z1=1(右旋右旋),z1=101,z2=99,z4=100,z5=1(右旋右旋),z5=100,z2=z4,n1=100r/min，试求转臂试求转臂H的转速的转速nH。1 1、区分区分轮系轮系2、分列方程、分列方程4 联立求解联立求解（方向与（方向与n2同向）同向）2342-3-4,H为周转轮系；为周转轮系；1-2，

18、1-5-5-4为定轴轮系。为定轴轮系。115543422H6-5 轮系的功用6-5 轮系的功用轮系的功用1、在体积较小及重量较轻的条件下，实现大功率传动、在体积较小及重量较轻的条件下，实现大功率传动31132H22、实现大的传动比、实现大的传动比ab涡轮螺旋桨主减速器涡轮螺旋桨主减速器定轴轮系定轴轮系3、实现变速和换向、实现变速和换向12双联滑移齿轮双联滑移齿轮1212III4、实现分路传动、实现分路传动IIIIIIVIVVI主轴主轴5、实现运动的合成与分解、实现运动的合成与分解两个输入，一个输出两个输入，一个输出运动合成运动合成或或或或广泛用于机床、计算装置、补偿调整装置中广泛用于机床、计算

19、装置、补偿调整装置中2z1=z313H加法机构加法机构减法机构减法机构（1）运动的合成）运动的合成一个输入，两个输出一个输入，两个输出运动分解运动分解差速器差速器（2）运动的分解）运动的分解求得求得（a）（b）ADBC123HR2L车轮车轮H45P 本章小结本章小结一、娴熟驾驭轮系传动比计算一、娴熟驾驭轮系传动比计算定轴轮系是基础，重点驾驭转向推断；定轴轮系是基础，重点驾驭转向推断；周转轮系传动比计算难点：转化机构周转轮系传动比计算难点：转化机构混合轮系传动比计算关键：基本轮系的划分混合轮系传动比计算关键：基本轮系的划分二、比较连杆机构、凸轮机构和齿轮机构，驾驭轮系二、比较连杆机构、凸轮机构和齿轮机构，驾驭轮系 机构的优缺点和应用场合。机构的优缺点和应用场合。