机械设计基础(第五版)第五章 轮系.ppt
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1、51 轮系的类型轮系的类型 第五章第五章 轮轮 系系52 定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比 教学目标与教学重点教学目标与教学重点 53 周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比 54 复合轮系及其传动比复合轮系及其传动比 55 轮系的应用轮系的应用 作作 业业vv教学目标教学目标 1.了解轮系有哪些用途。了解轮系有哪些用途。2.明确轮系有哪几种类型。明确轮系有哪几种类型。3.会计算轮系传动比,会正确判定两轮的相对转向会计算轮系传动比,会正确判定两轮的相对转向 4.对几种特殊行星轮系的工作原理和结构有所了解对几种特殊行星轮系的工作原理和结构有所了解vv教学重点教学重点 1.轮系的分类;轮系的分类
2、;2.主从动轮转向的判定;主从动轮转向的判定;3.定轴轮系传动比的计算;定轴轮系传动比的计算;4.周转轮系传动比的计算。周转轮系传动比的计算。5.混合轮系传动比的计算。混合轮系传动比的计算。轮系轮系轮系轮系:用一系列互相啮合的齿轮组成的用一系列互相啮合的齿轮组成的用一系列互相啮合的齿轮组成的用一系列互相啮合的齿轮组成的齿轮传动系统齿轮传动系统齿轮传动系统齿轮传动系统.5 51 1 轮系的类型轮系的类型定轴轮系定轴轮系定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系周转轮系周转轮系复合轮系复合轮系复合轮系复合轮系定轴轮系定轴轮系定轴轮系定轴轮系+周转轮系周转轮系周转轮系周转轮系周转轮系周转轮系周转轮系周转轮系
3、+周转轮系周转轮系周转轮系周转轮系 行星轮系行星轮系行星轮系行星轮系差动轮系差动轮系差动轮系差动轮系分类分类分类分类 确定传动比的大小确定传动比的大小确定传动比的大小确定传动比的大小 确定首、末两轮的转向确定首、末两轮的转向确定首、末两轮的转向确定首、末两轮的转向 若:若:输入轴用输入轴用“a”a”输出轴用输出轴用“b”b”表示表示52 定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比轮系的传动比:轮系的传动比:轮系的传动比:轮系的传动比:轮系中输入轴与输出轴的角速度轮系中输入轴与输出轴的角速度 (或转速)之比(或转速)之比。轮系传动比计算包含两项内容:轮系传动比计算包含两项内容:轮系传动比计算包含两项内
4、容:轮系传动比计算包含两项内容:其其传动比传动比iab的大小的大小计算公式计算公式计算公式计算公式为为:一、定轴轮系传动比大小的计算一、定轴轮系传动比大小的计算该式表明:该式表明:定轴轮系传动比的数值等于组成该轮系的定轴轮系传动比的数值等于组成该轮系的定轴轮系传动比的数值等于组成该轮系的定轴轮系传动比的数值等于组成该轮系的定轴轮系传动比:定轴轮系传动比:定轴轮系传动比:定轴轮系传动比:各对啮合齿轮传动比的连乘积各对啮合齿轮传动比的连乘积各对啮合齿轮传动比的连乘积各对啮合齿轮传动比的连乘积;也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数也等
5、于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的乘积与所有主动轮齿数乘积之比的乘积与所有主动轮齿数乘积之比的乘积与所有主动轮齿数乘积之比的乘积与所有主动轮齿数乘积之比.v以上结论推广到一般情况得:以上结论推广到一般情况得:定轴轮系传动比数值计算的一般公式为:定轴轮系传动比数值计算的一般公式为:定轴轮系传动比数值计算的一般公式为:定轴轮系传动比数值计算的一般公式为:1输入轴输入轴,K输出轴输出轴。注意:注意:注意:注意:齿轮齿轮4其齿数对轮系其齿数对轮系传动比的传动比的大小没有影响,大小没有影响,大小没有影响,大小没有影响,但但可以可以改变齿轮转向改变齿轮转向改变齿轮转向改变齿轮转向,这种齿,这种齿轮称为轮称为
6、惰轮惰轮惰轮惰轮或或过桥齿轮过桥齿轮过桥齿轮过桥齿轮。二轮二轮反反向用向用“”表示表示二轮二轮同同向用向用“”表示表示1 1 1 1轮系中各齿轮几何轴线均互相平行轮系中各齿轮几何轴线均互相平行轮系中各齿轮几何轴线均互相平行轮系中各齿轮几何轴线均互相平行 (m表示外啮合次数表示外啮合次数)规定规定规定规定:方法:方法:方法:方法:用用用用(-1)(-1)mm 确定确定确定确定在机构简图上用箭头来确定在机构简图上用箭头来确定在机构简图上用箭头来确定在机构简图上用箭头来确定例图例图:1233445二、首、末轮转向的确定二、首、末轮转向的确定2 2 2 2轮系中所有各齿轮的几何轴线不都平行轮系中所有各
7、齿轮的几何轴线不都平行轮系中所有各齿轮的几何轴线不都平行轮系中所有各齿轮的几何轴线不都平行,但首、末两轮的轴线互相平行但首、末两轮的轴线互相平行但首、末两轮的轴线互相平行但首、末两轮的轴线互相平行方法:方法:方法:方法:标注箭头法确定标注箭头法确定标注箭头法确定标注箭头法确定 即:即:步骤:步骤:步骤:步骤:在图上用箭头依传动顺序逐一标出各轮转向,在图上用箭头依传动顺序逐一标出各轮转向,若首、末两轮方向相反,则在传动比计算结果若首、末两轮方向相反,则在传动比计算结果 中加上中加上“”号。号。n8n1123456783.3.3.3.轮系中首、末两轮几何轴线不平行轮系中首、末两轮几何轴线不平行轮系
8、中首、末两轮几何轴线不平行轮系中首、末两轮几何轴线不平行方法:方法:方法:方法:用公式计算传动比大小;用公式计算传动比大小;转向在图上依次标箭头确定。转向在图上依次标箭头确定。方向如图方向如图即:即:例题例题例题例题:如图所示的轮系中,已知各轮齿数,如图所示的轮系中,已知各轮齿数,齿轮齿轮1 1为主动轮,求传动比。为主动轮,求传动比。因首末两轮轴线平行,故画箭头表示首末两轮转向因首末两轮轴线平行,故画箭头表示首末两轮转向解:解:解:解:所以,该轮系传动比为:所以,该轮系传动比为:二、输出轴转向的表示二、输出轴转向的表示二、输出轴转向的表示二、输出轴转向的表示 2 2、首末两轴平行,用、首末两轴
9、平行,用、首末两轴平行,用、首末两轴平行,用“+”、“-”表示。表示。表示。表示。3 3、首末两轴不平行,、首末两轴不平行,、首末两轴不平行,、首末两轴不平行,用箭头表示用箭头表示用箭头表示用箭头表示 1 1、所有轴线都平行、所有轴线都平行、所有轴线都平行、所有轴线都平行 一、定轴轮系的传动比计算一、定轴轮系的传动比计算一、定轴轮系的传动比计算一、定轴轮系的传动比计算 小小 结结 画箭头定画箭头定“+”、“-”1O1H232OHO一、周转轮系的组成一、周转轮系的组成一、周转轮系的组成一、周转轮系的组成 轮系中轮系中轴线不固定轴线不固定轴线不固定轴线不固定的齿轮,的齿轮,既作自转又作公转。既作自
10、转又作公转。行星轮行星轮行星轮行星轮转臂(行星架、系杆)转臂(行星架、系杆)转臂(行星架、系杆)转臂(行星架、系杆)支持行星轮作支持行星轮作支持行星轮作支持行星轮作自转和公转的构件。自转和公转的构件。中心轮(太阳轮)中心轮(太阳轮)中心轮(太阳轮)中心轮(太阳轮)轴线位置轴线位置固定固定固定固定的齿轮。的齿轮。53 周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比 注意:注意:注意:注意:行星架与中心轮的几何轴线必须行星架与中心轮的几何轴线必须重合,重合,重合,重合,否则不能传动。否则不能传动。差动轮系差动轮系差动轮系差动轮系 两个中心轮都能转动的周转轮系。两个中心轮都能转动的周转轮系。差动轮系自由度计算
11、:差动轮系自由度计算:差动轮系自由度计算:差动轮系自由度计算:O11H23O2OH 0 03 3行星轮系行星轮系行星轮系行星轮系 一个中心轮能转动的周转轮系。一个中心轮能转动的周转轮系。行星轮系自由度计算行星轮系自由度计算行星轮系自由度计算行星轮系自由度计算:O O1 11 1HH2 23 3O O2 2O OHH 周转轮系中,行星轮轴线不固定,因此其传动比周转轮系中,行星轮轴线不固定,因此其传动比不能直接用定轴轮系传动比计算公式。不能直接用定轴轮系传动比计算公式。基本思想基本思想基本思想基本思想:设法把周转轮系转化为定轴轮系,设法把周转轮系转化为定轴轮系,然后间接地利用定轴轮系的传动比公式然
12、后间接地利用定轴轮系的传动比公式 求解周转轮系传动比。求解周转轮系传动比。二、周转轮系传动比计算二、周转轮系传动比计算二、周转轮系传动比计算二、周转轮系传动比计算基本原理:反转法基本原理:反转法基本原理:反转法基本原理:反转法反转法原理反转法原理反转法原理反转法原理:给整个轮系加上一个与转臂给整个轮系加上一个与转臂HH的速度大的速度大 小相等,方向相反的公共转速,小相等,方向相反的公共转速,则则:转臂转臂转臂转臂HH的速度变为零的速度变为零的速度变为零的速度变为零,而轮系中各构件,而轮系中各构件 的相对运动关系不变。的相对运动关系不变。HH1 12 23 3o1 11 12 2o2 2HH3
13、3o1 11 12 2o2 2HH3 3-H 转化后的轮系称为转化轮系转化后的轮系称为转化轮系转化后的轮系称为转化轮系转化后的轮系称为转化轮系 转化轮系和原周转轮系中各构件的转化轮系和原周转轮系中各构件的 转速关系为转速关系为:注意:注意:注意:注意:转化轮系中,转速都有转化轮系中,转速都有上角标上角标上角标上角标HH表示这表示这 些转速是各些转速是各构件对转臂构件对转臂H的的相对转速相对转速相对转速相对转速。o1 11 12 2o2 2HH3 3OO3 3 转化轮系为一定轴轮系。转化轮系为一定轴轮系。故故故故:转化轮系的传动比转化轮系的传动比转化轮系的传动比转化轮系的传动比 可按定轴轮系求解
14、:可按定轴轮系求解:可按定轴轮系求解:可按定轴轮系求解:o1 11 12 2o2 2HH3 3OO3 3 3 3推广推广推广推广:对于中心轮为对于中心轮为G和和K的周转轮系的周转轮系=在各轮齿数已知的情况下,只要给定在各轮齿数已知的情况下,只要给定n nG G 、n nk k n nHH中中任意任意两项两项两项两项,即可求得第三项。即可求得第三项。只适用于只适用于输入、输出轴输入、输出轴输入、输出轴输入、输出轴与与转臂转臂转臂转臂轴线轴线重合或平行重合或平行重合或平行重合或平行时时(详细说明详细说明详细说明详细说明)齿数比前齿数比前齿数比前齿数比前“”号的判断方法:号的判断方法:可将可将转臂转
15、臂转臂转臂H H H H视为静止,视为静止,视为静止,视为静止,然后然后同同定轴轮系判断方法相同定轴轮系判断方法相同.(详细说明详细说明详细说明详细说明)代入代入n nGG、n nKK、n nHH数值时,必须同时带数值时,必须同时带“”号号 (因推导公式时假定三者同向)。(因推导公式时假定三者同向)。(详细说明详细说明详细说明详细说明)i iGKGKHHiiGKGK 应用上式求得应用上式求得n nG G 、n nk k 、n nHH任意两项后即可求得周转轮任意两项后即可求得周转轮系任意两轮的传动比:系任意两轮的传动比:i iGkGk=n nG G/n/nk k i iGHGH=n nG G/n
16、/nHH i iKHKH=n nK K/n/nHH 公式说明公式说明公式说明公式说明:=双排外啮合行星轮系中,双排外啮合行星轮系中,已知:已知:z1=100,z2=101,Z2=100,z3=99。求传动比求传动比iH1?解:解:例例1 1OOHH3 3HH2 21 122OO1 1=1-i1H iH1=10000例例2:已知齿数:已知齿数z1=30,z2=20,z2=z3=25,n1=100r/min,n3=200r/min。求求nH 1 1HH2 2 3 32 2解:解:当当 n1与与n3 同向,同向,用用 n1=100r/min n3=200r/min代入得代入得:nH=-100r/mi
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- 机械设计基础第五版第五章 轮系 机械设计 基础 第五
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