第十章轮系.ppt

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1、第五章 轮系第一节 轮系及其分类1 1、轮系：实际工作中，为满足不同工作需要，通常彩一、轮系：实际工作中，为满足不同工作需要，通常彩一、轮系：实际工作中，为满足不同工作需要，通常彩一、轮系：实际工作中，为满足不同工作需要，通常彩一系列齿轮传动，系列齿轮传动，系列齿轮传动，系列齿轮传动，由一系列齿轮所组成的齿轮传动系统称由一系列齿轮所组成的齿轮传动系统称由一系列齿轮所组成的齿轮传动系统称由一系列齿轮所组成的齿轮传动系统称为轮系。为轮系。为轮系。为轮系。2 2、组成：由各种类型齿轮、组成：由各种类型齿轮、组成：由各种类型齿轮、组成：由各种类型齿轮 圆柱齿轮圆柱齿轮圆柱齿轮圆柱齿轮 圆锥齿轮蜗轮蜗杆

2、圆锥齿轮蜗轮蜗杆圆锥齿轮蜗轮蜗杆圆锥齿轮蜗轮蜗杆组成。组成。组成。组成。3 3、分类：轮系在运转时各齿轮相对于机架是否固定、分类：轮系在运转时各齿轮相对于机架是否固定、分类：轮系在运转时各齿轮相对于机架是否固定、分类：轮系在运转时各齿轮相对于机架是否固定 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混合轮系混合轮系混合轮系混合轮系=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4 4、各种齿轮转向关系的确定（、各种齿轮转向关系的确定（、各种齿轮转向关系的确定（、各种齿轮转向关系的确定（1 1）、圆柱齿轮）、圆柱齿轮）、圆柱齿轮）、圆柱齿轮 外啮合外啮合外

3、啮合外啮合两轮转向相反两轮转向相反两轮转向相反两轮转向相反 内啮合内啮合内啮合内啮合两轮转向相同两轮转向相同两轮转向相同两轮转向相同 1 1 1 1（2 2）、圆锥齿轮：从两轴交点出发，一轮顺时针）、圆锥齿轮：从两轴交点出发，一轮顺时针）、圆锥齿轮：从两轴交点出发，一轮顺时针）、圆锥齿轮：从两轴交点出发，一轮顺时针 另一另一另一另一轮逆时针，运动简图上两轮逆时针，运动简图上两轮逆时针，运动简图上两轮逆时针，运动简图上两 2 2 2 2 轮转向箭头均指向或轮转向箭头均指向或轮转向箭头均指向或轮转向箭头均指向或背离节点。（背离节点。（背离节点。（背离节点。（3 3）、蜗轮蜗杆：蜗轮蜗杆旋向相同，用

4、左）、蜗轮蜗杆：蜗轮蜗杆旋向相同，用左）、蜗轮蜗杆：蜗轮蜗杆旋向相同，用左）、蜗轮蜗杆：蜗轮蜗杆旋向相同，用左右手法则。右旋用右手，左旋用左手。四指指蜗杆转向，右手法则。右旋用右手，左旋用左手。四指指蜗杆转向，右手法则。右旋用右手，左旋用左手。四指指蜗杆转向，右手法则。右旋用右手，左旋用左手。四指指蜗杆转向，拇指为蜗杆前进方向。因蜗杆固定，则蜗轮朝反向动转拇指为蜗杆前进方向。因蜗杆固定，则蜗轮朝反向动转拇指为蜗杆前进方向。因蜗杆固定，则蜗轮朝反向动转拇指为蜗杆前进方向。因蜗杆固定，则蜗轮朝反向动转动。动。动。动。（4）、交错轴斜齿轮：=90两交错轴斜齿轮旋向相同。方法同（3）。第二节 定轴轮系

5、传动比一、定轴轮系及其分类定轴轮系：轮系运动时，所有齿一、定轴轮系及其分类定轴轮系：轮系运动时，所有齿一、定轴轮系及其分类定轴轮系：轮系运动时，所有齿一、定轴轮系及其分类定轴轮系：轮系运动时，所有齿轮几何轴线均固定。轮几何轴线均固定。轮几何轴线均固定。轮几何轴线均固定。分类：分类：分类：分类：平面定轴轮系平面定轴轮系平面定轴轮系平面定轴轮系定轴轮系中，各齿轮轴线相互平行定轴轮系中，各齿轮轴线相互平行定轴轮系中，各齿轮轴线相互平行定轴轮系中，各齿轮轴线相互平行 空间定轴轮系空间定轴轮系空间定轴轮系空间定轴轮系定轴轮系中，包含有空间齿轮机构定轴轮系中，包含有空间齿轮机构定轴轮系中，包含有空间齿轮机

6、构定轴轮系中，包含有空间齿轮机构二、平面定轴轮系的传动比如图，平面定轴轮系，轴二、平面定轴轮系的传动比如图，平面定轴轮系，轴二、平面定轴轮系的传动比如图，平面定轴轮系，轴二、平面定轴轮系的传动比如图，平面定轴轮系，轴OO1 1、OO2 2、OO3 3、OO4 4的角速度分别为的角速度分别为的角速度分别为的角速度分别为 1 1、2 2、3 3、4 4，1 1、2 2外啮外啮外啮外啮合，合，合，合，2 2/、3 3外啮合，外啮合，外啮合，外啮合，3 3/、4 4内啮合。内啮合。内啮合。内啮合。则：则：则：则：i i1212=i i2 2/3 3=i i3 3/4 4=i=i1212i i2 2/3

7、 3i i3 3/4 4=(=(1)1)2 2=轮系的传动比为其诈末轮角速度轮系的传动比为其诈末轮角速度轮系的传动比为其诈末轮角速度轮系的传动比为其诈末轮角速度之比。之比。之比。之比。i i1414=i=i1212i i2 2/3 3i i3 3/4 4=(=(1)1)2 2推而广之：推而广之：推而广之：推而广之：i i1k1k=(=(1)1)mmmm轮系中所有外啮合圆柱齿轮的对数轮系中所有外啮合圆柱齿轮的对数轮系中所有外啮合圆柱齿轮的对数轮系中所有外啮合圆柱齿轮的对数i i1k1k为正为正为正为正首、末轮首、末轮首、末轮首、末轮转向相同转向相同转向相同转向相同 图示亦可图示亦可图示亦可图示亦

8、可 2 2i i1k1k为负为负为负为负首、末轮转向首、末轮转向首、末轮转向首、末轮转向相反相反相反相反 2 2/三三三三、空空空空间间间间定定定定轴轴轴轴轮轮轮轮系系系系的的的的传传传传动动动动比比比比 如如如如图图图图为为为为空空空空间间间间寂寂寂寂静静静静轴轴轴轴轮轮轮轮系系系系，其其其其大大大大小小小小可可可可按按按按 OO1 1 平平平平面面面面定定定定轴轴轴轴轮轮轮轮系系系系计计计计算算算算，方方方方向向向向分分分分为为为为：主主主主、从从从从动动动动轮轮轮轮轴轴轴轴线线线线平平平平行行行行，则则则则转转转转向向向向可可可可用用用用 表表表表示示示示亦亦亦亦可可可可图图图图示示示示

9、，但但但但不不不不能能能能用用用用（1 1）mm表表表表示示示示。主主主主、从从从从动动动动轮轮轮轮轴轴轴轴线线线线不不不不平平平平行行行行，只只只只能能能能在在在在图图图图中中中中表表表表示示示示。例例例例5-15-1：如如如如图图图图定定定定轴轴轴轴轮轮轮轮系系系系，主主主主支支支支轴轴轴轴OO1 1通通通通过过过过圆圆圆圆柱柱柱柱齿齿齿齿轮轮轮轮1 1、2 2、3 3、与与与与4 4传传传传动动动动轴轴轴轴OO4 4，再再再再通通通通过过过过圆圆圆圆锥锥锥锥齿齿齿齿轮轮轮轮4 4/、5 5、5 5/、6 6传传传传动动动动从从从从动动动动轴轴轴轴OO6 6，轴轴轴轴1 1与与与与轴轴轴轴

10、6 6平行，试确定轮系传动比平行，试确定轮系传动比平行，试确定轮系传动比平行，试确定轮系传动比i i1616。例例例例5-25-2：如图，定轴轮系，主动轴：如图，定轴轮系，主动轴：如图，定轴轮系，主动轴：如图，定轴轮系，主动轴OO1 1与从动轴与从动轴与从动轴与从动轴OO4 4间依次通过圆锥齿轮间依次通过圆锥齿轮间依次通过圆锥齿轮间依次通过圆锥齿轮1 1与与与与2 2，蜗杆，蜗杆，蜗杆，蜗杆2 2/与蜗轮与蜗轮与蜗轮与蜗轮3 3扩圆柱扩圆柱扩圆柱扩圆柱齿轮齿轮齿轮齿轮3 3/和和和和4 4，设各轮齿数，设各轮齿数，设各轮齿数，设各轮齿数z z1 1=15=15，z z2 2=30=30，z z

11、2 2/=2=2，z z3 3=28=28，z z3 3/=30=30，z z4 4=45=45，主动轴主动轴主动轴主动轴OO1 1的的的的n n1 1=200r/min=200r/min，转向如图，确定转向如图，确定转向如图，确定转向如图，确定n n4 4的大小和方向。的大小和方向。的大小和方向。的大小和方向。第三节 周转轮系的组成及传动比周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系及及及及其其其其组组组组成成成成1 1、周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系：轮轮轮轮系系系系运运运运转转转转时时时时，如如如如其其其其中中中中至至至至少少少少有有有有一一一一个个个个齿齿齿齿轮轮轮轮的的的的几几几几何何何何轴轴

12、轴轴线线线线绕绕绕绕另另另另一一一一齿齿齿齿轮轮轮轮的的的的固固固固定定定定轴轴轴轴线线线线转转转转动动动动，则则则则此此此此轮轮轮轮系系系系2 2、组组组组成成成成：行行行行星星星星轮轮轮轮：自自自自转转转转+公公公公转转转转齿齿齿齿轮轮轮轮，其其其其轴轴轴轴线线线线绕绕绕绕机机机机架架架架上上上上固固固固定定定定轴轴轴轴线线线线回回回回转转转转。中中中中心心心心轮轮轮轮：与与与与行行行行星星星星轮轮轮轮相相相相啮啮啮啮合合合合的的的的齿齿齿齿轮轮轮轮。行行行行星星星星架架架架：支支支支承承承承行行行行星星星星轮轮轮轮的的的的活活活活动动动动轴轴轴轴承承承承架架架架HH。周周周周转转转转轮轮

13、轮轮系系系系中中中中，中中中中心心心心轮轮轮轮与与与与行行行行星星星星架架架架轴轴轴轴线线线线相相相相互互互互重重重重合合合合，一一一一般般般般以以以以其其其其作作作作为为为为运运运运的的的的输输输输入入入入或或或或输输输输出构件，故中心轮和行星架为周转轮系的基本构件。出构件，故中心轮和行星架为周转轮系的基本构件。出构件，故中心轮和行星架为周转轮系的基本构件。出构件，故中心轮和行星架为周转轮系的基本构件。3 3、分分分分类类类类：差差差差动动动动轮轮轮轮系系系系：F=3nF=3n2P2PL LP Ph h=34=3424242=2 2=2 行行行行星星星星轮轮轮轮系系系系：F=3nF=3n2P

14、2PL LP Ph h=33=3323232=1(12=1(1或或或或3 3固固固固定定定定)周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系的的的的传传传传动动动动比比比比方方方方法法法法：反反反反转转转转法法法法。释释释释放放放放机机机机架架架架，固固固固定定定定行行行行星星星星架架架架HH，即即即即：相相相相当当当当于于于于周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系上上上上附附附附中中中中一一一一个个个个与与与与行行行行星星星星架架架架HH运运运运动动动动相相相相反反反反的的的的（HH）。将将将将周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系 行行行行星星星星架架架架固固固固定定定定的的的的定定定定轴轴轴轴轮轮轮轮系系系系，称

15、称称称为为为为周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系的的的的转转转转化化化化机机机机构构构构，则则则则各各各各构构构构件件件件角角角角速速速速度度度度为为为为：(假假假假设设设设所所所所有有有有轮轮轮轮转转转转向向向向相相相相同同同同，具具具具体体体体计计计计算算算算时时时时考考考考虑虑虑虑正正正正负负负负)构构构构件件件件1 1 原原原原角角角角速速速速度度度度 1 1 加加加加入入入入“HH”角角角角速速速速度度度度 1 1HH=1 1 HH构构构构件件件件2 2 2 2 2 2HH=2 2 HH构构构构件件件件3 3 3 3 3 3HH=3 3 HH构构构构件件件件H H H H HHHH=H

16、H HH=0=0如如如如图图图图，将将将将行行行行星星星星架架架架HH固固固固定定定定，则则则则按按按按定定定定轴轴轴轴轮轮轮轮系系系系计计计计算算算算：i i1313h h=推推推推而而而而广广广广之之之之 i i1k1kh h=(=(1)1)mm 如如如如 k k=0=0，i i1k1kHH=+1=+1=i i1H1H+1+1 则则则则 i i1H1H=1=1i i1k1kHH注注注注意意意意：1 1、圆圆圆圆柱柱柱柱齿齿齿齿轮轮轮轮周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系轴轴轴轴线线线线互互互互相相相相平平平平行行行行，按按按按代代代代数数数数运运运运算算算算，上上上上式式式式即即即即可可可可。

17、2 2、圆圆圆圆锥锥锥锥齿齿齿齿轮轮轮轮周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系，由由由由一一一一于于于于行行行行星星星星轮轮轮轮HH轴轴轴轴线线线线与与与与HH轴轴轴轴线线线线不不不不平平平平行行行行，上上上上式式式式不不不不可可可可用用用用。3 3、计计计计算算算算周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系的的的的i i1k1kHH时时时时应应应应考考考考虑虑虑虑正正正正、负负负负值值值值，同同同同定定定定轴轴轴轴轮轮轮轮系系系系一一一一样样样样。4 4、周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系中中中中，行行行行星星星星轮轮轮轮、中中中中心心心心轮轮轮轮定定定定轴轴轴轴转转转转动动动动，行行行行星星星星架架架架绝绝

18、绝绝对对对对运动为定轴或复杂运动，上式可用。运动为定轴或复杂运动，上式可用。运动为定轴或复杂运动，上式可用。运动为定轴或复杂运动，上式可用。例例例例5-35-3：图图图图示示示示差差差差动动动动轮轮轮轮系系系系中中中中，各各各各轮轮轮轮的的的的齿齿齿齿数数数数为为为为z z1 1=15=15，z z2 2=25=25，z z2 2/=20=20，z z3 3=60=60，已已已已知知知知n n1 1=200r/min=200r/min，n n3 3=50r/min=50r/min，转转转转向向向向如如如如图。求转图。求转图。求转图。求转臂臂臂臂HH的转速的转速的转速的转速n nHH。普普普普通

19、通通通行行行行星星星星轮轮轮轮系系系系的的的的类类类类型型型型根根根根据据据据行行行行星星星星轮轮轮轮系系系系中中中中基基基基本本本本构构构构件件件件的的的的不不不不同同同同，分分分分为为为为以以以以下下下下三三三三种种种种1 1、2 2K-HK-H型型型型KK表表表表示示示示中中中中心心心心轮轮轮轮，HH表表表表示示示示转转转转架架架架，V V表表表表示示示示输输输输出出出出轴轴轴轴。2 2K-HK-H型型型型表表表表示示示示两两两两个个个个中中中中心心心心轮轮轮轮，一一一一个个个个转转转转架架架架。见见见见表表表表5-25-2。2 2、3 3KK型型型型具具具具有有有有三三三三个个个个中中

20、中中心心心心轮轮轮轮，转转转转架架架架HH只只只只起起起起支支支支撑撑撑撑行行行行星星星星轮轮轮轮使使使使其其其其与与与与中中中中心心心心轮轮轮轮相相相相啮啮啮啮合合合合的的的的作作作作用用用用，不不不不传传传传递递递递外外外外力力力力矩矩矩矩。表表表表5-25-2。3 3、K-H-VK-H-V型型型型只只只只有有有有一一一一个个个个中中中中心心心心轮轮轮轮，行行行行星星星星轮轮轮轮运运运运动动动动通通通通过过过过一一一一具具具具有有有有等等等等角角角角速比的机构传给速比的机构传给速比的机构传给速比的机构传给V V轴。表轴。表轴。表轴。表5-25-2。在在在在分分分分析析析析计计计计算算算算周

21、周周周转转转转轮轮轮轮系系系系传传传传动动动动比比比比时时时时，分分分分析析析析的的的的周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系是是是是一一一一个个个个基基基基本本本本周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系，所所所所谓谓谓谓基基基基本本本本周周周周转转转转给给给给系系系系组组组组成成成成的的的的特特特特点点点点如如如如下下下下：（1 1）、轮轮轮轮系系系系中中中中至至至至少少少少有有有有一一一一个个个个几几几几何何何何轴轴轴轴线线线线是是是是运运运运动动动动的的的的行行行行星星星星轮轮轮轮。（2 2）、支支支支撑撑撑撑行行行行星星星星轮轮轮轮的的的的有有有有一一一一个个个个且且且且仅仅仅仅有有有有一一一一个

22、个个个系系系系转转转转架架架架。（3 3）、与与与与行行行行星星星星轮轮轮轮直直直直接接接接啮啮啮啮合合合合的的的的且且且且过过过过主主主主思思思思线线线线的的的的两两两两个个个个（特特特特殊殊殊殊时时时时为为为为一一一一个个个个）中中中中心心心心轮轮轮轮。所所所所说说说说的的的的基基基基本本本本周周周周转转转转轮轮轮轮系系系系包包包包含含含含2 2K-HK-H、K-H-VK-H-V两两两两种种种种行行行行星轮系。星轮系。星轮系。星轮系。复复复复合合合合轮轮轮轮系系系系的的的的计计计计算算算算方方方方法法法法：区区区区分分分分各各各各个个个个基基基基本本本本轮轮轮轮系系系系；分分分分别别别别列

23、列列列出出出出各各各各个个个个基基基基本本本本轮轮轮轮系系系系的的的的传传传传动动动动比比比比计计计计算算算算公公公公式式式式；联联联联立立立立求求求求解解解解。复复复复合合合合轮轮轮轮系系系系计计计计算算算算的的的的关关关关键键键键是是是是找找找找出出出出行行行行星星星星轮轮轮轮系系系系，即即即即先先先先找找找找出出出出行行行行星星星星轮轮轮轮中中中中心心心心轮轮轮轮行行行行星星星星架架架架，其其其其余余余余为为为为定定定定轴轴轴轴轮轮轮轮系系系系。例例例例5-45-4：图图图图示示示示轮轮轮轮系系系系中中中中，各各各各轮轮轮轮系系系系数数数数为为为为：z z1 1=20=20，z z2 2

24、=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=81，z z6 6=80=80，i i1616。2 2 2 2/作业：P87 5-1课外：图示周转轮系中z2=50，z2=27，z3=54，z4=22，z5=20，z7=70，求iH1。（100）7 6 2 H 3 5 h 1 4四、行星轮系各轮齿数的确定 行星轮系是一种输出轴线与输入轴线重合的共轴式传动装置，并且采用几个完全相同的行星轮顽在中心轮的中刘。因此，设计行星轮系时，其各个齿轮的齿数和行星轮的个数的确定必须满足一定条件，才能使行星轮系得以装配并正常运转，从而实现给定的运动。如图进行分析：传动比条件周转轮系用来传递运动，必须实现工况所要求的传动比。因此各轮齿数的选择必须实现传动比条件。iH13=1=i1H=1+z3=(i1H1)z12、同心条件