第五章 轮系(精品).ppt

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1、第第5章章 轮系轮系 5-1 轮系的类型 5-2 定轴轮系及其传动比 5-3 周转轮系及其传动比 5-4 复合轮系及其传动比 5-5 轮系的应用 基本要求基本要求:v了解各类轮系的特点，学会判断轮系了解各类轮系的特点，学会判断轮系v熟练掌握各种轮系传动比的计算方法熟练掌握各种轮系传动比的计算方法v掌握确定主、从动轮的转向关系掌握确定主、从动轮的转向关系v了解轮系的功能、效率及设计方法了解轮系的功能、效率及设计方法机械设计基础 轮系5-1 轮系的类型轮系的类型v轮系：一系列齿轮组成的传动系统轮系：一系列齿轮组成的传动系统机械设计基础 轮系一、定轴轮系二、周转轮系三、复合轮系/混合轮系一、定轴轮系

2、一、定轴轮系v所所有有齿齿轮轮几几何何轴轴线线的的位位置置在在运转过程中固定不动的轮系运转过程中固定不动的轮系机械设计基础 轮系v又称普通轮系又称普通轮系AB151411101234568791213电动机电动机AB二、周转轮系二、周转轮系v至至少少有有一一个个齿齿轮轮的的轴轴线线不不固固定定，而而绕绕其其它它齿齿轮轮的的轴线回转轴线回转机械设计基础 轮系1OOHO12O131OHO12O13O1O2O1H3太阳轮太阳轮/中心轮中心轮行星轮行星轮系杆系杆/转臂转臂/行星架行星架行星轮系行星轮系 F=1差动轮系差动轮系 F=2行星架与中心行星架与中心轮的几何轴线轮的几何轴线必须重合必须重合轴线位

3、置变动轴线位置变动（自转、公转）（自转、公转）行星轮行星轮轴线位置固定：轴线位置固定：中心轮中心轮/太阳轮太阳轮三、复合轮系三、复合轮系/混合轮系混合轮系v不不是是单单一一的的轮轮系系，而而是是由由定定轴轴轮轮系系+周周转转轮轮系系或或周周转转轮轮系系+周转轮系周转轮系组成的复合轮系组成的复合轮系机械设计基础 轮系v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3H45O1O21H123O4H25O65-2 定轴轮系定轴轮系及其及其传动比传动比机械设计基础 轮系v定轴轮系：定轴轮系：所有轮的轴线均固定所有轮的轴线均固定v传动比：传动比：输入轴与输出轴的角速输入轴与输出轴

4、的角速(或转速或转速)比比传传动比动比计算计算(转速大小、转动方向转速大小、转动方向转速大小、转动方向转速大小、转动方向)v例：例：机械设计基础 轮系方向的判断：方向的判断：v外啮合外啮合，两轮回转方向，两轮回转方向相反相反v内啮合内啮合，两轮回转方向，两轮回转方向相同相同v箭头法：节点是速度瞬心，转向同时指向节点或背离节点箭头法：节点是速度瞬心，转向同时指向节点或背离节点1450rpm53.7rpm12搪杆=i12 i34 i56分步传动1450rpm53.7rpm123456-定轴轮系传动比定轴轮系传动比v传动比的大小：传动比的大小：机械设计基础 轮系v首末二轴转向关系判别：首末二轴转向关

5、系判别：1 平面轮系平面轮系:外啮合次数外啮合次数m，(-1)m2 空间轮系空间轮系:箭头法箭头法节点是速度瞬心，同时指向节点或背离节点节点是速度瞬心，同时指向节点或背离节点转转向向?大大小小?(-1)m平面定轴轮系传动比平面定轴轮系传动比v传动比的大小：传动比的大小：机械设计基础 轮系v定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比=各对齿轮传动比的连乘积各对齿轮传动比的连乘积v =从动轮齿数积从动轮齿数积/主动轮齿数积主动轮齿数积v首末两轮的转向取决于外啮合齿轮的对数首末两轮的转向取决于外啮合齿轮的对数v齿轮齿轮4(惰轮惰轮)不影响大小不影响大小,但改变转向但改变转向(-1)m1234567123567

6、惰轮惰轮过桥轮过桥轮(惰轮既是主动轮又作从动轮)其齿数对传动比无影响）作用作用:控制转向 传动距离较大时可使机 构紧凑机械设计基础 轮系空间定轴轮系传动比空间定轴轮系传动比v传动比的大小：传动比的大小：机械设计基础 轮系v首末二轴转向关系判别：首末二轴转向关系判别：v箭头法判断。箭头法判断。v齿轮齿轮1和和5转向相反。转向相反。1 12345431234-空间定轴轮系空间定轴轮系-续续v传动比绝对值计算公式同平面定轴轮系传动比绝对值计算公式同平面定轴轮系v用箭头法标定各轮的转向，同时指向或背离节点。用箭头法标定各轮的转向，同时指向或背离节点。v输输入入输输出出构构件件的的轴轴线线平平行行且且转

7、转向向相相同同时时，传传动动比比为为正正;转转向向相反相反,则传动比为负则传动比为负(最后通过箭头法判断后补充上去最后通过箭头法判断后补充上去)v轴线不平行的构件间的传动比轴线不平行的构件间的传动比,没有没有“+”、“-”。机械设计基础 轮系12345612345678方向如图所示方向如图所示方向如图所示方向如图所示定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是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情况输入、输出轮的轴线相互平行的情况传动比方向判断：画箭头传动比方向判断：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情况输入、输出轮的

8、轴线不平行的情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机械设计基础 轮系空间定轴轮系空间定轴轮系-续续5-3 周转轮系周转轮系及其及其传动比传动比v周转轮系：周转轮系：至少有一个齿轮的轴线不固定，而绕其它齿轮至少有一个齿轮的轴线不固定，而绕其它齿轮的轴线回转的轴线回转机械设计基础 轮系v周转轮系与定轴轮系的周转轮系与定轴轮系的区别：是否存在转臂区别：是否存在转臂v转化轮系：转化轮系：周转轮系运周转轮系运动转化后变成的动转化后变成的定轴轮定轴轮系系1OOH231O2H3n1n2n3nH一、周转轮系传动比分析一、周转轮系传动比分析v转化轮系传动比转化轮系传动比：机械设计基础 轮系v对于

9、定轴轮系：对于定轴轮系：1OOH231O2H3n1n2n3nH-nH123H构件构件原机构原机构转化机构转化机构(定轴定轴)n1n2n3nH转化机构法：转化机构法：-nHv对于对于F=1的行星轮系，的行星轮系，n3=0,有有二、周转轮系传动比的计算 不能直接用定轴轮系的计算方法不能直接用定轴轮系的计算方法 转化轮系速比:当转臂转速=nH,给整个轮系加上nH的公共转速转臂静止转化轮系(假想的定轴轮)(各构件相对运动不变)P75 图5-4.b 转化轮系转化轮系5-4.d图5-4.d321HO2O1O3 1.机构反转法机构反转法(转化机构转化机构)2.转化轮系速比计算转化轮系速比计算相对机架速度:n

10、1,n2,.相对转臂速度:n1H,n2H,.n1H=n1nHn2H=n2nHnHH=0机械设计基础 轮系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-w w H上角标上角标 H正负号问题正负号问题机械设计基础 轮系=(符号符号)GK从动轮齿数积/(GK主动轮齿数积)(公式5-2)注意注意:1.求得iGKH,并确定其“”“”号 再求其它2.iGKHiGK,iGKiKG,iGKHiKGH3.转向判断画箭头4.式(5-2)只适于G、K轮与转臂轴线平行时(转化轮系

11、)一般计算式一般计算式:机械设计基础 轮系小结小结:(平面周转轮系平面周转轮系)v转化轮系传动比：转化轮系传动比：机械设计基础 轮系v实际轮系传动比：实际轮系传动比：抓住要领!写转化轮系传动比写转化轮系传动比定义及大小，定义及大小，1,K,H轴线必须平行轴线必须平行注意注意注意注意：转向判别用：转向判别用号号!3.转向判断画箭头例题例题v如图所示。已知如图所示。已知:z1=100,z2=101,z2=100,z3=99v试求传动比试求传动比 iH1机械设计基础 轮系分析：分析：v轮系类型轮系类型周转轮系周转轮系v注意周转轮系，注意周转轮系，一定用一定用转化机构法转化机构法，记住记住“要领要领”

12、例题例题1H223解：解：n3=0将将z3改为改为100：已知齿数Z1=15 ,Z2=25,Z 2=20 ,Z3=60。n1=200r/min,n3=50r/min,转向见图，求nH (P.259)设n1为正，n3为负nH=8.3r/minn=4,PL=4,PH=2差动轮系机械设计基础 轮系例例5-2(图5-5 p.77)2.求nH:123Hn1Hn2Hn3H解:行星轮系行星轮系3.求n2:已知:n1,Z1,Z2,Z3;求:i1H,nH,n21.假设各轮转向(箭头)例题例题机械设计基础 轮系求nH与n1的关系=Z3/Z1n1=nH(1+Z3/Z1)n3 Z3/Z1注意n有符号n3=0n1=nH

13、(1+Z3/Z1)差动轮系行星轮系设n1为正，n3为负机械设计基础 轮系例例v如图所示。已知如图所示。已知:z1=48,z2=48,z2=18,z3=24,n1=250 r/min,n3=100 r/min,转向如图转向如图v试求试求nH的大小和方向的大小和方向分析：分析：v轮系类型轮系类型锥齿轮组成的周转轮系锥齿轮组成的周转轮系v转化机构中各轮转向用箭头判断转化机构中各轮转向用箭头判断解：解：1223Hn1Hn2Hn3Hn1n3讨论：讨论：是否可以将是否可以将n1代为负，代为负，n3代为正代为正试算，分析结果。试算，分析结果。nH=-50 r/min转向同转向同n1机械设计基础 轮系空间周转

14、轮系空间周转轮系例例v如图所示。已知如图所示。已知:z1,z2,z3,z4,z5,n1v求：求：i15、n5机械设计基础 轮系分析：分析：v轮系类型轮系类型周转轮系周转轮系例题例题解：解：2134H5已知齿数Z1=12 ,Z2=28,Z 2=14 ,Z3=54。求iSHn3=0手动链轮起重链轮行星轮行星轮系i1H=iSH=n1/nH=10转臂中心轮机械设计基础 轮系 由几个基本周转轮系或定轴轮系+周转轮系复合轮系分开各轮系计算联立方程解。定轴轮系定轴轮系:1-2i12=1/2=-Z2/Z1=2补充方程补充方程:例例:求求i1H:找基本周转轮系:先找行星轮找其转臂找与行星轮啮合的中心轮。2=2;

15、4=0周转轮系周转轮系:2 34H5-4复合轮系及其传动比机械设计基础 轮系例例:求周转轮系周转轮系1-2-3-H1:周转轮系周转轮系4-5-6-H2:H1=4 ;6=3=0机械设计基础 轮系5-5 5-5 轮系的轮系的应用应用1 距离较远的两轴之间传动；获得大的传动比2 实现分路传动3 实现变速与换向传动4 实现运动的合成与分解机械设计基础 轮系1 1 较远距离传动；较远距离传动；实现大传动比传动实现大传动比传动v一对齿轮传动比一般不大于一对齿轮传动比一般不大于57v大传动比可用定轴轮系多级传动实现，也可利用周转轮系大传动比可用定轴轮系多级传动实现，也可利用周转轮系和复合轮系实现和复合轮系实

16、现机械设计基础 轮系v啤酒大麦发酵池啤酒大麦发酵池实例实例v为了使搅拌器缓慢移动，以为了使搅拌器缓慢移动，以达到充分搅拌的目的，在电达到充分搅拌的目的，在电机到移动齿轮间采用了一个机到移动齿轮间采用了一个行星减速器，其传动比高达行星减速器，其传动比高达702.252 2 实现分路传动实现分路传动v利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将运动传给多个运动部分，从而实现分路传动运动传给多个运动部分，从而实现分路传动机械设计基础 轮系v滚齿机滚齿机实例实例v分两路将运动分别传给分两路将运动分别传给滚刀和轮坯滚刀和轮坯IIIVVIIII主轴主

17、轴IV3 3 实现变速与换向传动实现变速与换向传动v汽车齿轮变速箱汽车齿轮变速箱机械设计基础 轮系v红旗轿车自动变速器红旗轿车自动变速器v带式制动器带式制动器B1,B2,B3,锥面离合器锥面离合器C(液力变扭器控制液力变扭器控制)和倒车制动器和倒车制动器Br(司机控制司机控制)分别起作用时，输出轴分别起作用时，输出轴可得到可得到5种不同的速度种不同的速度IIIIVIIIIII35B3B2B1BrH12H22H3H4C1442”4 4、实现运动的合成与分解、实现运动的合成与分解 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、补补偿偿调调整整装装置置汽汽车、飞机动力传动中车、飞机动力传动中差动轮系差动轮系F F2 2两个输入，一个输出两个输入，一个输出运动合成运动合成机械设计基础 轮系一个输入，两个输出一个输入，两个输出运动分解运动分解a bcH12汽车后桥差速器汽车后桥差速器a bcH12a bcH12a bcH122)汽车直行:3)汽车右拐弯:1)组成 nb=2nH-na 即:na+nb=2nH na=nb ,na=nb=nH .abllR左右naR+l=nbR-lnanb=R+lR-lf机械设计基础 轮系