机械原理之轮系及其设计.pptx
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1、机机 械械 原原 理理第六章 轮系及其设计(shj)第一页,共61页。第六章第六章 轮系及其设计轮系及其设计(shj)6-1 轮系的类型轮系的类型(lixng)与与应用应用6-2 轮系的传动比计算轮系的传动比计算(j sun)6-3 行星轮系的效率行星轮系的效率 6-4 行星轮系的设计行星轮系的设计 6-5 其它行星传动简介其它行星传动简介第二页,共61页。6-1 轮系的类型轮系的类型(lixng)与应与应用用一、轮系的分类一、轮系的分类(fn li)1定轴轮系定轴轮系轮系运转轮系运转(ynzhun)时,如果各齿轮轴线的位置都固时,如果各齿轮轴线的位置都固定不动,则称之为定轴轮系(或称为普通轮
2、系)。定不动,则称之为定轴轮系(或称为普通轮系)。2143第三页,共61页。2周转周转(zhuzhun)轮轮系系 轮系运转时,至少轮系运转时,至少(zhsho)有一个齿轮轴线的位置不有一个齿轮轴线的位置不固定,而是绕某一固定轴线回转,则称该轮系为周转轮系。固定,而是绕某一固定轴线回转,则称该轮系为周转轮系。按按照照自自由由度度数数目目(shm)的的不不同同,又又可可将将周周转转轮轮系系分分为为两两类:类:1)差动轮系)差动轮系 自由度为自由度为2系杆系杆中心轮中心轮(主动)(主动)行星轮行星轮行星轮行星轮系杆系杆中心轮中心轮(主动)(主动)第四页,共61页。)行星)行星(xngxng)轮系轮系
3、 自由度为自由度为行星行星(xngxng)轮轮系杆系杆中心中心(zhngxn)轮(主轮(主动)动)中心轮中心轮(固定)(固定)第五页,共61页。双排双排2KH 型型3K 型型单排单排2KH 型型根据基本构件根据基本构件(gujin)不同不同2KH 型型 3K 型型 第六页,共61页。复合复合(fh)轮系轮系第七页,共61页。两组轮系传动比相同两组轮系传动比相同(xin tn),但是结构尺寸,但是结构尺寸不同不同二、轮系的功用二、轮系的功用(gngyng)1实现相距实现相距(xingj)较远的两轴之间的传较远的两轴之间的传动动第八页,共61页。2实现分路实现分路(fn l)传动传动第九页,共61
4、页。3实现变速实现变速(bin s)变向传动变向传动第十页,共61页。4实现实现(shxin)大速比和大功率大速比和大功率传动传动第十一页,共61页。5实现运动的合成实现运动的合成(hchng)与分解与分解运动运动(yndng)输入输入运动运动(yndng)输出输出第十二页,共61页。6-2 轮系的传动比计算轮系的传动比计算(j sun)一、定轴轮系的传动比一、定轴轮系的传动比一般一般(ybn)定轴轮定轴轮系的传动比计算公系的传动比计算公式为:式为:(6-1)第十三页,共61页。平面定轴轮系:定轴轮系中各对啮合齿轮平面定轴轮系:定轴轮系中各对啮合齿轮(chln)均为均为圆圆 柱齿轮柱齿轮(ch
5、ln)传动,即各轮的轴线都传动,即各轮的轴线都相相 互平行。互平行。空间定轴轮系:定轴轮系中含有空间定轴轮系:定轴轮系中含有(hn yu)圆锥齿轮、蜗杆蜗轮圆锥齿轮、蜗杆蜗轮等空间齿轮传动,即各轮的轴线不都等空间齿轮传动,即各轮的轴线不都 相互平行。相互平行。平面定轴轮系和空间定轴轮系的传动比大小均平面定轴轮系和空间定轴轮系的传动比大小均可由式(可由式(6-1)计算,但转向的确定有不同)计算,但转向的确定有不同(b tn)方法。方法。第十四页,共61页。如何如何(rh)确定平面定轴轮系中的转向关系?确定平面定轴轮系中的转向关系?如果如果(rgu)轮系中有轮系中有m对外啮合齿轮,在式(对外啮合齿
6、轮,在式(6-1)右)右侧分式前加侧分式前加 。第十五页,共61页。如何表示一对如何表示一对(y du)平行轴齿轮的转向平行轴齿轮的转向?机构运动机构运动简图简图线速度方向线速度方向(fngxing)用线速度方用线速度方向表示向表示(biosh)齿齿轮回转方向轮回转方向机构运动机构运动简图简图第十六页,共61页。如何确定空间定轴轮系中的转向如何确定空间定轴轮系中的转向(zhunxing)关系?关系?空间(kngjin)定轴轮系传动比前的“+”、“”号没有实际意义不不平平行行(pngxng)不平行不平行“+”、“”不能表示不平行轴之间的转向关系,采用画箭头方法1)输入、输出轮的轴线不平行的情况传
7、动比方向判断传动比方向判断 表示表示画箭头画箭头第十七页,共61页。2)输入、输出轮的轴线相互平行输入、输出轮的轴线相互平行(pngxng)的情况的情况传动比方向判断:画箭头传动比方向判断:画箭头(jintu)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第十八页,共61页。如何表示如何表示(biosh)一对圆锥齿轮的转一对圆锥齿轮的转向?向?表示齿轮表示齿轮(chln)回回转方向转方向机构运机构运动简图动简图线速度方向线速度方向(fngxing)用线速度用线速度方向表示方向表示齿轮回转齿轮回转方向方向箭头对箭头箭头对箭头或箭尾对箭尾或箭尾对箭尾第十九页,共61页。如何表示如何表示(
8、biosh)蜗杆蜗轮传动的转蜗杆蜗轮传动的转向?向?向方影投向方影投蜗杆回转蜗杆回转(huzhun)方向方向蜗轮回转蜗轮回转(huzhun)方向方向蜗杆上一点蜗杆上一点线速度方向线速度方向机构运机构运动简图动简图右旋蜗杆右旋蜗杆表示蜗杆、蜗轮表示蜗杆、蜗轮回转方向回转方向蜗杆旋向影响蜗轮的回转方向蜗杆旋向影响蜗轮的回转方向第二十页,共61页。如何如何(rh)判断蜗杆、蜗轮的转判断蜗杆、蜗轮的转向?向?右旋蜗杆右旋蜗杆左旋左旋(zu xun)蜗杆蜗杆右旋用左手右旋用左手(zushu)规则规则左旋用右手规则左旋用右手规则蜗杆的转向蜗杆的转向第二十一页,共61页。总结:总结:1)定轴轮系(平面和空间
9、)的传动比大小均用式)定轴轮系(平面和空间)的传动比大小均用式 (6-1)来计算;)来计算;2)传动比的方向表示有所不同。如果是平面定轴)传动比的方向表示有所不同。如果是平面定轴 轮系即各齿轮轴线都互相平行轮系即各齿轮轴线都互相平行,采用在式(,采用在式(6-1)右侧分式前加上右侧分式前加上 表示转向相同或相反表示转向相同或相反(xingfn);如果是空间定轴轮系分两种情况:如果是空间定轴轮系分两种情况:首末两轮轴线平行首末两轮轴线平行 经过箭头判断后在传动比大小前加正负号经过箭头判断后在传动比大小前加正负号 (相同为相同为“+”,不同为,不同为“-”););首末两轮轴线不平行首末两轮轴线不平
10、行 只能用箭头来表示转向。只能用箭头来表示转向。第二十二页,共61页。二、周转二、周转(zhuzhun)轮系轮系的传动比的传动比周转周转(zhuzhun)轮系传动比的计算方法(转轮系传动比的计算方法(转化机构法)化机构法)周转周转(zhuzhun)轮系轮系 定轴轮系(转定轴轮系(转化机构)化机构)定轴轮系传动比定轴轮系传动比计算公式计算公式求解周转轮系的求解周转轮系的传动比传动比反转法反转法第二十三页,共61页。构件名称构件名称 原周转轮系中原周转轮系中各构件的角速度各构件的角速度转化机构中各转化机构中各构件的角速度构件的角速度给整个给整个(zhngg)周转轮系加一个周转轮系加一个与系杆与系杆
11、H的角速度大小相等、方的角速度大小相等、方向相反的公共角速度向相反的公共角速度 HH系杆系杆w w中心中心(zhngxn)(zhngxn)轮轮1 1行星行星(xngxng)(xngxng)轮轮中心轮中心轮3 3在在转化机构中转化机构中系杆系杆H变成了机架变成了机架把一个周转轮系把一个周转轮系转化成转化成了定轴轮系了定轴轮系第二十四页,共61页。构件名称构件名称 原周转轮系中原周转轮系中各构件的角速度各构件的角速度转化机构中各转化机构中各构件的角速度构件的角速度系杆系杆w w中心中心(zhngxn)(zhngxn)轮轮1 1中心中心(zhngxn)(zhngxn)轮轮3 3计算计算(j sun)
12、该转化机构该转化机构(定轴轮系)的传动比:(定轴轮系)的传动比:输入轴输入轴输出轴输出轴等式右边等式右边“一一”号表示在转号表示在转化机构中齿轮化机构中齿轮1和齿轮和齿轮3的的转向相反转向相反第二十五页,共61页。同理,将以上分析推广一般情况同理,将以上分析推广一般情况(qngkung)。设周转轮。设周转轮系的两个中心轮分别为齿轮系的两个中心轮分别为齿轮A、K,则转化机构中齿轮,则转化机构中齿轮A与与K之间的传动比为之间的传动比为对于差动轮系,给定对于差动轮系,给定(i dn)三个基本构件的三个基本构件的角速度角速度 中的任意两个,便可由中的任意两个,便可由(6-2)式求式求出第三个,从而可求
13、出三个中任意两个之间出第三个,从而可求出三个中任意两个之间的传动比。的传动比。(6-2)第二十六页,共61页。当当时时对于行星轮系,其中一个中心对于行星轮系,其中一个中心(zhngxn)轮轮是固定的是固定的推广推广(tugung)公式为:公式为:表示中心轮表示中心轮K固定,活动中心轮固定,活动中心轮A对系杆对系杆H的传动比,等于的传动比,等于1减减去转化去转化(zhunhu)机构中的中机构中的中心轮心轮A对原固定中心轮对原固定中心轮K的传动的传动比比(6-3)第二十七页,共61页。应用式(应用式(6-2)时应注意:)时应注意:1)该式只适用于齿轮)该式只适用于齿轮A、K与系杆与系杆H的回转的回
14、转(huzhun)轴线轴线重合重合 或平行时的情况。或平行时的情况。2)等号右侧)等号右侧“”号的判断方法同定轴轮系。如果号的判断方法同定轴轮系。如果 由由A到到K之间只有圆柱齿轮传动,由之间只有圆柱齿轮传动,由 来确定。来确定。如果含有圆锥齿轮传动或蜗杆蜗轮传动,则用画如果含有圆锥齿轮传动或蜗杆蜗轮传动,则用画 箭头的方法来确定。若齿轮箭头的方法来确定。若齿轮A、K的轴线平行,则的轴线平行,则 齿轮齿轮A、K的箭头方向相同时为的箭头方向相同时为“+”号,相反时为号,相反时为 “”号。若齿轮号。若齿轮A、K的轴线不平行,只能以箭头的轴线不平行,只能以箭头 方向表示转向。方向表示转向。3)将各个
15、角速度的数值代入时,必须带有)将各个角速度的数值代入时,必须带有“”号。号。可先假定某一已知构件的转向为正号,则另一构可先假定某一已知构件的转向为正号,则另一构 件的转向与其相同取正号,反之取负号。件的转向与其相同取正号,反之取负号。(6-2)第二十八页,共61页。例例6-1 如右图所示的如右图所示的2KH型行星型行星(xngxng)轮系中,轮系中,已知已知试求输入试求输入(shr)系杆系杆H对输出齿轮对输出齿轮1的传动比的传动比解:齿轮解:齿轮(chln)1、双联齿轮、双联齿轮(chln)22、齿轮、齿轮(chln)3和系杆和系杆H组成行星轮系,由式(组成行星轮系,由式(6-3)有)有所以所
16、以第二十九页,共61页。例例6-2:z1=z2=48,z2=18,z3=24,w1=250 rad/s,w3=100 rad/s,方向,方向(fngxing)如图所示。求:如图所示。求:wH 2H231解:将H固定(gdng),画出转化轮系各 轮的转向,如虚线箭头所示设实线箭头(jintu)朝上为正,将值代入系杆系杆H的转向与齿轮的转向与齿轮1的转向相同的转向相同第三十页,共61页。例例6-3:z1=20,z2=30,z2=18,z3=68,齿轮,齿轮1的转速的转速(zhun s)。求系杆求系杆H的转速的转速(zhun s)的大小和方向。的大小和方向。解:由于是行星轮系可直接用(6-3)式首先
17、(shuxin)计算转化轮系的传动比系杆系杆H的回转的回转(huzhun)方向与齿轮方向与齿轮1回转回转(huzhun)方向相同方向相同第三十一页,共61页。三、复合三、复合(fh)轮系的传动轮系的传动比比什么什么(shn me)是复是复合轮系?合轮系?复合轮系由定轴轮系和周复合轮系由定轴轮系和周转转(zhuzhun)轮系或者轮系或者由两个以上的周转由两个以上的周转(zhuzhun)轮系组成,轮系组成,因此其传动比不能用上面因此其传动比不能用上面讨论的方法(反转法)直讨论的方法(反转法)直接计算。接计算。第三十二页,共61页。复合复合(fh)轮系传动比的求解方轮系传动比的求解方法:法:1.将复
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- 机械 原理 及其 设计
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