机械设计基础第5章--轮系.pptx

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1、第第5 5章章 轮系及其设计轮系及其设计51 轮系及其分类轮系及其分类52 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比53 周转轮系的传动比周转轮系的传动比54 复合轮系的传动比复合轮系的传动比55 轮系的应用轮系的应用第1页/共54页由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。51 齿轮系及其分类齿轮系及其分类第2页/共54页51 轮系及其分类轮系及其分类第3页/共54页51 轮系及其分类轮系及其分类一、定轴轮系一、定轴轮系轮系运转时，各轮的几何轴线相对于机架的位置都是固定不动的。平面轮系：各轮轴线均平行。第4页/共54页51 轮系及其分类轮系及其分类空间轮系：各轮轴线不平行。第5页/共54页2、构造：1、3

2、-中心轮（太阳轮）H-系杆(行星架、转臂)2基本构件轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个 齿轮的固定轴线转动。二、二、周转轮系周转轮系（回转轴线重合）行星轮定义：1、51 轮系及其分类轮系及其分类第6页/共54页3 3、分类分类：按自由度分：按自由度分：中心轮中心轮1、3均不固定均不固定-差动轮系差动轮系Ph=2F=3n-2Pl-Ph=34-24-2=2n=4Pl=4特征特征:51 轮系及其分类轮系及其分类第7页/共54页 按自由度分：按自由度分：F=2 差动轮系差动轮系n=3行星轮系行星轮系中心轮中心轮1 1、3 3均不固定均不固定特征：特征：Pl=3Ph=2F=3n-2Pl-Ph=

3、33-23-2=1特征：特征：中心轮中心轮1 1或或3 3有一个固定有一个固定3 3、分类分类：51 轮系及其分类轮系及其分类第8页/共54页 按自由度分：按自由度分：中心轮中心轮1固定（外齿轮）固定（外齿轮）F=1 行星轮系行星轮系中心轮中心轮3固定（内齿轮）固定（内齿轮）F=1 行星轮系行星轮系3 3、分类分类：51 轮系及其分类轮系及其分类第9页/共54页周转轮系的判别若均不固定-差动轮系差动轮系有一个固定-行星轮系行星轮系不固定-差动轮系固定-行星轮系若51 轮系及其分类轮系及其分类第10页/共54页 按中心轮个数分按中心轮个数分：(基本基本构件构件)2K-H2K-H中心轮用中心轮用K

4、 K，系杆用，系杆用H H 表示。表示。单排单排3 3、分类分类：51 齿轮系及其分类齿轮系及其分类第11页/共54页 按中心轮个数分按中心轮个数分：(基本构件基本构件)中心轮用中心轮用K K，系杆用，系杆用HH表示。表示。2K-H2K-H双排双排3 3、分类分类：51 齿轮系及其分类齿轮系及其分类第12页/共54页 按中心轮个数分：按中心轮个数分：(基本基本构件构件)3K3K中心轮个数为中心轮个数为K K，系杆用，系杆用HH表示。表示。3 3、分类分类：51 轮系及其分类轮系及其分类第13页/共54页51 轮系及其分类轮系及其分类三、混合轮系和复合轮系三、混合轮系和复合轮系定轴轮系+周转轮系

5、混合轮系周转轮系+周转轮系复合轮系分隔29第14页/共54页轮系的分类按轴线间的相对位置分按轴线是否固定定轴轮系周转轮系混合轮系、混合轮系平面轮系空间轮系51 轮系及其分类从计算轮系的传动比来看从计算轮系的传动比来看第15页/共54页52 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比一、传动比：一、传动比：输入轴与输出轴角速度（转速）之比。1、一对啮合传动齿轮的传动比大小：2、一对啮合传动齿轮的转向关系：第17页/共54页52 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比求：i15二、举例：二、举例：第18页/共54页52 定轴轮系的传动定轴轮系的传动比比讨论讨论每对齿轮的主、从关系是由AB的运动方向确定的；若AB两

6、轴线平行，iAB可用“”表示，“+”表示转向相同，“”表示转向相反；若AB两轴线不平行，iAB则用箭头表示；对平面轮系，传动比总有“”号，其符号可用箭头法，也可用(-1)m确定，对空间轮系，只能用箭头法确定转向；轮2在传动比式中不起作用，称为“惰轮”。第19页/共54页53 周转轮系的传动周转轮系的传动比比周转轮系的传动比如何求周转轮系的传动比如何求第20页/共54页周转轮系“定轴轮系”理论依据理论依据：各构件加各构件加“-H H”绕绕O1前提条件前提条件：保证各个构件之间的相对运动不变一、一、传动比计算传动比计算机构各构件加上同一角速度，各构件间的相对运动不变。设各构件转动方向相同（转化机构

7、）553 3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比思思 路路：第21页/共54页温故知新温故知新定轴轮系的传动比计算传动比的大小计算传动比的大小计算转向关系的表示方法转向关系的表示方法 若AB两轴线平行，可用“”表示：“+”表示转向相同 “”表示转向相反 对平面平面轮系，传动比总有“”号，其符号 可用箭头法，也可用(-1)m确定，对空间空间轮系，只能用箭头法确定转向若AB两轴线不平行，iAB则用箭头用箭头表示第22页/共54页周转轮系“定轴轮系”理论依据理论依据：各构件加各构件加“-H H”绕绕O1前提条件前提条件：保证各个构件之间的相对运动不变一、一、传动比计算传动比计算机构各构件加上同一角速度

8、，各构件间的相对运动不变。设各构件转动方向相同（转化机构）553 3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比思思 路路：第23页/共54页构件构件转化前（周转轮系）转化前（周转轮系）转化后（转化后（“定轴轮系定轴轮系”）123H机架机架553 3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比第24页/共54页转化机构的传动比：“”号表示在转化机构中，轮1、轮3的转向相反。553 3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比第25页/共54页注意：注意：转化机构的角速比 由转化机构按定轴轮系计算方法求得。其中：“”仅表示转化机构中各构件的相对转向，而不是各 在 中，已知其二，可求其一；它们既包含大小又包含转向，若已知的两

9、转速转向相同，同号值代入；否则异号值代入。求得的转速方向与其符号相同的已知转速方向一致。553 3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比构件的真实转向。任何时候均不能直接在周转轮系上用(-1)m或箭头直接判 断从动件的转向第26页/共54页 三轴线必须平行，否则不能应用上式。当B=0时 行星轮系553 3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比注意：注意：第27页/共54页553 3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比例111 解：二、举例二、举例行星轮系1、H转向相同第28页/共54页解：1、H转向相同1、H转向相反553 3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比例例112 行星轮系第29页/共54页解：解

10、：求求 与与n1、n3转向相同转向相同553 3 周转轮系的传动周转轮系的传动比比例例113（1）当）当n1与与n3转向相反时，转向相反时，n3的大小和方向；的大小和方向；（2）当）当n1与与n3转向相同时，转向相同时，n3的大小和方向。的大小和方向。与与n n1 1转向相反、与转向相反、与n n3 3转向相同转向相同差动轮系差动轮系第30页/共54页定轴轮系+周转轮系混合轮系混合轮系周转轮系+周转轮系复合轮系复合轮系组合轮系组合轮系554 4 组合轮系的传动比组合轮系的传动比第31页/共54页一、求解步骤一、求解步骤1、划分轮系（关键）定轴轮系行星轮系2、分别建立各轮系的传动比方程554 4

11、 组合轮系的传动比组合轮系的传动比第32页/共54页1、划分轮系2、分别建立各轮系的传动比方程3、找联系条件，联立求解554 4 组合轮系的传动比组合轮系的传动比定轴轮系行星轮系第33页/共54页二、轮系的划分方法二、轮系的划分方法1 1、先找行星轮（从这里入手）、先找行星轮（从这里入手）2 2、再找系杆、再找系杆H H3 3、找中心轮、找中心轮与行星轮相啮合，并且与系杆共轴线与行星轮相啮合，并且与系杆共轴线轴线不固定的齿轮轴线不固定的齿轮支承行星轮，使行星轮支承行星轮，使行星轮作公转运动（但不一定是杆状）作公转运动（但不一定是杆状）554 4 组合轮系的传动组合轮系的传动比比定轴轮系定轴轮系

12、行星轮系行星轮系第34页/共54页2为行星轮1、3为中心轮1、5为中心轮4为行星轮5为系杆H为系杆（3固定）1、2、3、5行星轮系行星轮系（1、5均不固定）1、4、5、H 差动轮系差动轮系划分轮系从行星轮入手554 4 组合轮系的传动比组合轮系的传动比例例114 第35页/共54页54 组合组合轮系的传动比轮系的传动比1、2、2、3-定轴轮系定轴轮系3、4、5、H-差动轮系差动轮系5、6-定轴轮系定轴轮系划分轮系例例115第36页/共54页电动卷扬机的减速器，已知各轮齿数及n1，求n5。差动轮系定轴轮系554 4 组合轮系的传动比组合轮系的传动比例例116解：1、划分轮系第37页/共54页差动

13、轮系差动轮系定轴轮系定轴轮系554 4 组合轮系的传动比组合轮系的传动比差动轮系差动轮系定轴轮系定轴轮系联系条件：联系条件：联立求解：联立求解：与n1同向。第38页/共54页54 复合轮系的传动比复合轮系的传动比减速器，已知各轮齿数，求i1H；又若n1=1375r/min，求输出轴H转一周的时间T。解：2、3、4、H2、11、55、4设n1为顺时针-差动轮系-定轴轮系n2、n4转向相反 n2、n4以异号代入 差动轮系定轴轮系例例117第39页/共54页54 复合轮系的传动比复合轮系的传动比解：代入数据，计算得：当输出轴H转一圈时，输入轴1转1980000圈。提问：nH的转向nH为“+”号，表明

14、其转向与n2相同。nH为“+”号，表明其转向与n1相同。例例117减速器，已知各轮齿数，求i1H；又若n1=1375r/min，求输出轴H转一周的时间T。第40页/共54页54 复合轮系的传动比复合轮系的传动比 图示轮系，已知：n1=1500rpm，z1=20，z2=z2=40，z4=20，z3=15，z3=30，z5=80，z7=15，z8=30，各轮均为标准直齿轮，试求nH的大小与方向。n1解：划分轮系6、7、8、H-差动轮系代入（）：解得：负号表示与n6反向、与n8同向。例例118第41页/共54页第 17 次课授课计划 机械设计基础 课程 环境本071-2 班级 09年 10月22日

15、章节名称5-5轮系的应用第9章 机械零件设计概论9-1 机械零件设计概论9-2 机械零件的强度9-5机械制造常用材料及其选择 教学内容1、轮系的类型；2、定轴轮系传动比；3、周转轮系的组成；4、周转轮系的传动比教学目的与 要 求1.掌握机械设计的设计依据、设计方法；2.零件强度校核计算；3.常用材料的选择；重 点1、机械零件许用应力计算；2、机械零件安全系数计算；难 点1、机械零件许用应力计算；2、机械零件安全系数计算；作 业P129：9-2；9-3；9-5；9-9教学手段多媒体参考资料机械设计基础知识要点及习题解析 第42页/共54页55 轮系的应用轮系的应用一、相距较远的两轴之间的传动一、

16、相距较远的两轴之间的传动二、实现变速传动二、实现变速传动第43页/共54页55 轮系的应用轮系的应用第44页/共54页55 轮系的应轮系的应用用第45页/共54页55 轮系的应用轮系的应用车床走刀丝杠三星轮换向机构第46页/共54页实现分路传动实现分路传动55 轮系的应用轮系的应用第47页/共54页55 轮系的应用轮系的应用三、获得最大传动比三、获得最大传动比某型号涡轮螺旋桨航空发动机主减速器外形尺寸仅为 430 mm，采用4个行星轮和6个中间轮，传递功率达到2850kw，i1H11.45。第48页/共54页55 轮系的应用轮系的应用四、合成运动四、合成运动如图差动轮系：给定三个基本构件中的任

17、意两个运动，第三个运动即可求得。（加法机构）H的运动是1、3两构件运动的合成。第49页/共54页55 轮系的应用轮系的应用分解运动分解运动 差动轮系不仅能将两个独立的转动合成为一个转动，而且还可以将一个主动构件的转动按所需的可变比例分解为两个从动件的转动。图示为汽车差速器。差速器可根据不同的弯道半径，自动地将发动机传来的转动分解为左右两个后轮的不同速转动。发动机传动轴第50页/共54页55 轮系的应用轮系的应用当汽车直线行驶时，当汽车转弯时，车体绕P点转动，联立解得：若车轮在地面不打滑，应：第51页/共54页55 轮系的应用轮系的应用轮4、5组成定轴轮系，有：当汽车直线行驶时，r 第52页/共54页55 轮系的应用轮系的应用直线转弯分隔31第53页/共54页感谢您的观看。第54页/共54页