第07章-齿轮系及其设计.ppt

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1、 主动轮主动轮 从动轮从动轮 一对圆柱齿轮，传动比不大于一对圆柱齿轮，传动比不大于57下一页问题：问题：大传动比传动大传动比传动i=12i=60i=720时针：时针：1圈圈分针：分针：12圈圈秒针：秒针：720圈圈12小时小时下一页问题问题：变速、换向变速、换向 下一页齿轮系齿轮系：由一系列齿轮组成的齿轮传动系统称为齿轮系由一系列齿轮组成的齿轮传动系统称为齿轮系下一页第7章 齿轮系及其设计 7-1 轮系轮系及其分类及其分类7-2 定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比7-3 周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比7-4 复合轮系及其传动比复合轮系及其传动比7-5 轮系的应用轮系的应用7-7 其它类

2、型的行星传动简介类型的行星传动简介下一页齿轮系齿轮系：由一系列齿轮组成的传动称为齿轮系由一系列齿轮组成的传动称为齿轮系下一页7-1 轮系轮系及其分类及其分类定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系下一页（1）定轴轮系）定轴轮系1223445定轴轮系定轴轮系：当齿轮系转动时，若其中各齿轮的轴线相对于当齿轮系转动时，若其中各齿轮的轴线相对于 机架的位置都是固定不动的。机架的位置都是固定不动的。分类分类：下一页 周转轮系周转轮系：当齿轮系转动时，若其中至少有一个齿轮的当齿轮系转动时，若其中至少有一个齿轮的 几何轴线绕另一齿轮的固定几何轴线运动几何轴线绕另一齿轮的固定几何轴线运动。（2）周转轮系）周转轮系下一

3、页轮系的传动比轮系的传动比：轮系中首轮与末轮的角速度的比。轮系中首轮与末轮的角速度的比。(3)复合复合轮系轮系复合复合轮系轮系:既有行星轮系又有定轴轮系或有若干个行星轮系既有行星轮系又有定轴轮系或有若干个行星轮系 组合而成的复杂轮系。组合而成的复杂轮系。传动比的计算内容包括传动比的计算内容包括：传动比的大小传动比的大小齿轮的转向齿轮的转向下一页7-2 定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比传动比传动比iab:大小大小 方向方向相对转向的确定规则：相对转向的确定规则：一对平行轴内啮合齿轮一对平行轴内啮合齿轮一对平行轴外啮合齿轮一对平行轴外啮合齿轮一对圆锥齿轮传动一对圆锥齿轮传动蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆

4、传动（以蜗杆为原（以蜗杆为原动件）：右旋用右手定则判动件）：右旋用右手定则判断；断；拇指伸直，其余四指握拳，令四指拇指伸直，其余四指握拳，令四指弯曲方向与蜗杆传动方向一致，则弯曲方向与蜗杆传动方向一致，则拇指的指向即为蜗杆相对于蜗轮前拇指的指向即为蜗杆相对于蜗轮前进的方向；按照相对运动原理，蜗进的方向；按照相对运动原理，蜗轮相对于蜗杆的运动方向应与此相轮相对于蜗杆的运动方向应与此相反。反。下一页例例1、平行轴间传动比计算公式、平行轴间传动比计算公式：已知各轮齿数和轴已知各轮齿数和轴1转速，求传转速，求传动比动比 i15 的转速和转向。的转速和转向。解：注意注意2轮为惰轮或过桥齿轮：轮为惰轮或过

5、桥齿轮：下一页Z1Z3Z4Z4Z5Z2Z3例例2 2：已已知知图图示示轮轮系系中中各各轮轮齿数，求传动比齿数，求传动比 i15。齿齿轮轮2 2对对传传动动比比没没有有影影响响，但但能能改改变变从从动动轮轮的的转转向向，称为称为过轮过轮或或中介轮中介轮。2.计算传动比计算传动比齿轮齿轮1、5 转向相反转向相反解：解：1.1.先确定各齿轮的转向先确定各齿轮的转向过轮过轮z z1 1 z z2 2 zz3 3 zz4 4 z z2 2 z z3 3 z z4 4 z z5 5=z z1 1 zz3 3 zz4 4 z z3 3 z z4 4 z z5 5=i15 =1/5下一页7-3 周转轮系及其传

6、动比周转轮系及其传动比1 周转轮系的组成周转轮系的组成2 周转轮系传动比的计算周转轮系传动比的计算下一页1 周转轮系的组成周转轮系的组成概念：行星轮、行星架或转臂、中心轮或太阳轮行星轮、行星架或转臂、中心轮或太阳轮差动轮系：两个中心轮均转动差动轮系：两个中心轮均转动简单行星轮系：一个中心轮转动简单行星轮系：一个中心轮转动下一页2 周转轮系传动比的计算周转轮系传动比的计算周转轮系的转化轮系周转轮系的转化轮系依据相对运动原理，依据相对运动原理，“反转法反转法”给机构一个给机构一个-nHn33n22转化轮系中的转速转化轮系中的转速原来的转速原来的转速构件构件nHHn11行星轮系行星轮系的传动比的传动

7、比-简简单单行行星星轮轮系系转转换换下一页例例7-1已知各轮的齿数已知各轮的齿数z1=27,z3=61以及以及n1，求传动比求传动比i1H和行星架的转速和行星架的转速nH所以有：所以有：解得：解得：解：将行星架固定，画出转化轮系中各轮的转向解：将行星架固定，画出转化轮系中各轮的转向故行星架的转速故行星架的转速nH亦可求。亦可求。下一页例例7-2图中所示为一大传动比的减速器。已知各轮的齿数为图中所示为一大传动比的减速器。已知各轮的齿数为Z1100，Z2=101，Z2=100，Z3=99，求传动比求传动比iH1。解 这是一个简单行星轮系。其转化机构的传动比为：下一页所以有所以有（注意：此处假设实线

8、箭头向上为正）：（注意：此处假设实线箭头向上为正）：解得：解：此题为差动轮系，将行星架固定，画出转化轮系中各轮的转向解：此题为差动轮系，将行星架固定，画出转化轮系中各轮的转向说明：行星架的转向与n1相反，箭头朝下。例例7-3已知各轮的齿数已知各轮的齿数z1=20、z2=24、z2=30、z3=40以及以及n1=200r/min、n3=-100r/min，求行星架的转速求行星架的转速nH的大小和方向。的大小和方向。下一页7-4 复合轮系及其传动比复合轮系及其传动比已知：各齿轮齿数已知：各齿轮齿数z1=24,z2=52,z2=21,z3=78,z3=16,z5=78，求求i1H关键是：区分定轴轮系

9、和周转轮系关键是：区分定轴轮系和周转轮系周转轮系：先找行星轮，再找支持行星周转轮系：先找行星轮，再找支持行星轮的行星架，再找中心轮轮的行星架，再找中心轮解：差动轮系解：差动轮系1、2-2、3和行星架和行星架；定轴轮系定轴轮系3、4、5；在差动轮系中有在差动轮系中有：在定轴轮系中有：在定轴轮系中有：下一页例题例题7.4.4 在图在图8.11所示的轮系中，已知各轮的齿数为：所示的轮系中，已知各轮的齿数为：Z1=20，Z2=40，Z2=20，Z4=80，试求传动比试求传动比i1H。图图8.11 复合轮系传动比的计算复合轮系传动比的计算 解解 1 1）区区分分轮轮系系：齿齿轮轮1 1和和2 2组组成成

10、定定轴轴轮轮系系。齿齿轮轮22、3 3、4 4和和系系杆杆H H组组成成简简单单行行星星轮系。轮系。2 2）分分别别列列出出各各基基本本轮轮系系传传动动比比的的计计算式：算式：负号表明齿轮负号表明齿轮1 1和系杆和系杆H H的转向相反的转向相反 下一页例题例题7.5 在图示的电动三爪卡盘轮系中，已知各轮的齿数为：在图示的电动三爪卡盘轮系中，已知各轮的齿数为：Z1=6，Z2=Z2=25，Z3=57，Z4=56，试求传动比，试求传动比i14。解：解：1-2(H)-3.(1)3-2-2(H)-4 (2)(2)1-2-2(H)-4(3)共计3个周转轮系，只有两个独立去掉(3)得：下一页7-5 轮系的应

11、用轮系的应用 1 相距较远的两轴之间的传动相距较远的两轴之间的传动 2 实现变速传动实现变速传动 3 获得大的传动比获得大的传动比 4 合成运动和分解运动合成运动和分解运动 下一页1、相距较远的两轴之间的传动相距较远的两轴之间的传动下一页2、实现变速传动、实现变速传动汽车变速箱可以实现四档变速：汽车变速箱可以实现四档变速：第一档：第一档：齿轮5、6啮合而3、4和离合器A、B均脱离；第二档：第二档：齿轮3、4啮合而5、6和离合器A、B均脱离；第三档：第三档：离合器A、B相啮合而齿轮3、4和5、6均脱离；倒退档：倒退档：齿轮6、8啮合而3、4和5、6以及离合器A、B均脱离，此时由于惰轮的作用，输出

12、轴反转。汽车变速箱：汽车变速箱：轴I为输入轴，轴为输出轴，4、6为滑移齿轮，A-B 为牙嵌式离合器。下一页3、获得大的传动比、获得大的传动比图中：图中：z1=100，z2=101，z2=100，z3=99，传动比如下：传动比如下：因为，齿轮因为，齿轮3固定为行星轮系，所以：固定为行星轮系，所以：下一页4、合成运动和分解运动、合成运动和分解运动合成运动：合成运动：将两个运动合成为一个输出运动。将两个运动合成为一个输出运动。解得：2nH=n1+n3已知z1=z3 这种轮系可以做加法机构：行星架的转角这种轮系可以做加法机构：行星架的转角之两倍为齿轮之两倍为齿轮1和齿轮和齿轮3的轴的转速之和。的轴的转

13、速之和。下一页分解运动：分解运动：汽车后桥差速器：当汽车拐弯时，将发动机传给齿轮汽车后桥差速器：当汽车拐弯时，将发动机传给齿轮5的运的运动，以不同转速分别传递给左右两车轮。动，以不同转速分别传递给左右两车轮。拐弯时，差动轮系拐弯时，差动轮系1、2、3和和4（即行星架（即行星架H），），此差此差动轮系与动轮系与上图所示的机构上图所示的机构完完全相同，故有：全相同，故有：2n4=n1+n3又：回转中心为又：回转中心为C点，所以点，所以有：有：联合上两式，即可求得联合上两式，即可求得n1和和n3。下一页7-7 其它类型的行星传动简介其它类型的行星传动简介 1 渐开线少齿差行星传动渐开线少齿差行星传动

14、2 摆摆线针轮行星传动线针轮行星传动3 谐波齿轮传动谐波齿轮传动 下一页1 渐开线少齿差行星传动渐开线少齿差行星传动 该式表明：当齿数差该式表明：当齿数差(Z(Z1 1-Z-Z2 2)很小时，传很小时，传动比动比i iHVHV可以很大；当可以很大；当Z Z1 1-Z-Z2 21 1时。称为一齿时。称为一齿差行星传动，其传动比差行星传动，其传动比i iHVHV-Z-Z2 2 ，“-”-”号表号表示其输出与输入转向相反。示其输出与输入转向相反。下一页2 摆摆线针轮行星传动线针轮行星传动同同渐渐开开线线少少齿齿差差行行星星传传动动一一样样。其传动比为：其传动比为：由于由于Z Z1 1-Z-Z2 21

15、 1，故，故i iHVHV-Z-Z2 2 ，即利用即利用摆线针轮行星传动可获得大传动比。摆线针轮行星传动可获得大传动比。下一页3 谐波齿轮传动谐波齿轮传动 此此时时，主主从从动动件件转转向向相相反反。当当柔柔轮轮2 2固固定定，波波发发生生器器主主动动、刚刚轮轮1 1从动时，其传动比为从动时，其传动比为：下一页作业作业7-27-37-57-67-127.27.2 在图示某传动装置中，已知：Z1=60，Z2=48，Z2=80，Z3120，Z3=60，Z4=40，蜗杆Z42(右旋)，蜗轮Z5=80，齿轮Z565，模数m5mm,主动轮1的转速为n1240r/min，转向如图所示。试求齿条6的移动速度

16、v6的大小和方向。7.37.3 图示为一电动卷扬机的传动简图。已知蜗杆1为单头右旋蜗杆，蜗轮2的齿数Z242，其余各轮齿数为：Z2=18，Z3=78，Z3=18，Z455；卷简5与齿轮4固联，其直径D5=400mm,电动机转速n1=1500r/min,试求：(1)转筒5的转速n5的大小和重物的移动速度v。(2)提升重物时，电动机应该以什么方向旋转？(2)电动机的旋转方向7.57.5 在图示周转轮系中，已知各轮齿数为z1=60，z2=20，z2=20，z3=20，z4=20，z5=100，试求传动比i41。7.67.6 在图示轮系中，已知各轮齿数为z1=26，z2=32，z2=22，z3=80，

17、z4=36，又n1=300r/min，n3=50r/min，两者转向相反，试求齿轮4的转速n4的大小和方向。7.127.12 在图示轮系中，已知各齿轮的齿数为：z1=34，z5=50，z6=18，z7=36，z3=z4，齿轮1的转速为n1=1500r/min，试求齿轮7的转速n7 5、图、图110所示轮系中各轮齿数已知所示轮系中各轮齿数已知,6=900rads，求，求3。6、图、图111所示轮系所示轮系中中,Z1=24,Z1=30,Z2=95,Z3=89,Z3=102,Z4=80,Z4=40,Z5=17，试求轮系的传动比试求轮系的传动比i15。解：解：8、图、图112所示轮系中所示轮系中,Z1

18、=Z2=40,Z2=20,Z3=18,Z4=24,Z4=76,Z5=20,Z6=36,试求试求i16。8、图、图113所求轮系中，所求轮系中，Z1=Z2=20,Z3=60,Z1=45,Z4=46，Z4=23,Z5=45，n1=900rmin，转向如图，求转向如图，求n5的大小及转向。的大小及转向。9、图、图114所示轮系中所示轮系中,Z6=Z4,Z3=88,Zl=22,求求i16。10、图、图115所示轮系中所示轮系中,Z1=Z2=40,Z2=Z3=20,ZH=100,Z4=20,求求i14。11、图、图116所示轮系中，所示轮系中，Z1=20,Z2=40,Zl=Z4=30,Z2=Z4=Z3=

19、20,n1=100rmin，求求n5的大小及方向。的大小及方向。12、图、图117所示轮系中所示轮系中,Z1=34,Z2=22,Z4=18,Z5=35,均为标准均为标准齿轮，求齿轮，求i1H2。解：解：2-H1-1-3组成一行星轮系组成一行星轮系 13、图、图118所示轮系中所示轮系中,Z1=Z2=Z3=20,Z2=Z3=40,Z4=80,Z6=Z7=24，Z5=72，n1=320rmin,求求n7=？14、图、图119所示轮系中，所示轮系中，Z1=15,Z2=25,Z2=Z3=20,Z4=60,Z4=55,n1=110rmin,求求nH。15、图、图120所示轮系中，所示轮系中，Z1=28,

20、Z2=25,Z3=78,Z4=24,Z5=28,Z6=80,nl=2000rmin。求：求：1)分别刹住轮分别刹住轮3或轮或轮6时系杆转速时系杆转速nH；2)该轮系的自由度。该轮系的自由度。2）刹住轮）刹住轮6：1）刹住轮）刹住轮3：16、图、图121所示轮系为一同步转速表，齿轮所示轮系为一同步转速表，齿轮4，5分别连于左舷和右舷分别连于左舷和右舷发动机上，已知两发动机的回转方向相反，发动机上，已知两发动机的回转方向相反，各轮齿数：各轮齿数：Z1=Z3=56,Z1=Z2=Z3=40，Z4=Z5=24。求：求：1)当左舷发动机转速当左舷发动机转速n左左=175rmin,右舷右舷n右右=140rm

21、in时，时，指针指针A的转速；的转速；2)当两发动机转速相同时，指针当两发动机转速相同时，指针A的转速。的转速。17、图、图122所示轮系中所示轮系中,Z1=2,Z2=40,Z2=40,Z“2=20,Z3=60，Z3=20,Z5=40,Z5=30，各轮模数相同，各轮模数相同，n1=3000rmin,求：求：1）Z4、Z6。2)n6。18、图、图123所示轮系中，所示轮系中，Z4=Z2=25,Z2=20,Z3=30,Zl=Z5=Z 3=75,Z1=75,求求i4H。解：定轴轮系解：定轴轮系解：周转轮系解：周转轮系19、图、图124所示轮系中，所示轮系中，Z1=Z3=20,Z2=40,Z3=Z4=

22、30,Z2=50,n1=1000rmin,求求nH。20、图、图125所示轮系中，所示轮系中，Z1=20,Z2=40，Z3=Z5=30,Z4=15,n1=140rmin,求求n4、n5和和nH。21、图、图126所示轮系中，所示轮系中，Z1=Z2=Z4=20,Z3=60,Z3=80,nD1=400rmin，nD2=600rmin，求求n5的大小和方向。的大小和方向。22、图、图127所示轮系中所示轮系中,Z1=15,Z2=Z3=30,Z4=Z5=20,Z6=90,求求iH。23、图、图128所示轮系中所示轮系中,Z1=Z2=Z3=Z4=20,Z2=Z3=40,Z5=Z9=60,Z6=Z7=30，Z6=Z8=15，求，求i1H。24、图、图129所示轮系中，所示轮系中，Z1=60,Z2=40,Z2=5l，Z3=39，Z3=41，Z4=49，Z4=70,Z5=30，求，求i1H。