机械原理26.ppt

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1、11-2 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比轮系的传动比轮系的传动比输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比，即：输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比，即：一一对齿轮的传动比一一对齿轮的传动比大小大小转向转向1.大小大小2.转向转向外啮合外啮合“-”内啮合内啮合“+”圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动在图上以箭头表示在图上以箭头表示圆柱圆柱齿轮齿轮空间空间齿轮齿轮121221空间空间齿轮齿轮圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动在图上以箭头表示在图上以箭头表示12左左旋旋蜗蜗杆杆右右旋旋蜗蜗杆杆21二定轴轮系传动比大小的计算二定轴轮系传动比大小的计算结论结论三首、末两轮转向关

2、系的确定三首、末两轮转向关系的确定1.首、末两轮轴线平行：首、末两轮轴线平行：在在图图上上用用箭箭头头表表示示 首首、末末两两轮轮的的转转向向关关系系，箭箭头头同同向向取取“+”;箭箭头头反反向向取取“-”。v对于平面轮系：对于平面轮系：k外啮合齿轮对数外啮合齿轮对数v对于空间轮系：对于空间轮系：2.首、末两轮轴线不平行：首、末两轮轴线不平行：在图上用箭头表示在图上用箭头表示 首、末两轮的转向关系。首、末两轮的转向关系。（首、末两轮的转向关系如图所示）（首、末两轮的转向关系如图所示）11-3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比一周转轮系传动比计算的基本思路一周转轮系传动比计算的基本思路周周转转轮

3、轮系系传传动动比比不不能能直直接接计计算算，可可以以利利用用相相对对运运动动原原理理，将将周周转转轮轮系系转转化化为为假假想想的的定定轴轴轮轮系系，然然后后利利用用定定轴轴轮轮系系传传动动比比的的计计算公式计算周转轮系传动比。算公式计算周转轮系传动比。反转法或转化机构法反转法或转化机构法关键：关键：设法使系杆设法使系杆H 固定不动，将周转轮系转化为定轴轮系。固定不动，将周转轮系转化为定轴轮系。312H3OO1 1 H 2OOO1O112H3指给整个周转轮系加上一个指给整个周转轮系加上一个“-H”的公共角速度，使的公共角速度，使系杆系杆H变变为相对固定，从而得到假想定轴轮系。为相对固定，从而得到

4、假想定轴轮系。周转轮系的转化机构（转化轮系）周转轮系的转化机构（转化轮系）-H 3 3-HH 1-H H-H=0 2 2-HHOOO1O112H3 312H3OO1 1 H 2-H 3 3HH=3 3-HH 1H=1-H H-H=0 2 2HH=2 2-HH周转轮系加上一公共角速度周转轮系加上一公共角速度“-H”后，各构件的角速后，各构件的角速度：度：1 H=1H 2 H=2H 3 H=3H1 12 23 3H H H H=0构件构件 周转轮系角速度周转轮系角速度 转化轮系角速度转化轮系角速度转化机构的转化机构的传动比传动比 i13H 可按定轴轮系传动比的方法求得：可按定轴轮系传动比的方法求得

5、：周转轮系传动比的一般公式为：周转轮系传动比的一般公式为：二周转轮系传动比计算的一般公式二周转轮系传动比计算的一般公式三注意事项三注意事项1.m轮、轮、n轮轮 及系杆及系杆H的轴线必须平行。的轴线必须平行。1 12 23 3HH首、末两轮轴线平行，但中间一些齿轮轴线不平行：首、末两轮轴线平行，但中间一些齿轮轴线不平行：画虚线箭头来确定：画虚线箭头来确定：箭头同向取箭头同向取“+”箭头反向取箭头反向取“-”。2.公式中各公式中各 值均为矢量值均为矢量，计算时必须带，计算时必须带“”号。号。3.如如n轮固定，即轮固定，即 n=0,则上式可写成：则上式可写成：即：即：绝对传动比绝对传动比4.主从主从

6、关系视传递路线不同而不同。关系视传递路线不同而不同。5.平面轮系中行星轮的运动：平面轮系中行星轮的运动：公转公转自转自转绝对转速绝对转速例例1：在图示的轮系中，设在图示的轮系中，设z1=z2=30,z3=90,试求在同一时间内当构试求在同一时间内当构件件1和和3的转数分别为的转数分别为n1=1,n3=-1(设逆时针为正设逆时针为正)时，时，nH及及i1H的值。的值。解：解：（负号表明二者的转向相反）（负号表明二者的转向相反）此此轮轮系系的的转转化化机机构构的的传动比为传动比为：例例2:在图示的周转轮系中，设已知在图示的周转轮系中，设已知 z1=100，z2=101，z2=100，z3=99，试

7、求传动比试求传动比 iH1。z1=100 z2=101z2=100 z3=99解：解：z1=100 z2=101z2 =10 0 z3=100若将若将z3由由99改为改为100，则，则当当系系杆杆转转10000转转时时，轮轮1转转1转转，其其转转向向与系杆的转向相同。与系杆的转向相同。小小 结结1.在在周周转转轮轮系系各各轮轮齿齿数数已已知知的的条条件件下下，如如果果给给定定 m、n和和 H中中的的两两个个，第三个就可以由上式求出。（对于行星轮系，有一个中心轮的转速为零）第三个就可以由上式求出。（对于行星轮系，有一个中心轮的转速为零）2.对对于于由由圆圆柱柱齿齿轮轮组组成成的的周周转转轮轮系系

8、，行行星星轮轮2与与中中心心轮轮1或或3的的角速度关系可以表示为：角速度关系可以表示为：4.对对于于由由圆圆锥锥齿齿轮轮所所组组成成的的周周转转轮轮系系，其其行行星星轮轮和和基基本本构构件件的的回回转转轴轴线线不不平平行行。上上述述公公式式只只可可用用来来计计算算基基本本构构件件的的角角速速度度，而不能用来计算行星轮的角速度。而不能用来计算行星轮的角速度。1 12 23 3HH定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系11-4 复合轮系的传动比复合轮系的传动比传传动动比比求求解解思思路路：将将混混合合轮轮系系分分解解为为基基本本轮轮系系，分分别别计计算算传传动动比，然后根

9、据组合方式联立求解。比，然后根据组合方式联立求解。求解要点：求解要点：1.分清轮系分清轮系2.列出方程列出方程3.建立联系建立联系4.联立求解联立求解首先找出其中的基本周转轮系首先找出其中的基本周转轮系分别列出基本周转轮系、定轴轮系的传动比方程分别列出基本周转轮系、定轴轮系的传动比方程找出运动相同的联系构件找出运动相同的联系构件前前面面所所介介绍绍的的2K-H型型周周转转轮轮系系，称称为为基基本本周周转转轮轮系系(Elementary epicyclic gear train)，通通过过一一次次反反转转可可以以得得到到一一个个定定轴轴轮轮系系（转转化化机机构构）。而而对对于于既既包包含含定定轴

10、轴轮轮系系又又包包含含基基本本周周转转轮轮系系的的复复合合轮轮系系(Combined gear train)，不能通过一次反转得到一个定轴轮系。不能通过一次反转得到一个定轴轮系。定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系例例3:如图所示的轮系中，设已知各轮齿数，试求其传动比。如图所示的轮系中，设已知各轮齿数，试求其传动比。z2=40z1=20z z3 3=30=30z4=80z2=20H解：解：1）划分轮系）划分轮系齿轮齿轮1-2组成组成定轴轮系定轴轮系部分；部分；齿齿轮轮2-3-4-H组组成成周周转转轮轮系系部部分。分。2）计算各轮系传动比）计算各轮系传动比定轴轮系部分定轴轮系部分(1)周转轮系部分周

11、转轮系部分v轮系的传动比轮系的传动比3）将（）将（1）、（）、（2）联立求解）联立求解z2=40z1=20z z3 3=30=30z4=80z2=20H(2)(1)例例4:图图示示为为一一电电动动卷卷扬扬机机的的减减速速器器运运动动简简图图,已已知知各各轮轮齿齿数数,试试求求:传动比传动比 i15解：解：首先，分解轮系首先，分解轮系齿轮齿轮1 1、3 3、2-22-2、5 5组成周转轮系，有组成周转轮系，有齿轮齿轮33、4 4、5 5组成定轴轮系，有组成定轴轮系，有11-5 轮系的功用轮系的功用一实现分路传动一实现分路传动利利用用轮轮系系可可以以使使一一个个主主动动轴轴带带动动若若干干个个从动

12、轴同时旋转，并获得不同的转速。从动轴同时旋转，并获得不同的转速。二获得较大的传动比二获得较大的传动比采采用用周周转转轮轮系系，可可以以在在使使用用很很少少的的齿齿轮轮并并且且也也很很紧紧凑凑的的条条件件下下，得到很大的传动比。得到很大的传动比。三实现变速传动三实现变速传动在在主主轴轴转转速速不不变变的的条条件件下下，利利用用轮轮系系可可使使从从动动轴轴得得到到若若干干种种转转速，从而实现变速传动。速，从而实现变速传动。121212III四实现换向传动四实现换向传动在主轴转向不变的条件下，可以改变从动轴的转向。在主轴转向不变的条件下，可以改变从动轴的转向。车车床床走走刀刀丝丝杠杠的的三三星星轮轮

13、换换向向机机构构国产红旗轿车自动变速机构国产红旗轿车自动变速机构五实现运动的合成五实现运动的合成差差动动轮轮系系可可以以把把两两个个运运动动合合成成为为一一个个运运动动。差差动动轮轮系系的的运运动动合合成特性，被广泛应用于机床、计算机构和补偿调整等装置中。成特性，被广泛应用于机床、计算机构和补偿调整等装置中。z1=z3 nH=(n1+n3)/2加法机构加法机构 n1=2nH-n2减法机构减法机构六实现运动的分解六实现运动的分解差差动动轮轮系系可可以以将将一一个个基基本本构构件件的的主主动动转转动动按按所所需需比比例例分分解解成成另另两个基本构件的不同转动。两个基本构件的不同转动。汽汽车车后后桥

14、桥的的差差动动器器能能根根据据汽汽车车不不同同的的行行驶驶状状态态，自自动动将将主主轴轴的的转转速速分分解解为为两两后轮的不同转动。后轮的不同转动。z1=z3,nH=n4汽车走直线汽车走直线汽车转弯汽车转弯七实现结构紧凑的大功率传动七实现结构紧凑的大功率传动周周转转轮轮系系常常采采用用多多个个行行星星轮轮均均布布的的结结构构形形式式共共同同分分担担载载荷荷，减减少少齿齿轮轮尺尺寸寸;离离心心惯性力得以平衡。惯性力得以平衡。某某型型号号涡涡轮轮螺螺旋旋桨桨航航空空发发动动机机主主减减外外形形尺尺寸寸仅仅为为 430mm，采采用用4个个行行星星轮轮和和6个个中中间间轮轮，传传递递功功率达到率达到2850kw，i1H11.45。本章重点小结本章重点小结一、轮系传动比计算一、轮系传动比计算1.定轴轮系是基础，重点掌握转向判断定轴轮系是基础，重点掌握转向判断2.周转轮系传动比计算难点：转化机构周转轮系传动比计算难点：转化机构3.混合轮系传动比计算关键：基本轮系的划分混合轮系传动比计算关键：基本轮系的划分二二、比比较较连连杆杆机机构构、凸凸轮轮机机构构和和齿齿轮轮机机构构，掌掌握握轮轮系系机构的优缺点和应用场合。机构的优缺点和应用场合。