清华大学机械原理课件-第5章轮系机构.pptx

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1、清华大学机械原理课件-第5章轮系机构CATALOGUE目录轮系机构概述轮系机构的基本类型轮系机构的运动学分析轮系机构的力分析轮系机构的设计与优化轮系机构概述01轮系机构是由一系列齿轮组成的传动系统，通过齿轮之间的相互作用传递动力和运动。定义根据轮系的布置形式和使用特点，可分为定轴轮系、周转轮系和混合轮系。分类定义与分类当两个齿轮相互啮合时，一个齿轮的旋转会带动另一个齿轮的旋转，从而实现动力的传递。多个齿轮的相互啮合可以实现多级动力传递。具有高效、紧凑、稳定等特点，可实现大功率、大扭矩的传递，广泛应用于各种机械传动系统。工作原理与特点特点工作原理汽车发动机的动力通过多级齿轮传动传递到车轮，实现汽

2、车行驶。汽车传动系统工业机械航空航天各种工业机械中使用的减速器、变速器等传动装置，大多采用齿轮传动系统。飞机和火箭等航空航天器的发动机和传动系统，需要高精度、高稳定性的齿轮传动系统。030201轮系的应用场景轮系机构的基本类型02定义特点应用示例定轴轮系01020304定轴轮系是指组成轮系的各个齿轮的轴线位置都是固定的。定轴轮系的传动比是恒定的，其大小由各个齿轮的齿数决定。定轴轮系广泛应用于各种机械传动系统中，如钟表、自行车等。一个简单的定轴轮系由两个相邻的平行轴上的两个直齿圆柱齿轮组成。行星轮系是指有一个或多个齿轮的轴线相对于其他齿轮的轴线是浮动的。定义行星轮系的传动比可以在一定范围内变化，

3、其大小由太阳轮、行星轮和齿圈的齿数决定。特点行星轮系广泛应用于变速器和差速器等需要变速传动的场合。应用一个简单的行星轮系由一个太阳轮、一个行星轮和一个齿圈组成。示例行星轮系ABCD差动轮系定义差动轮系是指有两个或多个输入或输出的齿轮，它们的转速不相等。应用差动轮系广泛应用于各种需要实现差速传动的场合，如汽车转向系统等。特点差动轮系的传动比由各个齿轮的齿数和相对位置决定，其大小可以在一定范围内变化。示例一个简单的差动轮系由两个转速不同的输入轴和一个输出轴组成。组合轮系是指由定轴轮系、行星轮系和差动轮系等不同类型的轮系组合而成的复杂轮系。定义特点应用示例组合轮系的传动比和运动特性比较复杂，需要根据

4、实际情况进行分析和计算。组合轮系广泛应用于各种复杂的机械传动系统中，如航空发动机、船舶推进系统等。一个简单的组合轮系由一个定轴轮系和一个行星轮系组合而成。组合轮系轮系机构的运动学分析03研究物体运动规律的科学。运动学描述物体运动的物理量，如位移、速度、加速度等。运动参数确定物体运动时所选择的参照物。参考系运动学的基本概念描述轮系机构中各构件之间相对运动的数学方程。定义通过分析轮系机构中各构件的运动参数，并利用运动学的基本原理建立方程。建立方法求解运动学方程，得到各构件的运动轨迹、速度和加速度等参数。解法轮系机构的运动学方程通过数学解析的方式求解运动学方程，得到精确解。解析法通过作图的方式求解运

5、动学方程，得到直观的图形结果。图解法通过数值计算的方式求解运动学方程，得到近似解。数值法通过实验的方式验证运动学方程的正确性。实验法轮系机构的运动学分析方法轮系机构的力分析04 力分析的基本概念力分析研究机构中力的传递、分配和平衡的学科。力的传递性在机构中，力可以从一个构件传递到另一个构件，这种传递性是机构运动的基础。力的分解与合成一个力可以分解为两个或多个分力，也可以由两个或多个分力合成一个力。123通过数学公式计算各构件之间的力的大小和方向。解析法通过实验手段测量各构件之间的力的大小和方向。实验法根据经验公式或图表估算各构件之间的力的大小和方向。经验法轮系机构的力分析方法03效率与自锁的关

6、系轮系机构的效率和自锁之间存在一定的关系，了解这种关系有助于优化机构设计。01效率轮系机构在传递运动和力时的有效程度，通常用百分比表示。02自锁当轮系机构在某些条件下，主动力无法克服阻力而使机构停止运动的现象。轮系机构的效率与自锁轮系机构的设计与优化05明确轮系机构的功能需求，如减速、增速、改变传动方向等。确定设计目标根据设计目标和工况，选择合适的传动方式，如齿轮传动、带传动等。选择合适的传动方式根据设计目标和工况，确定轮系的基本参数，如齿轮模数、齿数、中心距等。设计轮系的基本参数根据设计参数，绘制出轮系机构简图，标明各部件的相对位置和运动关系。绘制轮系机构简图轮系机构的设计原则与步骤轮系机构的优化设计方法建立数学模型根据轮系机构的工作原理，建立数学模型，包括运动学模型和动力学模型。分析模型通过分析数学模型，找出影响轮系机构性能的关键参数，如齿轮传动效率、振动等。优化设计根据分析结果，对关键参数进行优化设计，以提高轮系机构的性能。仿真验证通过仿真软件对优化后的轮系机构进行运动学和动力学仿真验证，确保设计满足要求。行星轮系减速器设计，分析其设计过程和优化方法。设计实例一差速器设计，分析其工作原理和设计过程。设计实例二汽车转向器设计，分析其工作原理和设计过程。设计实例三轮系机构的设计实例分析THANK YOU感谢观看