机械原理学习指导：第11章 轮系(OK).ppt

第第十一章十一章 轮轮 系系一、基本要求一、基本要求二、基本概念和基础知识二、基本概念和基础知识三、学习重点及难点三、学习重点及难点四、例题精选四、例题精选五、试题自测及答案五、试题自测及答案 一、基本要求一、基本要求 1 . 了解轮系的定义、分类和用途了解轮系的定义、分类和用途3 . 能计算行星轮系的效率，并了解行星轮系设计能计算行星轮系的效率，并了解行星轮系设计的基础知识的基础知识4 . 了解其他行星轮系的特点及用途了解其他行星轮系的特点及用途2 . 熟练掌握定轴轮系、周转轮系和混合轮系的熟练掌握定轴轮系、周转轮系和混合轮系的传动比计算方法传动比计算方法二、基本概念和基础知识二、基本概念和基础知识 1. 轮系的定义轮系的定义3. 轮系的传动比计算轮系的传动比计算F 定轴定轴轮系轮系F 周转周转轮系轮系F 复合轮系复合轮系2. 轮系的分类轮系的分类—— 由一系列齿轮组成的传动系统由一系列齿轮组成的传动系统F 轮系轮系的的分类分类—— 由一系列齿轮组成的传动系统由一系列齿轮组成的传动系统F 轮系的定义轮系的定义定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系复合轮系复合轮系定轴轮系＋周转轮系定轴轮系＋周转轮系周转轮系＋周转周转轮系＋周转轮系轮系F=1，，行星轮系行星轮系F=2，，差动轮系差动轮系F 定轴轮系的传动比计算定轴轮系的传动比计算Ø 计算结果的绝对值表示传动比的大小计算结果的绝对值表示传动比的大小Ø计算结果前面的计算结果前面的““＋＋””、、““－－””号表示首、末轮的转号表示首、末轮的转向关系，向关系，““＋＋””为相同，为相同，““－－””为相反为相反注意注意注意注意1. 1. 对于平面轮系，对于平面轮系，对于平面轮系，对于平面轮系，“ “＋、－＋、－＋、－＋、－” ”号由号由号由号由(-1)(-1)mm确定，确定，确定，确定，mm为外啮合的次数为外啮合的次数为外啮合的次数为外啮合的次数2. 2. 对于首、末轮轴线平行的空间轮系，对于首、末轮轴线平行的空间轮系，对于首、末轮轴线平行的空间轮系，对于首、末轮轴线平行的空间轮系，“ “＋、－＋、－＋、－＋、－” ”号由标注方号由标注方号由标注方号由标注方向箭头确定，相同为向箭头确定，相同为向箭头确定，相同为向箭头确定，相同为“ “＋＋＋＋” ”，相反为，相反为，相反为，相反为“ “－－－－” ”3. 3. 对于首、末轮轴线不平行的空间轮系，对于首、末轮轴线不平行的空间轮系，对于首、末轮轴线不平行的空间轮系，对于首、末轮轴线不平行的空间轮系，“ “＋、－＋、－＋、－＋、－” ”号无意义，号无意义，号无意义，号无意义，只能用标注的方向箭头表示首、末轮的转向关系只能用标注的方向箭头表示首、末轮的转向关系只能用标注的方向箭头表示首、末轮的转向关系只能用标注的方向箭头表示首、末轮的转向关系结论F 周转轮系的传动比计算周转轮系的传动比计算注意注意l 几何轴线几何轴线O1、、Ok和和OH必须互相重合必须互相重合l ωω1 1、、ωωk k、、ωωH H均为代数值均为代数值l “ “+”+”、、““ ””号由转化轮系按定轴轮系确定号由转化轮系按定轴轮系确定F 复合轮系的传动比计算复合轮系的传动比计算三步走三步走1.1.划分基本轮系划分基本轮系2.2.列方程列方程————基本轮系的传动比计算式基本轮系的传动比计算式3.3.解方程解方程————各基本轮系的传动比计算方程联立求解各基本轮系的传动比计算方程联立求解 三、学习重点及难点三、学习重点及难点学习学习重点重点轮系的传动比计算轮系的传动比计算学习难点学习难点计算复合轮系传动比时计算复合轮系传动比时基本轮系的正确划分基本轮系的正确划分定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系复合轮系复合轮系四、例题精选（四、例题精选（例例1 1、、例例2 2、、例例3 3））例例例例1 1 如图所示为具有空间齿轮机构的定轴轮系，已知如图所示为具有空间齿轮机构的定轴轮系，已知如图所示为具有空间齿轮机构的定轴轮系，已知如图所示为具有空间齿轮机构的定轴轮系，已知求：齿条求：齿条求：齿条求：齿条6 6的线速度的线速度的线速度的线速度v v 的大小的大小的大小的大小和方向和方向和方向和方向分析分析 由于由于5’和和6为齿轮齿条机构，齿条为齿轮齿条机构，齿条6为移动，无法为移动，无法计算齿轮计算齿轮1与齿条与齿条6之间的传动比，因此，可以先计算之间的传动比，因此，可以先计算1与与5之间的传动比，然后利用之间的传动比，然后利用5与与5’同轴同向等速同轴同向等速的的特点，即可求出齿条特点，即可求出齿条6的速度。

的速度1、、2-2’、、3-3’、、4-4’、、5组成定轴轮系组成定轴轮系解解v例例例例2 2 如图所示为磨床砂轮架微动进给机构中，如图所示为磨床砂轮架微动进给机构中，如图所示为磨床砂轮架微动进给机构中，如图所示为磨床砂轮架微动进给机构中，z z1 1＝＝＝＝z z2 2＝＝＝＝z z4 4＝＝＝＝1616，，，， z z3 3＝＝＝＝4848，，，，丝杠导程丝杠导程丝杠导程丝杠导程s s=4mm=4mm，，，，慢速进给时，齿轮慢速进给时，齿轮慢速进给时，齿轮慢速进给时，齿轮1 1和和和和2 2啮合；快速退回时，啮合；快速退回时，啮合；快速退回时，啮合；快速退回时，齿轮齿轮齿轮齿轮1 1与内齿轮与内齿轮与内齿轮与内齿轮4 4啮合求：求：求：求：1. 1. 慢速进给过程和快速退回过程中，慢速进给过程和快速退回过程中，慢速进给过程和快速退回过程中，慢速进给过程和快速退回过程中，手轮转一圈时，砂轮横向移动的距手轮转一圈时，砂轮横向移动的距手轮转一圈时，砂轮横向移动的距手轮转一圈时，砂轮横向移动的距离各为多少？离各为多少？离各为多少？离各为多少？2. 2. 如手轮圆周刻度为如手轮圆周刻度为如手轮圆周刻度为如手轮圆周刻度为200200格，慢速格，慢速格，慢速格，慢速进给时，每格砂轮架移动量为多少进给时，每格砂轮架移动量为多少进给时，每格砂轮架移动量为多少进给时，每格砂轮架移动量为多少？？？？1. （（1）慢速进给时，齿轮）慢速进给时，齿轮1、、2、、3和和4组成行星轮系组成行星轮系解解分析分析 问题的关键是计算丝杠即齿轮问题的关键是计算丝杠即齿轮4的转速。

齿轮的转速齿轮1、、2啮合时为行星轮系，齿轮啮合时为行星轮系，齿轮1、、4啮合时为定轴轮系啮合时为定轴轮系手轮转动一周，砂轮横向移动量为：手轮转动一周，砂轮横向移动量为： （（2）快速退回时，齿轮）快速退回时，齿轮1、、4组成定轴轮系组成定轴轮系手轮转动一周，砂轮横向移动量为：手轮转动一周，砂轮横向移动量为： 2. 如手轮圆周刻度为如手轮圆周刻度为200格，则根格，则根据据1（（1），慢速），慢速 进给时，每格砂进给时，每格砂轮架的移动量为轮架的移动量为例例例例3 3 图示为一电动卷扬机简图，所有齿轮均为标准齿轮，模数图示为一电动卷扬机简图，所有齿轮均为标准齿轮，模数图示为一电动卷扬机简图，所有齿轮均为标准齿轮，模数图示为一电动卷扬机简图，所有齿轮均为标准齿轮，模数mm=4mm=4mm，，，，各轮齿数为各轮齿数为各轮齿数为各轮齿数为: :试求：试求：试求：试求： 1. 1. 齿数齿数齿数齿数z z7 7＝？＝？＝？＝？ 2. 2. 传动比传动比传动比传动比i i1717＝？＝？＝？＝？1. 根据同心条件根据同心条件解解分析分析 利用同心条件可以计算出利用同心条件可以计算出z7，，然后按照复合轮系的然后按照复合轮系的“三步走三步走”即可求解出即可求解出i17。

2. (1)划分基本轮系划分基本轮系(2)列方程列方程差动轮系：差动轮系：1、、2-3、、4和和5定轴轮系：定轴轮系：5、、6、、7因为：因为：n4=n7(3)联立求解联立求解五、试题自测及答案（五、试题自测及答案（1 1、、2 2、、3 3、、4 4、、5 5) )1. 图示为万能刀具磨床工作台横向微动进给装置，运动经手柄输入，图示为万能刀具磨床工作台横向微动进给装置，运动经手柄输入，再由丝杠传给工作台现已知：丝杠螺距再由丝杠传给工作台现已知：丝杠螺距P＝＝50mm(单头单头)，各齿轮齿，各齿轮齿数为：数为：试计算当手柄转动一周时工作台的进给量？试计算当手柄转动一周时工作台的进给量？齿轮齿轮1、、2、、3、、4和和H组成行星轮系组成行星轮系解解手轮转动一周时，工作台的进给量为：手轮转动一周时，工作台的进给量为： 2.图示为行星搅拌机的机构简图，已知：图示为行星搅拌机的机构简图，已知：试计算：试计算：（（1）机构的自由度）机构的自由度F？？（（2））搅拌轴的角速度及转向？搅拌轴的角速度及转向？（（1））解解（（2）齿轮）齿轮1、、2、、3、、4和和H组成行星轮系组成行星轮系A33’1254KB3. 图示为龙门刨床工作台的变速机构，图示为龙门刨床工作台的变速机构，J、、K为为电磁制动器，设已知各轮的齿数，求电磁制动器，设已知各轮的齿数，求J、、K分别分别刹车时的传动比刹车时的传动比i1B。

解：（解：（1）刹住）刹住J 时时 1、、2、、3为定轴轮系为定轴轮系联立解得：联立解得：3’、、4、、5和和B为周转轮系为周转轮系J因为：因为：（（2）） 刹住刹住K 时时周转轮系：周转轮系：1、、2、、3和和A联立解得：联立解得：周转轮系：周转轮系：5、、4、、3’和和BA33’1254JKB5A因为：因为：4.图示为某提升机构的机构简图现已知绳轮半径图示为某提升机构的机构简图现已知绳轮半径R=0.2m，，重物重物Q=1000N，，机械总效率为机械总效率为η＝＝0.9，，重物匀速提升速度重物匀速提升速度v=3m/min，，且各齿轮均为标准齿轮，模数相同，各轮齿数分别为：且各齿轮均为标准齿轮，模数相同，各轮齿数分别为：试求：试求：（（1）机械的总传动比）机械的总传动比iⅠⅡ？？（（2））Ⅰ轴的转速轴的转速nⅠ和转向和转向？？（（3））Ⅰ轴的输入功率轴的输入功率NⅠ？？解解（（1）根据同心条件）根据同心条件齿轮齿轮1、、2-2’、、3和和4组成行星轮系组成行星轮系齿轮齿轮4、、5组成定轴轮系组成定轴轮系 （（2）） Ⅰ轴转速轴转速（（3）） Ⅰ轴的输入功率轴的输入功率5.图示为里程表中的传动机构简图。

现已知各轮齿数为：图示为里程表中的传动机构简图现已知各轮齿数为：试求传动比试求传动比i15？？解解（（1）齿轮）齿轮1、、2组成定轴轮系组成定轴轮系（（2）齿轮）齿轮3、、4-4’、、5和和2组成行星轮系组成行星轮系（（3）联立求解）联立求解。