机械设计基础-第5章轮系-精品文档整理.ppt

上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室第第5 5章章 轮轮 系系§§5 5－－1 1 轮系轮系的的类型类型§§5 5－－2 2 定轴轮系传动比定轴轮系传动比计算计算§§5 5－－3 3 周转周转轮系轮系及其传动比及其传动比§§5 5－－4 4 复合复合轮系轮系及其传动比及其传动比§§5 5－－5 5 轮系轮系的应用的应用上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室§§5 5－－1 1 轮系轮系的的类型类型由一系列两两啮合的齿轮组成的传动系统简称轮系周转轮系（轴有公转）定轴轮系（轴线固定）复合轮系（若干单一轮系的组合） 轮系分类轮系分类差动轮系（F=2）行星轮系（F=1）平面定轴轮系空间定轴轮系工程上，齿轮传动常常以轮系的形式出现上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室§§5 5－－2 2 定轴轮系传动比计算定轴轮系传动比计算一、传动比大小的计算一、传动比大小的计算iab=ωa /ωb对于轮系：设输入轴的角速度为ωa，输出轴的角速度为ωb，则有：一对齿轮：i12 =ω1 /ω2 = z2 /z1iab>1为减速传动，iab<1为增速传动。

所有从动轮齿数的乘积所有主动轮齿数的乘积=设：ωa=ω1， ωb=ωk上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室22二、确定从动轮转向二、确定从动轮转向设轮系中有m对外啮合齿轮，则传动比符号为(-1)m 1. 用传动比的“＋”“－”表示外啮合齿轮：两轮转向相反，传动比符号为“－”；ω1ω2内啮合齿轮：两轮转向相同，传动比符号为“＋”ω2所有从动轮齿数的乘积所有主动轮齿数的乘积i1k= (-1)m1pvp转向相反转向相同ω11vpp该方法只适用于平面定轴轮系！定轴轮系传动比计算定轴轮系传动比计算上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室122. 用箭头表示两齿轮外啮合时：两齿轮内啮合时：12对于空间定轴轮系，只能用画箭头的方法来确定从动轮转向123两箭头指向相反两箭头指向相同①圆锥齿轮定轴轮系传动比计算定轴轮系传动比计算上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室②蜗轮蜗杆右旋蜗杆21左旋蜗杆12定轴轮系传动比计算定轴轮系传动比计算上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室Z1Z’3Z4Z’4Z5Z2Z3【算例一】已知图示轮系中各轮齿数，求传动比 i15。

齿轮2对传动比大小没有影响，但能改变从动轮的转向，称为惰轮或过桥轮2. 计算传动比齿轮1、5转向相反解：1.先确定各齿轮的转向惰轮z1 z2 z’3 z’4 z2 z3 z4 z5 =－z1 z’3 z’4 z3 z4 z5 =i15 = ω1 /ω53-3’ 4-4’双联齿轮定轴轮系传动比计算定轴轮系传动比计算上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室其它构件：行星轮—平面或空间复合运动§§5 5－－3 3 周转周转轮系轮系及其传动比及其传动比ω1ω3ω2ωH基本构件中心轮(太阳轮)—定轴转动或固定不动行星架(系杆或转臂)—定轴转动类型：行星轮系—有一个固定中心轮，F=1差动轮系—所有中心轮均定轴转动，F=22H2H1313差动轮系2H13行星轮系ωHω2ω3上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室一、传动比计算一、传动比计算Ø基本思路：根据相对运动原理，机构中取不同构件为机架，各构件之间的相对运动不变Ø基本方法：假想给整个轮系施加公共角速度-ωH，使行星架成为“机架”，则原有轮系演化为“定轴轮系” —转化机构法2H13行星轮系ωHω2ω3施加-ωH转化轮系2H13ω2 －ωHω3－ωHω1 －ωH周转周转轮系轮系及其传动比及其传动比上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室1（中心轮） ω1转化前后各构件角速度比较：2（行星轮） ω23（中心轮） ω3H（行星架） ωH构 件 原角速度 转化后的角速度对转化轮系可直接应用定轴轮系传动比计算方法。

ωH1=ω1－ωH ωH2=ω2－ωH ωH3=ω3－ωH ωHH=ωH－ωH=0行星架 机架周转轮系 转化轮系（定轴轮系）周转周转轮系轮系及其传动比及其传动比转化后：上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室转化轮系2H13ω2 －ωHω3－ωHω1 －ωH转化轮系中的传动比计算：—转化轮系中齿轮1与3的传动比负值表示转化轮系中齿轮1、3转向相反（ωH1、ωH3反向）；但并不表示ω1、ω3反向行星轮系中一个中心轮固定（设ω3=0），则有：周转周转轮系轮系及其传动比及其传动比上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室重要说明：Ø只有在两构件的转动轴线平行条件下，相对角速度（相对转速）才能用两个绝对角速度（绝对转速）差表示：Ø传动比也可用转速比表示：或ØωHA（nHA）为相对角速度（相对转速），ωA（nA）为绝对角速度（绝对转速）；周转周转轮系轮系及其传动比及其传动比ωHA=ωA－ωH（构件A、H的转动轴线平行！）上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室【算例二】图示轮系中，已知齿数：z1＝z2＝20，z3＝6012H31)轮3固定，求i1H ；2)n1=1，n3=-1，求nH及i1H的值；3)n1=1，n3=1，求nH及i1H的值。

解】1）中心轮3固定（ω3=0），该轮系为行星轮系∴i1H=4，齿轮1和行星架H转向相同周转周转轮系轮系及其传动比及其传动比上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室=－3齿轮1和行星架H转向相反2）中心轮1、3均转动，该轮系为差动轮系12H3周转周转轮系轮系及其传动比及其传动比3）=－3齿轮1和行星架H转向相同，三个构件无相对运动上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室【算例三】图示轮系中，已知齿数：z1=44，z2=40，z2’=42，z3=42，求iH1z1z3z2 z2’H【解】中心轮3固定，这是一个行星轮系行星架H和齿轮1转向相同周转周转轮系轮系及其传动比及其传动比上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室【算例四】图示圆锥齿轮组成的轮系中，已知齿数：z1=33，z2=12，z3=33，求i3H 先判别转向：Hz1z3z z2 2转化轮系中齿轮1、3转向相反解】注意：本题周转周转轮系轮系及其传动比及其传动比（齿轮2与行星架H的转动轴线不平行上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室§§5 5－－4 4 复合复合轮系轮系及其传动比及其传动比复合轮系一、传动比求解思路一、传动比求解思路复合轮系定轴轮系＋周转轮系周转轮系1＋周转轮系2＋…联立求解基本轮系1基本轮系2基本轮系3基本轮系K求解式1求解式2求解式3求解式K上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室注：一个基本周转轮系中至多只有三个中心轮。

二、复合轮系拆解方法二、复合轮系拆解方法1. 找出行星轮（有公转）2. 找出中心轮（与行星轮啮合）3. 找出行星架（支撑行星轮）基本周转轮系4. 找出所有基本周转轮系后，余下为定轴轮系复合复合轮系轮系及其传动比及其传动比上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室【算例五】图示龙门刨床工作台变速机构，J、K为电磁制动器已知各轮齿数，求J、K分别刹车时的传动比i1BA33’1254KBJ【解】1)刹住J时 行星轮系5 －4－3’ － B定轴轮系1－2－3i13=ω1/ω3=-z3/ z1— ①由定轴轮系1－2－3：由行星轮系5 －4－3’ － B：iB3’5=(ω3’－ωB)/(0－ωB)=-z5/ z3’ — ②3-3’为双联齿轮复合复合轮系轮系及其传动比及其传动比上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室由连接条件：ω3=ω3’ — ③联立求解得到：2) 刹住K时A33’1254KBJ行星轮系5 －4－3’（固定）－ B行星轮系1 －2－3（固定）－ A3-3’为双联齿轮中心轮5与行星架A为同一构件由行星轮系5 －4－3’ － B：iB3’5=(ω3’－ωB)/(0－ωB)=-z5/ z3’ — ①复合复合轮系轮系及其传动比及其传动比上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室由行星轮系1－2－3－A：i A13=(ω1 －ωA ) /(0 －ωA )=-z3 / z1 — ②由连接条件：ω5=ωA — ③联立求解得到：复合复合轮系轮系及其传动比及其传动比上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室12§§5 5－－5 5 轮系的应用轮系的应用一、获得一、获得大传动比大传动比传动传动二、二、分路传动分路传动三、三、换向传动换向传动四、四、变速传动变速传动五、五、运动运动合成合成与与分解分解轮系：i～10000一对齿轮：i<8i12=6—一个输入、多个输出—改变从动轮转向—改变从动轮转速运动合成—两个输入合成为一个输出；运动分解— 一个输入分解为两个输出。