机械基础第6章轮系.ppt
一对齿轮传动的类型：,2,外啮合,内啮合,圆锥齿轮机构,蜗轮蜗杆,1,某发动机传动系统,汽车差速器,轮系：一系列齿轮组成的传动系统,第6章 轮系,基本要求:了解各类轮系的特点，学会判断轮系类型 熟练掌握各种轮系传动比的计算方法掌握确定主、从动轮的转向关系了解轮系的功用,6-1 轮系的类型6-2 定轴轮系及其传动比6-3 周转轮系及其传动比6-4 复合轮系及其传动比6-5 轮系的应用,6-1 轮系的类型,1)定轴轮系:齿轮系传动过程中，其各齿轮的轴线相对于机 架的位置都是固定不变的。,平面定轴轮系,空间定轴轮系,2)周转轮系：至少有一个齿轮的轴线运动,行星轮系,差动轮系,6-2 定轴轮系及其传动比,(a)传动比的大小,(b)传动方向,轮系的传动比:输入轴和输出轴的角速度（或转速）之比。iab=a/b=na/nb,确定首末两轮的转向关系。,解：,(b)方向的判断：箭头法,例1：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比。,(一)平面定轴轮系传动比的计算,用“”“”表示,(a)传动比大小,=i12 i23 i34 i45,例2：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比。,(b)方向的判断：箭头法,(二)空间定轴轮系传动比的计算,解：,(a)传动比大小,=i12 i34 i56 i78,用“”“”表示,(1k从动轮齿数积)(1k主动轮齿数积),结 论,(a)定轴轮系传动比的大小,(b)定轴轮系传动比的方向,1.若首末两轮轴线平行，转向相同取“+”号、转 向相同取“-”号或者用箭头,2.若首末两轮轴线不平行只能用箭头,惰轮(过桥轮既是主动轮又作从动轮)其齿数对传动比无影响,作用:控制转向 中心距较大时可使机构紧凑,例3：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比。,(a)大小,(b)方向,m 外啮合次数,解：,已知Z1=16,Z2=32,Z2=20,Z3=40,Z3=2(右)，Z4=40,若n1=800r/min,求蜗轮的转速n4及各轮的转向。,例4:,1,2,2,3,4,3,方向:画箭头,求轮系传动比:,大小:,解:,例5:求i15和提升重物时手柄的转动方向,解:,1.行星轮:轴线位置变动,既作自转又作公转,6-3 周转轮系及其传动比,(一)周转轮系的组成:,2.转臂(行星架,系杆):支持行星轮作自转和公转,3.中心轮(太阳轮):轴线位置固定,4.机架,1.以中心轮和转臂 作输入和输出构件 轴线重合(否则不能传动),注意事项:,3.找基本(单一)周转轮系的方法:先找行星轮 找其转臂(不一定是简单的杆件)找与行星轮啮合的中心轮(其轴线与转臂的重合),2.基本周转轮系含 一个转臂,若干个 行星轮及中心轮(12),要求原动件数=1,分类:(按自由度分类),差动轮系:,行星轮系:,F=2 图5-4.b(两个中心轮均转动),F=1 图5-5.c(只有一个中心轮转动),要求原动件数=2,n=4 PL=4 PH=3F=1,n=5 PL=5 PH=3 F=2,行星轮系,差动轮系,分类:按基本构件分,2K-H,2K-H,2K-H,3K,K-H-V,万向联轴节,不能直接用定轴轮系的计算方法,当转臂转速=nH,给整个轮系加上-nH的公共转速转臂静止转化轮系(假想的定轴轮系)(各构件相对运动不变),(二)周转轮系传动比的计算(基本),1.机构反转法(转化机构),2.转化轮系中各构件的速度,转化齿轮系的传动比：,又因为在定轴轮系中有：,故有：,注意:1.求得iGKH,并确定其“”“”号 再求其它,2.iGKHiGK,iGKiKG,iGKHiKGH,3.nG、nH、nK 中，已知值应根据转向相同还是相反代入正负 号,未知值的转向由计算结果判定。,4.式(5-2)只适于G、K轮与转臂H轴线平行时,一般计算式:,(5-2),正负号判定，可将转臂H视为静止，然后按定轴齿轮系判别主从动轮转向关系的方法确定。,传动比计算要点：分清轮系 注意符号 掌握技巧,例:5 求nH与n1的关系,=Z3/Z1,n1=nH(1+Z3/Z1)n3 Z3/Z1,注意n有符号,n3=0n1=nH(1+Z3/Z1),差动轮系,行星轮系,设n1为正，n3为负,解:,例6,2.求nH:,H,解:,3.求n2:,1.假设各轮转向(箭头),已知:n1,Z1,Z2,Z3;求:nH,i1H,n2,例7：已知齿数Z1=15,Z2=25,Z 2=20,Z3=60。n1=200r/min,n3=50r/min,转向见图，求nH,设n1为正，n3为负,nH=8.3r/min,n=4,PL=4,PH=2差动轮系,解:,例 8.,已知:Za=100，Zb=99，Zc=101，Zd=100，求:iHa,解:,若为定轴轮系,例题9：已知齿数Z1=12,Z2=28,Z 2=14,Z3=54。求iSH,n3=0,手动链轮,起重链轮,行星轮系,i1H=iSH=n1/nH=10,解:,例题10,如图所示。已知:z1=48,z2=48,z2=18,z3=24,n1=250 r/min,n3=100 r/min,转向如图试求nH的大小和方向,分析：轮系类型锥齿轮组成的周转轮系转化机构中各轮转向用箭头判断,解：,讨论：是否可以将n1代为负，n3代为正？,试算，分析结果。,nH=-50 r/min?,转向同n1,6-4 复合轮系及其传动比,1、复合齿轮系：既含有定轴齿轮系，又含有行星齿轮系，或者含有多个行星齿轮系的传动。,轮系的传动比：轮系中首轮与末轮的角速度的比值 传动比的计算内容包括：传动比的大小和齿轮的转向。,判别：不能通过一次反转得到一个定轴轮系,2)分列方程,3)联立求解,4)注意符号,1)分清轮系,2、复合轮系传动比的计算方法,分清轮系的组成分别写出各个轮系的传动比找出轮系之间的运动关系联立方程解。,计算步骤：,d、注意联立求解时，各单一轮系的转速之间的关系。,a、齿数比连乘积前的符号；,b、已知转速应以代数量代入:即带“+”或“-”；,c、求出的转速也带有符号，“+”表示与假定的正方向相同，“-”表示与假定的正方向相反；,注意：,e、找基本周转轮系:先找行星轮找其转臂 找与行星轮啮合的中心轮。,定轴轮系:1-2,i12=n1/n 2=-Z2/Z1=-2,补充方程:,例10:求i1H:,n 2=n 2;n 4=0,周转轮系:2 34H,例11:求,周转轮系1-2-3-H1:,周转轮系4-5-6-H2:,n H1=n 4;n 6=n 3=0,例12：已知:z1=50，z2=100，z3=z4=40,z4=41,z5=39,求:i13。,解:1、分清轮系:,3-4-4-5,2(H)组成行星轮系;1-2组成两定轴轮系。,2、分列方程,3、联立求解,(a),(b),组合机床走刀机构,补充方程：,改变齿数可实现换向传动！,例13 求i1H,周转轮系1-2-2-3-H,定轴轮系3-4-5,补充方程,例14 如图所示的轮系中,已知z1=18,z2=36,z3=z4=z5=50,又知电机M的转速nM=1500r/min,方向如图,求n4大小及方向(方向标出即可)。,6-15 如图所示的轮系中,已知z1=z7=18,z2=z3=z4=z5=z6=z8=36,z9=50,z10=25,又知n1=n10=100r/min,方向如图所示,求n8的大小及方向。,设计：潘存云,设计：潘存云,例5：已知马铃薯挖掘中：z1z2z3，求2，3,上式表明轮3的绝对角速度为0，但相对角速度不为0。,1,1,30,22H,铁锹,模型验证,6-5轮系的应用,1.实现多路输出2.获得较大的传动比3.实现变速4.实现变向5.实现运动的合成6.实现运动的分解,1 实现大传动比传动,一对齿轮传动比一般不大于57大传动比可用定轴轮系多级传动实现，也可利用周转轮系和复合轮系实现,啤酒大麦发酵池实例为了使搅拌器缓慢移动，以达到充分搅拌的目的，在电机到移动齿轮间采用了一个行星减速器，其传动比高达702.25,2 实现分路传动,利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将运动传给多个运动部分，从而实现分路传动,滚齿机实例分两路将运动分别传给滚刀和轮坯钟表时分秒针,3 实现变速与换向传动,汽车齿轮变速箱,汽车后桥差速器(牙包),2.汽车直行:,3.汽车右拐弯:,1.组成,据例5:nb=2nH-na 即:na+nb=2nH na=nb,na=nb=nH.,a,b,=弧长/半径,pd左na,R+l,=,pd右nb,R-l,nanb,=,R+l,R-l,4.右轮陷于泥坑 按:na+nb=2nH 左轮相对阻力很大,na=0；右轮相对阻力很小，nb=2nH.5.假设不用差速器,直行,、拐弯？,、陷泥坑？,小结:1.基本概念:轮系及分类,行星轮,太阳轮(中心轮),转臂H(行星架),2.蜗轮转向,3.定轴轮系传动比计算,4.找单一周转轮系的方法,
