机械设计基础12轮系.ppt

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1、教学目标,重点难点,教学内容,小结作业,第12章 轮系,教学目标,教学目标：1.了解轮系的分类及特点；2.掌握定轴齿轮系、行星齿轮系及组合轮系传动比的计算方法；3.理解轮系的应用；4.具有求解轮系传动比的能力。,首页,12.1 轮系的类型及特点12.2 定轴齿轮系的传动比计算12.3 行星齿轮系的传动比计算12.4 组合轮系的传动比计算12.5 轮系的应用12.6 减速器及应用,首页,教学内容,重点：轮系传动比的计算和轮系的应用。难点：行星轮系与组合轮系传动比计算。,首页,重点难点,12.1 轮系的类型及特点,返回,轮系的类型及特点,12.1.1 轮系的类型,图12-1 定轴轮系,图12-2

2、行星轮系,轮系的类型及特点,12.1.2 轮系的特点,图12-3 组合轮系,能够实现距离较远的两个轴之间的传动，获得较大的传动比，实现运动的变速与换向、实现特殊的工艺性和轨迹等。,返回,12.2 定轴齿轮系的传动比计算,返回,定轴齿轮系的传动比计算,12.2.1 一对齿轮的传动比计算,图12-4 外啮合齿轮传动,图12-5 内啮合齿轮传动,定轴齿轮系的传动比计算,一对齿轮组成的齿轮机构是最简单的轮系，它的传动比为其齿数的反比。若考虑转向关系，外啮合时，两轮转向相反，传动比取“-”号；内啮合时，两轮转向相同，传动比取“+”号。,图12-4所示的外啮合齿轮传动其传动比为：,图12-5所示的内啮合齿

3、轮传动其传动比为：,定轴齿轮系的传动比计算,12.2.2 定轴齿轮的传动比计算,1.传动比大小计算 如图12-6所示的定轴轮系示意图。设各轮的齿数为z1、z2、,各轮的转速分别为 n1、n2，首轮是齿轮1，末轮是齿轮5，则该轮系的传动比 i12 可由各对啮合齿轮的传动比求出。,图12-6 定轴齿轮系示意图,定轴齿轮系的传动比计算,上式表明，定轴轮系传动比的大小等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的乘积与所有主动轮齿数乘积之比。以上结论可推广到一般情况。设轮G为计算时的起始主动轮，轮K为计算时的最末从动轮，则定轴轮系首末两轮传动比计算的一般公式为：,式中

4、，m为轮系中外啮合齿轮的对数。,定轴齿轮系的传动比计算,2.首末轮转向关系的确定 对于平面定轴齿轮系首末两轮的相对转向关系可以用传动比的正负号表示。iGK为负号时，说明首、末两轮的转动方向相反；iGK为正号时，说明首、末两轮的转动方向相同；也可用画箭头的方法标注齿轮的转向，从而确定首、末轮的转向关系。空间定轴齿轮系中还包含有圆锥齿轮传动或蜗杆蜗轮传动，那样首末轮的转向判定可以用画箭头的方法来表示。对于两个相互啮合的锥齿轮，表示两轮转向的箭头不是同时指向它们的相互啮合处，就是同时背向啮合处；对于蜗杆蜗轮传动，蜗杆、蜗轮的轴线在空间垂直交错，其转向关系可用左、右手法则来确定。,定轴齿轮系的传动比计

5、算,例12-1 在图12-7所示轮系中，已知各个齿轮的齿数分别为 z1=15，z2=15，z2=25，z3=30，z3=15，z4=30，z4=2，z5=60，n1=1440，其转向如图所示，蜗杆4是右旋。求传动比 i13 和 i15。,图12-7 轮系,返回,12.3 行星齿轮系的传动比计算,返回,行星齿轮系的传动比计算,12.3.1行星齿轮系的组成,图12-8 行星齿轮系,行星齿轮系的传动比计算,12.3.2行星齿轮系传动比的计算,求解行星齿轮系最简单的方法就是转换机构法。其基本思想是，设法把行星齿轮系转化成定轴齿轮系，然后间接地利用定轴齿轮系的传动比计算公式求解行星齿轮系传动比。现假想给

6、图12-8所示的行星齿轮系加上一个与行星架的转速 nH 大小相等方向相反的公共转速(-nH)，则行星架 H 变为静止，而各构件间的相对运动关系不变化。齿轮1、2、3则成为绕定轴转动的齿轮，因此，原行星齿轮系便转化为假想的定轴齿轮系，如图12-9所示。,行星齿轮系的传动比计算,图12-9 转化齿轮系,行星齿轮系的传动比计算,转化齿轮系中，各构件的转速如下表所示。,由于转化机构是一个定轴轮系，所以可用定轴轮系传动比的计算方法，求得转化机构的传动比为：,式中“”号表示转化机构中齿轮1与齿轮3的转向相反。,行星齿轮系的传动比计算,推广到一般情况，可得到如下结论：行星齿轮系中，轴线与主轴平行或重合的两轮

7、G、K的传动比，可通过下式求解：,即：,行星齿轮系的传动比计算,应用上式时应注意：1）等号右侧的“”号的判断方法同定轴齿轮系。即如果由 G 到 K 之间只含有圆柱齿轮传动，则由（-1）m 来确定。如果含有圆锥齿轮或蜗杆传动，则用画箭头的方法来确定。若齿轮 G、K 轴线平行，则齿轮 G、K 的箭头方向相同时为“+”号，相反时为“-”号。若齿轮G、K轴线不平行，则不能用号来表示转向，只能以箭头方向表示转向。2）将各个转速的数值代入时，必须带有“”号。可先假定某一已知构件的转向为正号，则另一构件的转向与其相同时取正号，与其相反时取负号。,例12-3 图12-10所示的2K-H型行星轮系中，已知z1=

8、100，z2=101，z2=100，z3=99，试输入文件H对输出轮1的传动比iH1。,图12-10 行星齿轮系,行星齿轮系的传动比计算,解：,返回,12.4 组合轮系的传动比计算,返回,组合轮系的传动比计算,组合齿轮系是将定轴齿轮系与行星齿轮系组合在一起使用，这样的齿轮系传动比既不能按照定轴齿轮系计算，也不能应用单一的行星齿轮系计算，正确的方法是将组合轮系中定轴齿轮系和行星齿轮系分开，分别列出其传动比的计算关系式，然后联立求解，从而求出组合轮系的传动比。下面将通过例子来介绍组合轮系的传动比的计算方法。,组合轮系的传动比计算,例12-4 在图12-11所示轮系中，已知 6 及各轮齿数z1=50

9、，z1=30，z1=60，z2=20，z2=30，z3=100，z4=45，z5=45，z5=60，z6=20，求 3的大小和方向。,图12-11 组合轮系,返回,解：轴线位置不固定的双联齿轮 2-2是行星轮，与双联齿轮啮合的齿轮1和3为中心轮，而支持双联齿轮旋转的则为系杆H。因此，齿轮1、2-2、3和H组成一行星轮系。由于轮系中再没有其他的行星轮，所以其余的齿轮6、1-1、5-5、4 组成一定轴轮系。,组合轮系的传动比计算,组合轮系的传动比计算,将1、H 代入前式得,解得,，齿轮3与齿轮6转动方向相反。,返回,12.5 轮系的应用,返回,轮系的应用,图12-12 轮系分路传动,图12-13

10、行星轮换向机构,轮系的应用,图12-14 轮系变速传动,图12-15 打蛋机搅拌头的行星传动图,轮系的应用,图12-16 行星齿轮系,返回,12.6 减速器及应用,返回,减速器及应用,12.6.1 齿轮减速器,单级圆柱齿轮减速器,展开式二级圆柱齿轮减速器,展开式三级圆柱齿轮减速器,图12-17 齿轮减速器,减速器及应用,12.6.2 蜗杆减速器,图12-19 蜗杆减速器,减速器及应用,12.6.3 行星齿轮减速器,图12-20 渐开线少齿行星传动,图12-21 渐开线少齿行星减速器,减速器及应用,12.6.4 摆线针轮减速器,图12-22 摆线针轮行星传动,减速器及应用,12.6.5 谐波齿轮减速器,图12-23 谐波齿轮减速器,返回,轮系的类型、特点及应用定轴轮系传动比的计算行星轮系传动比计算组合轮系传动比计算轮系的应用轮系减速器及其应用作业 12-4、6、7、8、11、12、13,小结作业,首页,