清华大学机械原理课件第5章轮系机构.ppt

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1、第 5 章 轮系机构,一对圆柱齿轮，传动比不大于57,问题：大传动比传动,问题：变速、换向,轮系：由一系列彼此啮合的齿轮组成的传动机构，用于原动机和执行机构之间的运动和动力传递。,第 5 章 轮系机构,5.1 轮系分类及传动比计算5.2 轮系的功能5.3 轮系的设计5.4 其它类型的行星传动,齿轮机构的传动比,轮系的传动比：,传动比的大小 输入、输出轴的转向关系,5.1 轮系传动比计算,根据轮系在运转过程中，各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否变化，可以将轮系分为三大类：,5.1.1 定轴轮系5.1.2 周转轮系5.1.3 混合轮系,轮系的分类,5.1.1 定轴轮系：轮系运转过程中，所有齿轮轴

2、线的几何位置都相对机架固定不动,平面定轴轮系,空间定轴轮系,输出,定轴轮系的传动比计算,定轴轮系的传动比,大小：,转向？,？,平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）,惰轮,SK360普通车床,平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）,惰轮,定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是输入、输出轮的轴线相互平行的情况,传动比方向判断：画箭头 表示：在传动比大小前加正负号,输入、输出轮的轴线不平行的情况,定轴轮系的传动比,大小：,5.1.2 周转轮系:在轮系运转过程中，至少有一个齿轮轴线的几何位置不固定，而是绕着其它定轴齿轮的轴线回转,2 行星轮H 系杆（转臂）3 中心轮1 中心轮（太阳轮）,差动轮系（F2）,中心

3、轮是转动，还是固定？,双排2KH 型,3K 型,单排2KH 型,根据基本构件不同,周转轮系的传动比,绕固定轴线转动的系杆,周转轮系的转化机构,周转轮系,2K-H型周转轮系的转化机构,2K-H型周转轮系转化机构的传动比,一般周转轮系转化机构的传动比,各轮齿数已知，就可以确定w1、wn、wH之间的关系；如果两个已知，就可以计算出第三个，进而可以计算周转轮系的传动比。,2、表达式中 w1、wn、wH的正负号问题。若基本构件的实际转速方向相反，则 w 的正负号应该不同。,1、是转化机构中齿轮1为主动轮、齿轮n为从动轮时的传动比，其大小和方向可以根据定轴轮系的方法来判断；,例1：z1=28，z2=18，

4、z2=24，z3=70求：i1H,周转轮系传动比计算方法,例2：z1=z2=48，z2=18,z3=24，w1=250 rad/s，w3=100 rad/s，方向如图所示。求：wH,5.1.3 混合轮系：由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转轮系组成的复杂轮系,定轴轮系,周转轮系,周转轮系I 周转轮系II,定轴轮系,周转轮系,封闭差动轮系,F=2 差动轮系,封闭,周转轮系I 周转轮系II,各周转轮系相互独立不共用一个系杆,混合轮系传动比计算,?,周转轮系：1、2（2）、3、5（H）,定轴轮系：3、4、5,电动卷扬机减速器,混合轮系传动比的求解方法：,将混合轮系分解为几个基本轮系；分别计算各基本轮系

5、的传动比；寻找各基本轮系之间的关系；联立求解。,基本轮系的划分,行星轮,例3：z1=20，z2=30，z2=20，z3=40，z4=45，z4=44，z5=81，z6=80 求：i16,定轴,行星,两个轮系的关系,混合轮系的传动比,5.3 轮系的功能,5.3.1 实现分路传动,5.3.2 实现大传动比,5.3.3 实现变速和换向,车床走刀丝杠的三星轮换向机构,SK360普通车床,国产红旗轿车自动变速机构,5.3.4 在机构尺寸和重量较小的条件下，实现大功率传动,某涡轮螺旋桨发动机主减速器,5.3.5 实现运动的合成与分解,加法机构,减法机构,广泛用于机床、计算装置、补偿调整装置中,差动轮系 F

6、2,差速器,汽车直行,汽车左转,5.3.6 实现执行构件的复杂运动,行星搅拌器,机械手,轮系功能小结,实现分路传动大传动比变速、换向大功率传动运动的合成与分解执行构件的复杂运动,5.4 轮系的设计,5.4.1 定轴轮系的设计,5.4.2 周转轮系的设计,5.4.1 定轴轮系的设计,轮系类型的选择,关键点：（1）正确掌握各种齿轮机构的特点和应用场合；（2）明确设计要求；（3）满足要求的前提下机构越简单越好。,实例分析：滚齿机工作台传动系统,5.4.1 定轴轮系的设计,各轮齿数的确定：完成各级传动比分配,原则：（1）每级传动比在常用范围内；（2）为了控制外廓尺寸和传动性能，大传动比可以通过多级 传

7、动实现；（3）减速传动，前小后大，均匀变化；（4）传动比分配要同时考虑润滑、布局、结构尺寸等因素。,例：设计一个总传动比为12的定轴轮系。,5.4.1 定轴轮系的设计,定轴轮系布置方案的选择：多方案比较选优,5.4.2 周转轮系的设计,轮系类型的选择,关键因素：传动比、传动效率、结构复杂程度、外廓尺寸、重量（1）传递运动时，优先考虑传动比，兼顾其他因素；（2）传递动力时，优先考虑效率，其次考虑传动比等因素。,5.4.2 周转轮系的设计,各轮齿数的确定：,传动比条件同心条件装配条件邻接条件,传动比条件,同心条件,装配条件,邻接条件,例：设计一个单排2KH负号机构行星轮系，中心轮1为输入构件，系杆为输出构件，传动比为7.33。,5.4.2 周转轮系的设计,均衡装置设计,基本构件浮动式,采用弹性构件,杠杆联动式,5.5 其他类型的行星传动,5.5.1 渐开线少齿差行星传动,5.5 其他类型的行星传动,5.5.2 摆线针轮行星传动,5.5 其他类型的行星传动,5.5.3 谐波齿轮传动,本章重点小结,一、轮系传动比计算,定轴轮系是基础，重点掌握转向判断；周转轮系传动比计算难点：转化机构混合轮系传动比计算关键：基本轮系的划分,二、比较连杆机构、凸轮机构和齿轮机构，掌握轮系 机构的优缺点和应用场合。,