机械基础 教学最好的PPT 轮系(2)

第5章轮系及其设计§5－1轮系及其分类§5－2定轴轮系的传动比§5－3周转轮系的传动比§5－4混合（复合）轮系的传动比§5－5轮系的功用由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。§5－1齿轮系及其分类§5－1轮系及其分类§5－1轮系及其分类一、定轴轮系轮系运转时，各轮的几何轴线相对于机架的位置都是固定不动的。平面轮系：各轮轴线均平行。§5－1轮系及其分类空间轮系：各轮轴线不平行。2、构造：1、3---中心轮（太阳轮）H---系杆(行星架、转臂)13H22基本构件轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮的固定轴线转动。二、周转轮系（回转轴线重合）——行星轮定义：1、§5－1轮系及其分类3、分类：按自由度分：中心轮1、3均不固定132H13H2---差动轮系Ph=2F=3n-2Pl-Ph=3×4-2×4-2=2n=4Pl=4特征:§5－1轮系及其分类按自由度分：F=2——差动轮系n=3132H132H——行星轮系中心轮1、3均不固定特征：Pl=3Ph=2F=3n-2Pl-Ph=3×3-2×3-2=1特征：中心轮1或3有一个固定3、分类：§5－1轮系及其分类按自由度分：中心轮1固定（外齿轮）F=1——行星轮系中心轮3固定（内齿轮）F=1——行星轮系3、分类：§5－1轮系及其分类周转轮系的判别112233HH若Ｋ＝２均不固定----差动轮系差动轮系有一个固定----行星轮系行星轮系不固定----差动轮系固定----行星轮系若Ｋ＝１12H1o§5－1轮系及其分类按中心轮个数分：(基本构件)2K-H中心轮用K，系杆用H表示。132H单排3、分类：§5－1齿轮系及其分类按中心轮个数分：(基本构件)中心轮用K，系杆用H表示。23H122K-H双排3、分类：§5－1齿轮系及其分类按中心轮个数分：(基本构件)3K中心轮个数为K，系杆用H表示。13224H3、分类：§5－1轮系及其分类§5－1轮系及其分类三、混合轮系和复合轮系定轴轮系+周转轮系混合轮系周转轮系+周转轮系复合轮系分隔29轮系的分类按轴线间的相对位置分按轴线是否固定定轴轮系周转轮系混合轮系、混合轮系平面轮系空间轮系§5－1轮系及其分类从计算轮系的传动比来看§5—2定轴轮系的传动比一、传动比：输入轴与输出轴角速度（转速）之比。ABBABAABzznniBAAABBABABABzziABABzzi1、一对啮合传动齿轮的传动比大小：2、一对啮合传动齿轮的转向关系：§5—2定轴轮系的传动比求：i15122112zzi233223zzi344343zzi455454zzi5115i5443322154432312iiii45342312zzzzzzzz所有主动轮齿数之积到从所有从动轮齿数之积到从推广：BABAiBAAB主从zz二、举例：§5—2定轴轮系的传动比主从zziBAAB讨论每对齿轮的主、从关系是由AB的运动方向确定的；若AB两轴线平行，iAB可用“”表示，“+”表示转向相同，“−”表示转向相反；若AB两轴线不平行，iAB则用箭头表示；4534231215zzzzzzzzi对平面轮系，传动比总有“”号，其符号可用箭头法，也可用(-1)m确定，对空间轮系，只能用箭头法确定转向；轮2在传动比式中不起作用，称为“惰轮”。外啮合次数；—m§5—3周转轮系的传动比周转轮系的传动比如何求周转轮系“定轴轮系”理论依据：各构件加“-ωH”绕O1123H1o1oHH1H2H3前提条件：保证各个构件之间的相对运动不变一、传动比计算机构各构件加上同一角速度，各构件间的相对运动不变。设各构件转动方向相同（转化机构）§5—3周转轮系的传动比123H123H1o思路：所有主动轮齿数之积到从所有从动轮齿数之积到从BABAiBAAB主从zz温故知新定轴轮系的传动比计算传动比的大小计算转向关系的表示方法若AB两轴线平行，可用“”表示：“+”表示转向相同“−”表示转向相反对平面轮系，传动比总有“”号，其符号可用箭头法，也可用(-1)m确定，对空间轮系，只能用箭头法确定转向若AB两轴线不平行，iAB则用箭头表示外啮合次数；—m周转轮系“定轴轮系”理论依据：各构件加“-ωH”绕O1123H1o1oHH1H2H3前提条件：保证各个构件之间的相对运动不变一、传动比计算机构各构件加上同一角速度，各构件间的相对运动不变。设各构件转动方向相同（转化机构）§5—3周转轮系的传动比123H1o思路：123H1o1o123H1oHH1H2H3构件转化前（周转轮系）转化后（“定轴轮系”）123H机架1H1H223H3H0HHH3HHH2H1HH00§5—3周转轮系的传动比123H1o1o123H1oH1H2H3转化机构的传动比：Hi13HH31HH3113zz“−”号表示在转化机构中，轮1、轮3的转向相反。主从通式：zziHBHAHBHAHABH1H3H22312zzzz－§5—3周转轮系的传动比主从通式：zziHBHAHBHAHAB注意：转化机构的角速比ABHABii由转化机构按定轴轮系计算方法求得。主从zz其中：“”仅表示转化机构中各构件的相对转向，而不是各在中，已知其二，可求其一；它们既包含大小又包含转向，若已知的两转速转向相同，同号值代入；否则异号值代入。求得的转速方向与其符号相同的已知转速方向一致。HBA、、§5—3周转轮系的传动比构件的真实转向。任何时候均不能直接在周转轮系上用(-1)m或箭头直接判断从动件的转向三轴线必须平行，否则不能应用上式。HBA、、当B=0时133113zziHHHHHHi2112HHAHABiAHi1HABAHii1——行星轮系HH22§5—3周转轮系的传动比主从通式：zziHBHAHBHAHAB123H注意：。，求，已知Hizz1319030123HHnn111311zziH430901HHHHHHHnnnnnni313131132132zzzz—2132zzzz—Hn1Hn2Hn3§5—3周转轮系的传动比例11—1解：二、举例行星轮系1、H转向相同。，求，，，1322199100101100Hizzzz1223H解：Hi11100100991011100001100001Hi1003z若10010010110011Hi10011001HiHHHHHnnnnnni3131132)1(HHnnn012312zzzz2312zzzz2)1(2312zzzz2)1(213211zzzziH1、H转向相同1、H转向相反Hn1Hn3Hn2§5—3周转轮系的传动比例11—2行星轮系周转轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的。，，，，已知504030203221zzzz123H2解：HHHnnnni31132312zzzz402050302001001HHnnrpm.nH6595求∶402050302001002HHnnrpm.nH22165与n1、n3转向相同21）（Hn3Hn1Hn2§5—3周转轮系的传动比，，min/rnmin/rn20010031例11—3（1）当n1与n3转向相反时，n3的大小和方向；（2）当n1与n3转向相同时，n3的大小和方向。与n1转向相反、与n3转向相同差动轮系定轴轮系+周转轮系混合轮系周转轮系+周转轮系复合轮系组合轮系§5—4组合轮系的传动比一、求解步骤1、划分轮系（关键）定轴轮系行星轮系2、分别建立各轮系的传动比方程H22334422§5—4组合轮系的传动比111、划分轮系2、分别建立各轮系的传动比方程3、找联系条件，联立求解22nnHHiii2121)1(2412zzzz32434242zzzznnnniHHH行星轮系：122112zznni定轴轮系：§5—4组合轮系的传动比定轴轮系行星轮系H212342421zziH二、轮系的划分方法1、先找行星轮（从这里入手）2、再找系杆H3、找中心轮——与行星轮相啮合，并且与系杆共轴线——轴线不固定的齿轮——支承行星轮，使行星轮作公转运动（但不一定是杆状）§5—4组合轮系的传动比定轴轮系行星轮系H2123412314H2为行星轮1、3为中心轮1'、5为中心轮4为行星轮5为系杆H为系杆（3固定）1、2、3、5——行星轮系行星轮系（1'、5均不固定）1'、4、5、H——差动轮系5差动轮系划分轮系从行星轮入手§5—4组合轮系的传动比例11—421325351513zzzznnnni41545151zzzznnnniHHH§5—4组合轮系的传动比123234H5561、2、2'、3---定轴轮系定轴轮系3'、4、5、H---差动轮系差动轮系5'、6---定轴轮系定轴轮系划分轮系例11—5电动卷扬机的减速器，已知各轮齿数及n1，求n5。122334512235差动轮系345定轴轮系345§5—4组合轮系的传动比例11—6解：1、划分轮系差动轮系定轴轮系122334512235345345§5—4组合轮系的传动比差动轮系HHHnnnni311312zz2132zzzz定轴轮系5353nni435411zzzz）（35zz24.285115nni联系条件：335nnnnH，联立求解：rpmn35.515与n1同向。11）（§5—4复合轮系的传动比减速器，已知各轮齿数，求i1H；又若n1=1375r/min，求输出轴H转一周的时间T。11553324H24解：2'、3、4、H2、1—1'、5’—5、4HHHnnnni42423423zzzz24zz211221zznni1212nzzn51451414zzzznni154154nzzzzn设n1为顺时针1nHHHnnnni4242HHnnzzzznnzz1455112124zz---差动轮系---定轴轮系2n4nHn2Hn42n4nn2’、n4转向相反n2’、n4以异号代入差动轮系定轴轮系例11—7§5—4复合轮系的传动比11553324H24解：1n2n4n代入数据，计算得：198000011HHnni当输出轴H转一圈时，输入轴1转1980000圈。min14401375198000019800001nTh24提问：nH的转向nH为“+”号，表明其转向与n2相同。nH为“+”号，表明其转向与n1相同。例11—7减速器，已知各轮齿数，求i1H；又若n1=1375r/min，求输出轴H转一周的时间T。§5—4复合轮系的传动比图示轮系，已知：n1=1500rpm，z1=20，z2=z2=40，z4=20，z3=15，z3=30，z5=80，z7=15，z8=30，各轮均为标准直齿轮，试求nH的大小与方向。n1解：划分轮系6、7、8、H-----差动轮系HHHnnnni866868zz56nn1551nni2154zzzz38nn1331nni213233zzzzzz81328762zzz60代入（）：60