大学课件之机械原理：轮系(OK)

第十一章轮系一、基本要求二、基本概念和基础知识三、学习重点及难点四、例题精选五、试题自测及答案一、基本要求1.了解轮系的定义、分类和用途。3.能计算行星轮系的效率，并了解行星轮系设计的基础知识。4.了解其他行星轮系的特点及用途。2.熟练掌握定轴轮系、周转轮系和混合轮系的传动比计算方法。二、基本概念和基础知识1.轮系的定义3.轮系的传动比计算定轴轮系周转轮系复合轮系2.轮系的分类——由一系列齿轮组成的传动系统轮系的分类——由一系列齿轮组成的传动系统轮系的定义定轴轮系周转轮系复合轮系定轴轮系＋周转轮系周转轮系＋周转轮系F=1，行星轮系F=2，差动轮系定轴轮系的传动比计算计算结果的绝对值表示传动比的大小积所有主动轮齿数的连乘积所有从动轮齿数的连乘1k1k2k1k11kzzzznni计算结果前面的“＋”、“－”号表示首、末轮的转向关系，“＋”为相同，“－”为相反注意1.对于平面轮系，“＋、－”号由(-1)m确定，m为外啮合的次数2.对于首、末轮轴线平行的空间轮系，“＋、－”号由标注方向箭头确定，相同为“＋”，相反为“－”3.对于首、末轮轴线不平行的空间轮系，“＋、－”号无意义，只能用标注的方向箭头表示首、末轮的转向关系结论周转轮系的传动比计算积所有主动轮齿数的连乘积所有从动轮齿数的连乘1k1k2HkH1HkH1H1kzzzzi注意几何轴线O1、Ok和OH必须互相重合ω1、ωk、ωH均为代数值“+”、“”号由转化轮系按定轴轮系确定复合轮系的传动比计算三步走1.划分基本轮系2.列方程——基本轮系的传动比计算式3.解方程——各基本轮系的传动比计算方程联立求解三、学习重点及难点学习重点轮系的传动比计算学习难点计算复合轮系传动比时基本轮系的正确划分定轴轮系周转轮系复合轮系四、例题精选（例1、例2、例3）例1如图所示为具有空间齿轮机构的定轴轮系，已知15,25,15'221zzz（右旋）2,30,15,30'44'33zzzz)mm4(20,60'55mzzmin/r5001n求：齿条6的线速度v的大小和方向分析由于5’和6为齿轮齿条机构，齿条6为移动，无法计算齿轮1与齿条6之间的传动比，因此，可以先计算1与5之间的传动比，然后利用5与5’同轴同向等速的特点，即可求出齿条6的速度。1、2-2’、3-3’、4-4’、5组成定轴轮系200'4'3'2154325115zzzzzzzznnimin/r5.2'55nns/mm5.1030π'5'5'5'5rnwrv解v例2如图所示为磨床砂轮架微动进给机构中，z1＝z2＝z4＝16，z3＝48，丝杠导程s=4mm，慢速进给时，齿轮1和2啮合；快速退回时，齿轮1与内齿轮4啮合。求：1.慢速进给过程和快速退回过程中，手轮转一圈时，砂轮横向移动的距离各为多少？2.如手轮圆周刻度为200格，慢速进给时，每格砂轮架移动量为多少？1.（1）慢速进给时，齿轮1、2、3和4组成行星轮系解分析问题的关键是计算丝杠即齿轮4的转速。齿轮1、2啮合时为行星轮系，齿轮1、4啮合时为定轴轮系。31648134341413zznnnni441nn手轮转动一周，砂轮横向移动量为：mm114414114snsnl（2）快速退回时，齿轮1、4组成定轴轮系手轮转动一周，砂轮横向移动量为：mm41414snsnl1144114zznni2.如手轮圆周刻度为200格，则根据1（1），慢速进给时，每格砂轮架的移动量为mm005.020014414114snsnl例3图示为一电动卷扬机简图，所有齿轮均为标准齿轮，模数m=4mm，各轮齿数为:试求：1.齿数z7＝？2.传动比i17＝？18,63,21,18,24'6654'33'221zzzzzzzzz1.根据同心条件解分析利用同心条件可以计算出z7，然后按照复合轮系的“三步走”即可求解出i17。54182182657zzz2.(1)划分基本轮系(2)列方程差动轮系：1、2-3、4和5492124631831425451514zzzznnnni定轴轮系：5、6、731854577557zznni因为：n4=n7(3)联立求解127117nni五、试题自测及答案（1、2、3、4、5)1.图示为万能刀具磨床工作台横向微动进给装置，运动经手柄输入，再由丝杠传给工作台。现已知：丝杠螺距P＝50mm(单头)，各齿轮齿数为：试计算当手柄转动一周时工作台的进给量？20,18,194321zzzz齿轮1、2、3、4和H组成行星轮系解9101819201931424114zzzznnnniHHH手轮转动一周时，工作台的进给量为：mm2.0151011014HPnPnl01n10144HHnni2.图示为行星搅拌机的机构简图，已知：试计算：（1）机构的自由度F？（2）搅拌轴的角速度及转向？s/rad31,20,40B21zz（1）解21402012B2B1B12zzis/rad93313BB22i013B22Bi11222323HLPPnF（2）齿轮1、2、3、4和H组成行星轮系A33’1254KB3.图示为龙门刨床工作台的变速机构，J、K为电磁制动器，设已知各轮的齿数，求J、K分别刹车时的传动比i1B。解：（1）刹住J时1、2、3为定轴轮系联立解得：)1('3513B1B1zzzznni3’、4、5和B为周转轮系J133113zznni'35B5B'3B5'3zznnnni因为：0,5'33nnn（2）刹住K时周转轮系：1、2、3和A联立解得：)1)(1(5'313B1B1zzzzi周转轮系：5、4、3’和BA33’1254JKB5A13A3A1A13zznnnni'35B5B'3B5'3zznnnni因为：A5'33,0nnnn4.图示为某提升机构的机构简图。现已知绳轮半径R=0.2m，重物Q=1000N，机械总效率为η＝0.9，重物匀速提升速度v=3m/min，且各齿轮均为标准齿轮，模数相同，各轮齿数分别为：试求：（1）机械的总传动比iⅠⅡ？（2）Ⅰ轴的转速nⅠ和转向？（3）Ⅰ轴的输入功率NⅠ？40,30,23,25,1554'221zzzzz解（1）根据同心条件63232515'2213zzzz齿轮1、2-2’、3和4组成行星轮系2310523156325'21324341413zzzznnnni齿轮4、5组成定轴轮系3430404545zzi03n2312814i69512)34(231284514III,iii（2）Ⅰ轴转速r/min71.172.0π2695123π2III,III,IIIRivinn（3）Ⅰ轴的输入功率W6.559.06031000IIIQvNN5.图示为里程表中的传动机构简图。现已知各轮齿数为：试求传动比i15？24,20,19,23,68,175'44321zzzzzz解（1）齿轮1、2组成定轴轮系（2）齿轮3、4-4’、5和2组成行星轮系11511420232419'43542523235zzzznnnni（3）联立求解03n41768122112zznni4565115nni