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1、温故知新温故知新定轴轮系传动比的计算定轴轮系传动比的计算 第七章第七章 轮系及其设计轮系及其设计周转轮系的组成和特点周转轮系的组成和特点周转轮系传动比的计算周转轮系传动比的计算 中心轮、系杆、行星轮中心轮、系杆、行星轮本讲教学内容本讲教学内容 复合轮系的传动比的计算复合轮系的传动比的计算 轮系的功用轮系的功用 轮系的设计轮系的设计第七章第七章 轮系及其设计轮系及其设计本讲教学目的本讲教学目的 掌握混合轮系的传动比的计算方法；掌握混合轮系的传动比的计算方法； 了解轮系的了解轮系的主要功用和轮系的设计方法主要功用和轮系的设计方法本讲重点：本讲重点： 复合轮系传动比的计算复合轮系传动比的计算 轮系设
2、计中齿轮齿数的确定轮系设计中齿轮齿数的确定7-4 7-4 复合轮系的传动比复合轮系的传动比v关键关键是先要把其中的是先要把其中的周转轮系周转轮系部分划分出来部分划分出来首先找出行星轮，然后找出系杆，以及与行星轮相啮首先找出行星轮，然后找出系杆，以及与行星轮相啮合的所有中心轮。合的所有中心轮。每一系杆，连同系杆上的行星轮和与行星轮相啮合的每一系杆，连同系杆上的行星轮和与行星轮相啮合的中心轮就组成一个周转轮系中心轮就组成一个周转轮系v在将周转轮系一一找出之后，剩下的便是定轴轮系部分。在将周转轮系一一找出之后，剩下的便是定轴轮系部分。复合轮系传动比计算的一般步骤：复合轮系传动比计算的一般步骤：v周转
3、轮系的找法：周转轮系的找法：1. 正确划分轮系中的定轴轮系部分和周转轮系。正确划分轮系中的定轴轮系部分和周转轮系。3. 将各传动比关系式联立求解。将各传动比关系式联立求解。2. 分别计算各轮系的传动比。分别计算各轮系的传动比。1）划分轮系：）划分轮系：b. 由齿轮由齿轮2 、3、4及系杆及系杆H所组成的周转轮系部分所组成的周转轮系部分。2）计算各轮系传动比）计算各轮系传动比a. 定轴轮系部分定轴轮系部分例例3:如图所示的轮系中，设已知各轮齿数，试求其传动比。如图所示的轮系中，设已知各轮齿数，试求其传动比。解解：a. 由齿轮由齿轮1、2组成定轴轮系部分；组成定轴轮系部分；v轮系的传动比轮系的传动
4、比b. 周转轮系部分周转轮系部分3）将（）将（1）、（）、（2）联立求解：）联立求解：图示为一电动卷扬机的减速器运动简图图示为一电动卷扬机的减速器运动简图,已知各轮齿数已知各轮齿数,双联行星轮双联行星轮 2 - 2，中心轮，中心轮1、3， 和系杆和系杆H（齿轮齿轮5）组成）组成一个差动轮系；一个差动轮系；解解：1）轮系划分）轮系划分a）b）齿轮齿轮3、4、5 组成定轴轮系组成定轴轮系例例4：a）差动轮系部分：差动轮系部分：2）计算各轮系传动比）计算各轮系传动比试求试求: 传动比传动比 i15b）定轴轮系部分定轴轮系部分3）联立）联立(1)、(2)求解求解例例4（续）（续）7-5 7-5 轮系的
5、功用轮系的功用 利用轮系可以使一个主利用轮系可以使一个主动轴带动若干个从动轴同时动轴带动若干个从动轴同时旋转，并获得不同的转速。旋转，并获得不同的转速。一、实现分路传动一、实现分路传动：（某航空发动机附件传动系统图）（某航空发动机附件传动系统图） 采用周转轮系，可以在使用采用周转轮系，可以在使用很少的齿轮并且也很紧凑的条很少的齿轮并且也很紧凑的条件下，得到很大的传动比。件下，得到很大的传动比。二、获得较大的传动比二、获得较大的传动比在主轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到若在主轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到若干种转速，从而实现变速传动。干种转速，从而实现变速传动。三、三、 实
6、现变速传动实现变速传动： 在主轴转向不变的条件下，可以改变从动轴的转向。在主轴转向不变的条件下，可以改变从动轴的转向。四、实现换向传动四、实现换向传动：（导弹发射快速反应装置）（导弹发射快速反应装置）（车床走刀丝杠的三星转向机构）（车床走刀丝杠的三星转向机构）v差动轮系可以把两个运动合成为一个运动。差动轮系可以把两个运动合成为一个运动。z1=z3五、实现运动的合成五、实现运动的合成v差动轮系的运动合成特性，被广泛应用于机床、计算差动轮系的运动合成特性，被广泛应用于机床、计算机构和补偿调整等装置中。机构和补偿调整等装置中。v差动轮系可以将一个基本构件的主动转动按所需比例分差动轮系可以将一个基本构
7、件的主动转动按所需比例分解成另两个基本构件的不同转动。解成另两个基本构件的不同转动。z1=z3 , nH=n4六、实现运动的分解六、实现运动的分解v 汽车后桥的差动器能根据汽车不同的行驶状态，自动汽车后桥的差动器能根据汽车不同的行驶状态，自动将主轴的转速分解为两后轮的不同转动。将主轴的转速分解为两后轮的不同转动。v各齿廓啮合处的径向分力和各齿廓啮合处的径向分力和行星轮公转所产生的离心惯性行星轮公转所产生的离心惯性力得以平衡，可大大改善受力力得以平衡，可大大改善受力状况；状况；七、实现结构紧凑的大功率传动七、实现结构紧凑的大功率传动周转轮系常采用多个行星轮均周转轮系常采用多个行星轮均布的结构形式
8、布的结构形式v多个行星轮共同分担载荷，多个行星轮共同分担载荷，可以减少齿轮尺寸可以减少齿轮尺寸;v内啮合有效地利用了空间。内啮合有效地利用了空间。（某涡轮螺旋桨发动机主减速器传动简图）（某涡轮螺旋桨发动机主减速器传动简图）在较小的外廓尺寸下，在较小的外廓尺寸下，传递功率达传递功率达2850kW7-6 7-6 行星轮系的设计行星轮系的设计1. 行星轮系的类型、特点及应用范围行星轮系的类型、特点及应用范围一、行星轮系的类型的选择一、行星轮系的类型的选择v正号机构正号机构v负号机构负号机构i1nH 为正值为正值i1nH 为负值为负值1）正号机构的特点及应用范围）正号机构的特点及应用范围一、行星轮系的
9、类型的选择（续）一、行星轮系的类型的选择（续）易获得大的传动比，且机构的尺寸不致于过大；易获得大的传动比，且机构的尺寸不致于过大；效率低，甚至产生自锁；效率低，甚至产生自锁；适用于要求传动比很大、传递动力不大的场合。适用于要求传动比很大、传递动力不大的场合。2）负号机构的特点及应用范围）负号机构的特点及应用范围一、行星轮系的类型的选择（续）一、行星轮系的类型的选择（续）效率高；效率高；传动比不太大；传动比不太大；适用于动力传动。适用于动力传动。轮系类型轮系类型传动比适用范围传动比适用范围类型类型ai1H=2.8-13类型类型bi1H=1.14-1.56类型类型ci1H=8-16类型类型di1H
10、=21）当设计的轮系主要用于传递运动时：）当设计的轮系主要用于传递运动时：一、行星轮系的类型选择（续）一、行星轮系的类型选择（续）v若若工作所要求的传动比不太大，可根据具体情况选用工作所要求的传动比不太大，可根据具体情况选用上述四种负号机构；上述四种负号机构； 首先应考虑满足传动比的要求，其次兼顾效率、结构复首先应考虑满足传动比的要求，其次兼顾效率、结构复杂程度、外廓尺寸和重量。杂程度、外廓尺寸和重量。2. 行星轮系类型的选择行星轮系类型的选择v若工作所要求的传动比大，而对效率要求不高时，可若工作所要求的传动比大，而对效率要求不高时，可考虑采用正号机构。考虑采用正号机构。一、行星轮系的类型选择
11、（续）一、行星轮系的类型选择（续）v当所设计的轮系除了用于传递动力外，还要求有较大的传当所设计的轮系除了用于传递动力外，还要求有较大的传动比，而单级负号机构又无法满足要求时：动比，而单级负号机构又无法满足要求时：2）当设计的轮系主要用于传递动力时：）当设计的轮系主要用于传递动力时：v 当所设计的轮系主要用于传递动力时，为了获得较高的当所设计的轮系主要用于传递动力时，为了获得较高的效率，应选用负号机构。效率，应选用负号机构。 首先应考虑机构效率的高低，其次兼顾传动比、结构复首先应考虑机构效率的高低，其次兼顾传动比、结构复杂程度、外廓尺寸和重量。杂程度、外廓尺寸和重量。可将几个负号机构串联起来使用
12、；可将几个负号机构串联起来使用；采用将负号机构和定轴轮系串联起来的混合轮系。采用将负号机构和定轴轮系串联起来的混合轮系。二、行星轮系各轮齿数和行星轮数目的选择二、行星轮系各轮齿数和行星轮数目的选择 设计行星轮系，其各轮齿数和行星轮数目的选择必须设计行星轮系，其各轮齿数和行星轮数目的选择必须满足下列四个条件：满足下列四个条件：1）传动比条件）传动比条件i1H =1+z3 /z1z3 /z1 = i1H-12） 同心条件同心条件 保证三个基本构件的回转轴线必须在同一直线上须保证三个基本构件的回转轴线必须在同一直线上须满足的条件。满足的条件。r3 = r1+ r2 或或 z3 = z1+ 2z2v当
13、当采用标准齿轮传动或等变位齿轮传动时：采用标准齿轮传动或等变位齿轮传动时：1. 单排行星轮系单排行星轮系r3=r1+r2二、行星轮系各轮齿数和行星轮数目的选择（续）二、行星轮系各轮齿数和行星轮数目的选择（续）3）装配条件）装配条件 指为了使各行星轮能够均匀地装入两太阳轮之间，指为了使各行星轮能够均匀地装入两太阳轮之间，行星轮的数目和各轮齿数之间所必须满足的关系。行星轮的数目和各轮齿数之间所必须满足的关系。二、行星轮系各轮齿数和行星轮数目的选择（续）二、行星轮系各轮齿数和行星轮数目的选择（续）v 设设 k为均布的行星轮数，则相邻两行星轮之间的夹角为：为均布的行星轮数，则相邻两行星轮之间的夹角为：
14、 （1）将第一个行星轮装于）将第一个行星轮装于O2处；处； （2）固定轮）固定轮3，使系杆转过，使系杆转过 = 360/k，到达到达O2 ，太阳太阳轮轮1转过的角度为转过的角度为 ； =360/k。行星轮系的装配条件行星轮系的装配条件：两中心轮的：两中心轮的齿数齿数 z1、z3 之和应为行星轮个数的之和应为行星轮个数的整数倍。整数倍。二、行星轮系各轮齿数和行星轮数目的选择（续）二、行星轮系各轮齿数和行星轮数目的选择（续）4）邻接条件：）邻接条件： 指当多个行星轮装入两中心轮之间，为了保证两相邻指当多个行星轮装入两中心轮之间，为了保证两相邻行星轮不致相碰时须满足的条件。行星轮不致相碰时须满足的条
15、件。中心距中心距O2O2齿顶圆直径齿顶圆直径da 2(r1+r2)sin(180/k)2(r2+ha*m) (z1+z2)sin(180/k) z2+2ha*二、行星轮系各轮齿数和行星轮数目的选择（续）二、行星轮系各轮齿数和行星轮数目的选择（续） 2. 双排行星轮系：其各轮齿数和行星轮数目的选择必须双排行星轮系：其各轮齿数和行星轮数目的选择必须满足的相应的关系式为满足的相应的关系式为（标准齿轮传动）（标准齿轮传动）。1）传动比条件）传动比条件z2 z3 /z1 z2 = i1H -12） 同心条件同心条件z3 = z1+ z2+ z2 3）装配条件）装配条件( z1 z2 + z2 z3 ) / z2 k = N4）邻接条件：）邻接条件：(假设假设z2 z2） (z1+z2)sin(180/k)z2+2ha*
