机械基础课件：第6章轮系

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1、第6章 轮系12122一对齿轮传动的类型：2121外啮合内啮合圆锥齿轮机构蜗轮蜗杆1第6章 轮系某发动机传动系统第6章 轮系第6章 轮系汽车差速器轮系：一系列齿轮组成的传动系统轮系：一系列齿轮组成的传动系统第6章 轮系第6章 轮系基本要求:u了解各类轮系的特点，学会判断轮系类型 u熟练掌握各种轮系传动比的计算方法u掌握确定主、从动轮的转向关系u了解轮系的功用6-1 轮系的类型6-2 定轴轮系及其传动比6-3 周转轮系及其传动比6-4 复合轮系及其传动比6-5 轮系的应用第6章 轮系6-1 轮系的类型1)定轴轮系:齿轮系传动过程中，其各齿轮的轴线相对于机 架的位置都是固定不变的。3213213

2、44 5平面定轴轮系空间定轴轮系第6章 轮系2)周转轮系：至少有一个齿轮的轴线运动O1O3321OHO23O121OHO2行星轮系差动轮系第6章 轮系6-2 定轴轮系及其传动比(a) 传动比的大小(b) 传动方向轮系的传动比:输入轴和输出轴的角速度（或转速）之比。 iab=a/b=na/nb确定首末两轮的转向关系。确定首末两轮的转向关系。第6章 轮系例：例：方向的判断：方向的判断：外啮合外啮合，两轮回转方向，两轮回转方向相反相反内啮合内啮合，两轮回转方向，两轮回转方向相同相同箭头法：节点是速度瞬心，转向同时指向节点或背离节点箭头法：节点是速度瞬心，转向同时指向节点或背离节点1450rpm53.

3、7rpm12搪杆= i12 i34 i56分步传动1450rpm53.7rpm123456-第6章 轮系12233445解：(b) 方向的判断：箭头法例1：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比。(一)平面定轴轮系传动比的计算用“” “”表示(a)传动比大小= i12 i23 i34 i45第6章 轮系12345678例2：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比。(b) 方向的判断：箭头法(二)空间定轴轮系传动比的计算解：(a) 传动比大小= i12 i34 i56 i78用“” “”表示第6章 轮系(1k从动轮齿数积)(1k主动轮齿数积)结结 论论(a)定轴轮系传动比的大小(b)定轴轮系传动比的方向1.

4、若首末两轮轴线平行，转向相同取“+”号、转 向相同取“-”号或者用箭头2.若首末两轮轴线不平行只能用箭头第6章 轮系惰轮惰轮惰轮(过桥轮既是主动轮又作从动轮) 其齿数对传动比无影响作用: 控制转向 中心距较大时可使机构紧凑例3：已知各齿轮的齿数，求轮系的传动比。(a)大小(b)方向m 外啮合次数解：第6章 轮系 已知Z1=16 , Z2=32, Z2=20, Z3=40, Z3=2(右)，Z4=40,若n1=800r/min, 求蜗轮的转速n4及各轮的转向。例4:1223 43方向: 画箭头求轮系传动比: 大小:解:第6章 轮系例5: 求i15和提升重物时手柄的转动方向解解:第6章 轮系 1.

5、行星轮: 轴线位置变动, 既作自转又作公转6-3 周转轮系及其传动比行星轮转臂中心轮(一)周转轮系的组成: 2.转臂(行星架, 系杆): 支持行星轮作自转和公转 3.中心轮(太阳轮): 轴线位置固定 4.机架第6章 轮系1.以中心轮和转臂 作输入和输出构件 轴线重合 (否则不能传动)注意事项:3.找基本(单一)周转轮系的方法: 先找行星轮 找其转臂(不一定是简单的杆件) 找与行星轮啮合的中心轮(其轴线与转臂的重合)2.基本周转轮系含 一个转臂, 若干个 行星轮及中心轮(12)第6章 轮系 要求原动件数=1分类: (按自由度分类)差动轮系:行星轮系: F=2 图5-4.b (两个中心轮均转动)

6、F=1 图5-5.c (只有一个中心轮转动)O1图5-4 c.123OHHO2图5-4.b321HOHO1O3O2要求原动件数=2第6章 轮系n=4 PL=4 PH=3F=1n=5 PL=5 PH=3 F=2行星轮系行星轮系差动轮系差动轮系第6章 轮系分类:按基本构件分2K- H2K- H2K- H3KK-H-V万向联轴节万向联轴节第6章 轮系 不能直接用定轴轮系的计算方法不能直接用定轴轮系的计算方法 当转臂转速=nH, 给整个轮系加上-nH的公共转速转臂静止转化轮系(假想的定轴轮系)(各构件相对运动不变)图5-4.d321HO2O1O3(二)周转轮系传动比的计算(基本) 1.机构反转法(转化

7、机构)图5-4.d321HO2O1O3第6章 轮系 2.转化轮系中各构件的速度构件原来的转速转化轮系中的转速中心轮1n1n1H= n1- nH行星轮2n2n2H= n2- nH中心轮3n3n3H= n3- nH转臂HnHnHH= nH- nH=0机架0- nH 转化齿轮系的传动比： 又因为在定轴轮系中有：故有：图5-4.d321HO2O1O3第6章 轮系注意注意: 1.求得iGKH , 并确定其“” “”号 再求其它2.iGKHiGK , iGKiKG , iGKHiKGH3. nG 、nH 、nK 中，已知值应根据转向相同还是相反代入正负 号,未知值的转向由计算结果判定。4.式(5-2)只适

8、于G、K轮与转臂H轴线平行时一般计算式:(5-2)正负号判定，可将转臂H视为静止，然后按定轴齿轮系判别主从动轮转向关系的方法确定。传动比计算要点： 分清轮系 注意符号 掌握技巧第6章 轮系例例: 5 求nH与n1的关系= Z3/ Z1n1= nH(1+ Z3/ Z1) n3 Z3/Z1注意n有符号n3=0n1= nH(1+ Z3/ Z1)差动轮系行星轮系设n1为正，n3为负解:第6章 轮系例例62.求nH:123Hn1Hn2Hn3H解:3.求n2:1. 假设各轮转向(箭头)已知:n1=1840r/min, Z1=27, Z2=17, Z3=61; 求: nH, i1H, n2第6章 轮系例例7

9、：已知齿数Z1=15 , Z2 = 25, Z 2 = 20, Z3 = 60。n1=200r/min, n3=50r/min , 转向见图，求nH设n1为正，n3为负nH= 8.3r/minn=4, PL=4, PH=2差动轮系解:第6章 轮系abcdH例例 8. 已知已知: Za = 100，Zb = 99，Zc = 101，Zd = 100 ，求，求: iHa解:若为定轴轮系abcd第6章 轮系例题例题9：已知齿数Z1=12, Z2 = 28, Z 2 = 14, Z3 =54。 求iSHn3 =0手动链轮起重链轮行星轮行星轮系i1H = iSH = n1/ nH =10转臂中心轮解:第

10、6章 轮系例题10如图所示。已知如图所示。已知:z1=48, z2=48, z2=18, z3=24, n1=250 r/min, n3=100 r/min, 转向如图转向如图试求试求nH的大小和方向的大小和方向分析：轮系类型锥齿轮组成的周转轮系转化机构中各轮转向用箭头判断解：1223Hn1Hn2Hn3Hn1n3讨论：是否可以将n1代为负，n3代为正？试算，分析结果。nH=- -50 r/min ?转向同n1第6章 轮系12234H6-4 复合轮系及其传动比第6章 轮系1、复合齿轮系：既含有定轴齿轮系，又含有行星齿轮系，或者含有多个行星齿轮系的传动。16452H3(1)(2)HOH12324H

11、 轮系的传动比：轮系中首轮与末轮的角速度的比值 传动比的计算内容包括：传动比的大小和齿轮的转向。判别：不能通过一次反转得到一个定轴轮系第6章 轮系2)分列方程3)联立求解4)注意符号1)分清轮系234OH12324H2 、复合轮系传动比的计算方法分清轮系的组成分别写出各个轮系的传动比找出轮系之间的运动关系联立方程解。计算步骤：第6章 轮系d、 注意联立求解时，各单一轮系的转速之间的关系。a、齿数比连乘积前的符号；b、已知转速应以代数量代入:即带“+”或“-” ；c、求出的转速也带有符号，“+”表示与假定的正方向相同， “-”表示与假定的正方向相反；注意：e、找基本周转轮系: 先找行星轮找其转臂

12、 找与行星轮啮合的中心轮。第6章 轮系定轴轮系定轴轮系:1-2i12=n1/n 2 = - Z2/Z1= - 2补充方程补充方程:例例10:求求i1H:n 2= n 2 ; n 4 =0周转轮系周转轮系:2 34H第6章 轮系例例11:求周转轮系周转轮系1-2-3-H1:周转轮系周转轮系4-5-6-H2:n H1= n 4 ; n 6 = n 3 = 0第6章 轮系例例12：已知已知: z1=50，z2=100，z3 = z4 = 40, z4 =41, z5 =39, 求求: i13 。解解: :1 1、分清轮系、分清轮系: :3-4-4-5, 2(H)组成行星轮系组成行星轮系; ;1-2组

13、成组成两定轴轮系。两定轴轮系。2、分列方程、分列方程3、 联立求解联立求解 345214(a)(b)组合机床走刀机构组合机床走刀机构4543H2n= =n5,0= =n补充方程：补充方程：改变齿数可实现换改变齿数可实现换向传动！向传动！第6章 轮系例例1313 求求i1H周转轮系周转轮系1-2-2-3-H定轴轮系定轴轮系3-4-5补充方程补充方程第6章 轮系例14 如图所示的轮系中,已知z1=18, z2=36, z3=z4=z5=50, 又知电机M的转速nM=1500r/min, 方向如图,求n4大小及方向(方向标出即可)。第6章 轮系6-15 如图所示的轮系中, 已知z1=z7=18, z

14、2=z3=z4=z5=z6=z8=36, z9=50, z10=25,又知n1=n10=100r/min, 方向如图所示, 求n8的大小及方向。第6章 轮系第6章 轮系第6章 轮系设计：潘存云设计：潘存云z z1 1z z2 2z z3 3例例5 5：已知马铃薯挖掘中已知马铃薯挖掘中：z z1 1z z2 2z z3 3 ，求，求2 2， 3 3 上式表明上式表明轮轮3 3的绝对角速度为的绝对角速度为0 0，但相对角速度不为，但相对角速度不为0 0。113 30 02 222H Hz z1 1z z3 3z z3 3z z1 1HH铁锹铁锹H HH H模型验证z z2 2z z2 2第6章 轮

15、系6-5轮系的应用1. 实现多路输出2. 获得较大的传动比3. 实现变速4. 实现变向5. 实现运动的合成6. 实现运动的分解第6章 轮系1 1 实现大传动比传动实现大传动比传动一对齿轮传动比一般不大于一对齿轮传动比一般不大于57大传动比可用定轴轮系多级传动实现，也可利用周转轮系大传动比可用定轴轮系多级传动实现，也可利用周转轮系和复合轮系实现和复合轮系实现啤酒大麦发酵池啤酒大麦发酵池实例实例为了使搅拌器缓慢移动，以为了使搅拌器缓慢移动，以达到充分搅拌的目的，在电达到充分搅拌的目的，在电机到移动齿轮间采用了一个机到移动齿轮间采用了一个行星减速器，其传动比高达行星减速器，其传动比高达702.25第

16、6章 轮系2 2 实现分路传动实现分路传动利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将运动传给多个运动部分，从而实现分路传动运动传给多个运动部分，从而实现分路传动滚齿机滚齿机实例实例分两路将运动分别传给分两路将运动分别传给滚刀和轮坯滚刀和轮坯钟表时分秒针钟表时分秒针IIIVVIIII主轴主轴IV第6章 轮系3 3 实现变速与换向传动实现变速与换向传动汽车齿轮变速箱汽车齿轮变速箱IIIIVIII第6章 轮系a bcH12汽车后桥差速器(牙包)a bcH12a bcH12a bcH122. 汽车直行:3. 汽车右拐弯:1. 组成据例5: nb

17、 = 2nH - na 即: na + nb = 2nH na = nb , na = nb = nH .abllR左右 = 弧长 / 半径pd左naR + l=pd右nbR - - lnanb=R + lR - - lf第6章 轮系4. 右轮陷于泥坑 按:na + nb = 2nH 左轮相对阻力很大, na = 0 ； 右轮相对阻力很小，nb = 2nH .5. 假设不用差速器a bcH12右左直行 、拐弯？、陷泥坑？第6章 轮系小结:1.基本概念: 轮系及分类, 行星轮, 太阳轮(中心轮), 转臂H(行星架)2.蜗轮转向3.定轴轮系传动比计算4.找单一周转轮系的方法321HOHO1O3O2