第11章齿轮系及其设计.ppt

2020 1 21 1 机械原理 机电工程学院机械设计研究室 TheoryofMachinesandMechanisms 2020 1 21 2 第11章齿轮系及其设计 2020 1 21 3 第11章齿轮系及其设计 11 1齿轮系及其分类11 2定轴轮系的传动比11 3周转轮系的传动比11 4复合轮系的传动比11 5轮系的功用 2020 1 21 4 11 1齿轮系及其分类 一 定轴轮系 轮系运转时 如果各齿轮轴线的位置都固定不动 则称之为定轴轮系 或称为普通轮系 2020 1 21 5 11 1齿轮系及其分类 一 定轴轮系 2020 1 21 6 11 1齿轮系及其分类 二 周转轮系 轮系运转时 至少有一个齿轮轴线的位置不固定 而是绕某一固定轴线回转 则称该轮系为周转轮系 2020 1 21 7 行星轮太阳轮 中心轮系杆 转臂 行星轮 系杆 转臂 行星架 行星轮系F 1 差动轮系F 2 周转轮系的组成 2020 1 21 8 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 1 2 2020 1 21 9 不是单一的轮系 而是由定轴轮系 周转轮系或周转轮系 周转轮系组成的复合轮系 定轴轮系 周转轮系周转轮系 周转轮系 11 1齿轮系及其分类 三 复合轮系 混合轮系 2020 1 21 10 11 1齿轮系及其分类 三 复合轮系 混合轮系 2020 1 21 11 11 2定轴轮系的传动比 一 定轴轮系的传动比的大小 输入轴与输出轴之间的传动比为 轮系中各对啮合齿轮的传动比大小为 一般定轴轮系的传动比计算公式为 2020 1 21 12 二 如何确定平面定轴轮系中的转向关系 一对外啮合圆柱齿轮传动两轮的转向相反 其传动比前应加 号 一对内啮合圆柱齿轮传动两轮的转向相同 其传动比前应加 号 该轮系中有3对外啮合齿轮 则其传动比公式前应加 1 3 若传动比的计算结果为正 则表示输入轴与输出轴的转向相同 为负则表示转向相反 2020 1 21 13 三 如何确定空间定轴轮系中的转向关系 空间定轴轮系传动比前的 号没有实际意义 空间定轴轮系中含有轴线不平行的齿轮传动 不平行 不平行 不能表示不平行轴之间的转向关系 2020 1 21 14 如何表示一对平行轴齿轮的转向 齿轮回转方向 线速度方向 用线速度方向表示齿轮回转方向 2020 1 21 15 如何表示一对圆锥齿轮的转向 齿轮回转方向 线速度方向 表示齿轮回转方向 线速度方向 用线速度方向表示齿轮回转方向 2020 1 21 16 如何表示蜗杆蜗轮传动的转向 蜗杆回转方向 蜗轮回转方向 蜗杆上一点线速度方向 右旋蜗杆 表示蜗杆 蜗轮回转方向 蜗杆旋向影响蜗轮的回转方向 2020 1 21 17 如何判断蜗杆 蜗轮的转向 右旋蜗杆 左旋蜗杆 以右手握住蜗杆 四指指向蜗杆的转向 则拇指的指向相反的方向为啮合点处蜗轮的线速度方向 右手规则 左手规则 以左手握住蜗杆 四指指向蜗杆的转向 则拇指的指向相反的方向为啮合点处蜗轮的线速度方向 蜗杆的转向 2020 1 21 18 过桥轮 惰轮 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 a较大时可使机构紧凑 m 外啮合次数 2020 1 21 19 定轴轮系传动比小结 传动比的大小 首末二轴转向关系判别 平面轮系 外啮合次数m 1 m空间轮系 箭头法 节点是速度相同 同时指向节点或背离节点 1 m 2020 1 21 20 例 平面定轴轮系传动比 传动比的大小 首末两轮的转向取决于外啮合齿轮的对数齿轮4 惰轮 不影响大小 但改变转向 1 m 2020 1 21 21 空间定轴轮系传动比 传动比的大小 首末二轴转向关系判别 箭头法判断 如图所示齿轮1和5转向相反 2020 1 21 22 空间定轴轮系 续 传动比绝对值计算公式同平面定轴轮系用箭头法标定各轮的转向输入输出构件的轴线平行且转向相同时 传动比为正 转向相反 则传动比为负 最后通过箭头法判断后补充上去 轴线不平行的构件间的传动比 没有 方向如图所示 方向如图所示 2020 1 21 23 周转轮系 至少有一个齿轮的轴线不固定 而绕其它齿轮的轴线回转 周转轮系与定轴轮系的区别 是否存在转臂转化轮系 周转轮系加上 wH nH 运动后变成的定轴轮系 11 3周转轮系的传动比 2020 1 21 24 周转轮系及其转化轮系 2020 1 21 25 周转轮系传动比分析 转化轮系传动比 对于F 1的行星轮系 若n3 0 有 1 2 3 H n1 n2 n3 nH 转化机构法 nH 2020 1 21 26 周转轮系传动比 转化轮系传动比 实际轮系传动比 抓住要领 写转化轮系传动比定义及大小 1 K H轴线必须平行 注意 转向判别用 号 判别错误影响糟矣 千万当心也 2020 1 21 27 例题1 如图所示 已知 z1 100 z2 101 z2 100 z3 99试求传动比iH1 分析 轮系类型 周转轮系注意周转轮系 不管求解什么 一定用转化机构法 例题 解 n3 0 将z3改为100 2020 1 21 28 例题2 如图所示 已知 z1 48 z2 48 z2 18 z3 24 n1 250r min n3 100r min 转向如图试求nH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 例题 解 讨论 是否可以将n1代为负 n3代为正 试算 分析结果 nH 50r min 转向同n1 NoProblem Why 2020 1 21 29 由几个基本周转轮系或定轴轮系 周转轮系 复合轮系 分开各轮系计算 联立方程解 定轴轮系 1 2 i12 1 2 Z2 Z1 2 补充方程 例 求i1H 关键 找基本周转轮系 先找行星轮 找其转臂 找与行星轮啮合的中心轮 2 2 4 0 周转轮系 2 3 4 H 11 3复合轮系的传动比 2020 1 21 30 11 5轮系的功用 一 相距较远的两轴之间的传动 惰轮 2020 1 21 31 二 实现大传动比传动 一对齿轮传动比一般不大于5 7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 11 5轮系的功用 Z1 100 Z2 101 Z2 100 Z3 99 iH1 10000 2020 1 21 32 三 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运动传给多个运动部分 从而实现分路传动 11 5轮系的功用 2020 1 21 33 四 实现变速与换向传动 汽车齿轮变速箱 11 5轮系的功用 2020 1 21 34 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 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 11 5轮系的功用 动画 2020 1 21 35 差动轮系可以将一个基本构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 六 实现运动的分解 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 11 5轮系的功用 2020 1 21 36 汽车后桥差速器 牙包 2 汽车直行 3 汽车右拐弯 1 组成 nb 2nH na即 na nb 2nH na nb na nb nH a b 弧长 半径 pd左na R l pd右nb R l nanb R l R l 2020 1 21 37 4 左轮陷于泥坑按 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 直行 拐弯 陷泥坑 2020 1 21 38 各齿廓啮合处的径向分