《轮系的设计上课》PPT课件.ppt

第七章轮系及减速器 轮系 geartrain 由一系列齿轮组成的传动系统称为齿轮系 简称轮系 轮系的功用及分类 定轴轮系传动比计算 定轴轮系传动比计算 周转轮系传动比计算 复合轮系传动比计算 轮系分类 周转轮系传动比计算 复合轮系传动比计算 一 轮系的功用 一 获得较大传动比 较大传动比的传动 采用单级齿轮传动 采用轮系传动 7 1轮系的功用及其分类 二 实现远距离传动 相距较远的两轴传动 三 改变从动轴的转向 从动轮4与主动轮1转向相反 从动轮4与主动轮1转向相同 四 实现变速传动 汽车变速传动简图 五 实现分路传动 主动轴 六 实现运动的分解 汽车后桥差速器 在n1不变的情况下 使两后轮以相同或不同的转速转动 以实现汽车的直线行驶或转弯 根据轮系运转时 其各个齿轮的轴线相对于机架的位置是否都是固定的 而将轮系分为三大类 二 轮系分类 一 定轴轮系 平面定轴轮系 各齿轮的轴线相互平行 空间定轴轮系 含有轴线相交或交错的齿轮的定轴轮系 如果在轮系运转时 其各个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的 这种轮系就称为定轴轮系 或普通轮系 平面定轴轮系 空间定轴轮系 空间定轴轮系机构简图 二 周转轮系 epicyclicgeartrain 当齿轮系转动时 至少有一个齿轮的几何轴线绕其他齿轮的固定几何轴线运动的轮系称为周转轮系 一个基本的周转轮系由一个系杆H 支承行星轮 若干个行星轮 轴线不固定 既有自转又有公转的齿轮 和中心轮 直接与行星轮啮合的定轴齿轮 组成 周转轮系的结构分析 周转轮系 差动轮系 自由度为2 有两个独立运动 的周转轮系 中心轮1 3 系杆H均转动 行星轮系 自由度为1 只有一个独立运动 的周转轮系 中心轮3不转动 三 复合轮系 复合轮系 既有行星轮系又有定轴轮系或有若干个行星轮系组合而成的复杂轮系 传动比的大小 齿轮的转向 7 2定轴轮系传动比的计算 轮系的传动比 轮系中首轮a与末轮k角速度 或转速n 的比值 轮系的传动关系 1 2 3 4 一 一对齿轮的传动比 号表示内啮合两轮转向相同 号表示外啮合两轮转向相反 对于空间齿轮 锥齿轮 蜗杆传动 齿轮的转向 在图上画箭头表示 二 定轴轮系传动比的计算 1 传动比的大小 将 1 2 3 4 相乘得 定轴轮系传动比的计算的公式 2 首 末轮的转向表示方法 A 用箭头标注 首末两轮转向相反 首末两轮转向相同 如 1轮与5轮转向相反 1轮与4轮转向相同 空间定轴轮系 式中 号表示首末轮转向关系 用画箭头判断 2 首末轮轴线不平行的空间定轴轮系 1 首末轮轴线平行的空间定轴轮系 首末轮转向关系 用画箭头方法判断 如 例7 1图示轮系中 已知1轮转向如图示 n1 405r min 各轮齿数为 Z1 Z2 Z4 20 Z2 Z3 Z5 30 Z4 Z6 60 试求 1 i16 2 n6大小及其转动方向 三 传动比计算实例 解答 1 判定轮系类型轮系类型 因在轮系运转时 所有齿的轴线相对于机架的位置都是固定的 且各轮的轴线相互平行 故为平面定轴轮系 3 计算i16 4 求n6大小 n6 n1 i16 405 13 5 30r min 2 分析轮系的传动关系 1 2 2 3 4 4 5 6 n6转向 与n1转向相反 即n6 例7 2图7 5所示轮系中 已知蜗杆1的转速n1 900r min 顺时针 Z1 2 Z2 60 Z2 20 Z3 24 Z3 20 Z4 24 Z4 30 Z5 35 Z5 28 Z6 135 求n6的大小和方向 解答 1 判定轮系类型 因在轮系运转时 所有齿的轴线相对于机架的位置都是固定的 有轴线空间交错的蜗杆传动和轴线相交的锥齿轮传动 故为空间定轴轮系 2 分析轮系的传动关系 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 3 求n6的大小 1 计算传动比i16 因轮系中有蜗杆传动和锥齿轮传动 所以 4 确定n6的方向 2 求n6的大小 在图中 用画箭头的方法确定n6的方向 向下 7 3周转轮系的传动比 周转轮系的传动关系 中心轮1 行星轮2 中心轮3 一 周转轮系传动比计算的基本思路 一 周转轮系传动比计算的基本思路 周转轮系 转化轮系 对整个周转轮系加上一个公共角速度 H 以后 其各构件的角速度的变化可列如下表 构件 1 2 3 H 原角速度 绝对角速度 转化轮系角速度 相对角速度 1 2 3 H 1 H 2 H 3 H H H 0 转化轮系的传动比i1H3可按求定轴轮系传动比的方法求得 二 转化轮系的传动比计算方法 转化轮系中首末两轮的传动比iaHb计算通式 一 转化轮系的传动比iaHb的计算公式 利用转化轮系的传动比计算公式中各构件的角速度关系求解 式中齿数比前的 号表示在转化轮系中轮1与轮3的转向相反 1 上述公式只适用于转化机构的首 末两轮轴线平行的情况 如 注意 2 在公式的齿数比前应加 这不仅表明在转化轮系中两太阳轮之间的转向关系 而且将直接影响到各构件的角速度之间的数值关系 3 iaHb iab iaHb代表转化轮系的传动比 其大小和符号按定轴轮系传动比计算方法确定 而iab是原周转轮系中a b两轮的绝对角速比 iab必须在求得iaHb后才能求出 不能用计算式求解n2 因轮2的轴线与中心轮1和系杆H的轴线不平行 它们的角速度不能按代数量进行加减 1 差动轮系传动比计算 二 利用转化轮系的传动比计算公式中各构件的角速度关系求解周转轮系的传动比 a b H必须已知两个才能求解 且均为代数值 在公式中要带相应的 2 行星轮系传动比计算 中心轮3固定 例7 3已知轮1转速n1 140r min Z1 40Z2 20 求 1 求3轮齿数Z3 2 当n3 40r min 方向与n1相反 时 系杆H的转速nH的大小及方向 3 当nH 0时齿轮3的转速n3 z3 z1 2z2 40 2 20 80 解答 根据图示轮系的同心条件 其中心距应满足 12 32 而标准齿轮传动 其相互啮合的齿轮模数相等 1 求3轮齿数Z3 故 r1 r2 r3 r2 r3 r1 2r2 2 当n3 40r min时 求nH nH 20r min与n1转向相同 3 当nH 0时 求n3 n3与n1转向相反 当nH 0时 图示轮系成为定轴轮系 所以 若将 40写成40 则 例7 4已知Z1 100 Z2 101 Z2 100 Z3 99 求传动比 解 则 10000 与n1转向相同 例7 5已知Z1 Z3 若n1 nH转动方向相反 且都等于10r min 求齿轮3的转速大小和方向 解 n3与n1转向相反 三 复合轮系的传动比计算 在计算复合轮系的传动比时 既不能将整个轮系作为定轴轮系来处理 也不能对整个轮系采用转化轮系的方法 复合轮系传动比的计算首先必须将其各个基本轮系正确区别开来 然后分别计算这些基本轮系的传动比 最后联立求解所求的传动比 区分各个基本轮系的方法 1 先找周转轮系 剩下的便是定轴轮系 2 判断周转轮系时 1 先找系杆 装在系杆上的即为行星轮 与行星轮相啮合的为中心轮 则行星轮 系杆及二个 或一个 中心轮便组成一个周转轮系 注意 系杆不一定是简单的杆状构件 2 判断周转轮系时 先找其轴线位置变动的行星轮 支撑行星轮的便是系杆 与行星轮相啮合且几何轴线固定的齿轮为中心轮 例7 6 图示轮系 已知各轮齿数为 各齿轮模数相同 求传动比 解 轮系由两部分组成 行星轮系 齿轮1 2 2 3和5 轮5为系杆 定轴轮系 轮 和轮 1 传动关系为 2 利用同心条件求对于齿轮 及系杆 组成的行星系 对于齿轮 系杆 及齿轮 组成的定轴轮系 联立 两式解得 计算结果为负 说明n1的转向与n4转向相反 例7 7 已知Z1 20 Z2 30 Z3 80 Z4 40 Z5 20 求传动比 解行星轮系1 2 3 H中 定轴轮系4 5中 联立求解得 n5与n1转向相反 例7 8 图示轮系中 已知 解 此轮系由两部分组成 齿轮 及齿轮系杆 组成行星轮系 齿轮 及系杆 组成差动轮系 1 传动关系为 求 2 求对于 组成的行星轮系对于齿轮1 及系杆H组成的差动轮系结果为正 系杆 和轮 转向相同 式和 联立得 轮系的功用及分类 定轴轮系传动