第10章-轮系概要.ppt

1,第10章轮系,由一系列齿轮所组成的传动系统，称为轮系。,2,第10章轮系,10.1概述10.2定轴轮系及其传动比计算10.3周转轮系及其传动比计算10.4混合轮系及其传动比计算10.5轮系的功用,3,10.1概述,轮系,周转轮系,混合轮系,定轴轮系,轮系的分类,10.1概述,4,10.1概述,轮系的传动比系指：轮系中输入构件与输出构件的角速度（或转速）之比。包括角速度（或转速）比的大小和两构件的转向关系两个方面。,轮系的传动比,10.1概述,5,10.2定轴轮系及其传动比计算,传动时，所有齿轮的几何轴线均相对机架固定的轮系。,平面定轴轮系,空间定轴轮系,10.2定轴轮系及其传动比计算,定轴轮系,6,10.2定轴轮系及其传动比计算,平面定轴轮系,空间定轴轮系,10.2定轴轮系及其传动比计算,传动时，所有齿轮的几何轴线均相对机架固定的轮系。,定轴轮系,7,10.2定轴轮系及其传动比计算,10.2定轴轮系及其传动比计算,图示轮系中，各对齿轮的传动比大小：,定轴轮系的传动比计算,8,10.2定轴轮系及其传动比计算,注意：在轮系中的作用是改变方向，不改变大小,惰轮。,10.2定轴轮系及其传动比计算,图示轮系中，各对齿轮的传动比大小：,定轴轮系的传动比计算,9,结论：1.定轴轮系传动比为组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积；其大小等于各对啮合齿轮中所有从动齿数的连乘积与所有主动齿数的连乘积之比。,10.2定轴轮系及其传动比计算,10.2定轴轮系及其传动比计算,定轴轮系的传动比计算,10,结论：2.首尾转向关系的判定。,10.2定轴轮系及其传动比计算,10.2定轴轮系及其传动比计算,定轴轮系的传动比计算,如果轮系中各轮的几何轴线相互平行，则可用表示。其中，表示轮系中外啮合齿轮的对数。,用画箭头的方法确定。,用正负号的方法确定。,11,如果轮系中仅首、尾两轮的几何轴线相互行，仍可在计算结果中以正负号的形式来表示首、尾两轮的转向关系。,结论：2.首尾转向关系的判定。,10.2定轴轮系及其传动比计算,10.2定轴轮系及其传动比计算,定轴轮系的传动比计算,用画箭头的方法确定。,用正负号的方法确定。,12,传动时，至少有一个齿轮的轴线不固定，而是绕另一个齿轮的轴线转动的轮系。1、3中心轮H系杆（转臂）2行星轮,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系,13,10.3周转轮系及其传动比计算,行星轮系（自由度=1,一个中心轮固定）,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系,14,10.3周转轮系及其传动比计算,行星轮系（自由度=1,一个中心轮固定）,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系,外齿轮固定,内齿轮固定,15,10.3周转轮系及其传动比计算,差动轮系（自由度=2,中心轮均不固定）,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系,16,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系与定轴轮系的区别在于周转轮系中有转动的系杆H，使得行星轮2既有自转又有公转。,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系的特点,17,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系与定轴轮系的区别在于周转轮系中有转动的系杆H，使得行星轮2既有自转又有公转。,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系的特点,18,10.3周转轮系及其传动比计算,根据运动的相对性，用反转法把周转轮系转化为定轴轮系（称为该轮系的转化轮系或转化机构）。再按定轴轮系传动比的计算方法计算转化轮系的传动比，就可得出周转轮系中各构件之间的角速度的关系，进而求得该周转轮系的传动比。,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系传动比的计算方法,19,10.3周转轮系及其传动比计算,转化轮系:给整个机构加一个公共角速度“”后所得到的假想的定轴轮系。在此轮系中，系杆H的绝对角速度为零。,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系传动比的计算方法,20,10.3周转轮系及其传动比计算,转化轮系:给整个机构加一个公共角速度“”后所得到的假想的定轴轮系。在此轮系中，系杆H的绝对角速度为零。,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系传动比的计算方法,21,10.3周转轮系及其传动比计算,转化轮系中:,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系传动比的计算方法,22,10.3周转轮系及其传动比计算,其传动比为,转化轮系中:,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系传动比的计算方法,23,10.3周转轮系及其传动比计算,其传动比为,转化轮系中:,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系传动比的计算方法,24,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系转化机构传动比计算的一般公式：,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系传动比的计算方法,应用上式时的注意点：（1）上式只适用于1、n、H三个构件的轴线互相平行的情况。,原因：式中使用的是代数和，非矢量和。给定任意两构件的转速，可求出第三个构件的转速。,25,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系转化机构传动比计算的一般公式：,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系传动比的计算方法,应用上式时的注意点：（1）上式只适用于1、n、H三个构件的轴线互相平行的情况。,（2）有两套号：,齿数比前的号结构符号（表示相对速度转向是否相同）,“”,确定方法：平面轮系：可用(-1)m确定，也可用画箭头的方法直接判断。空间轮系：只能用画箭头方法确定。注：周转轮系中箭头用虚线箭头，表示构件相对系杆的转向。,“”,26,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系转化机构传动比计算的一般公式：,10.3周转轮系及其传动比计算,周转轮系传动比的计算方法,应用上式时的注意点：（1）上式只适用于1、n、H三个构件的轴线互相平行的情况。,、本身具有的号数值符号,“”,确定方法：假设一个正方向。构件转向与其相同时，代入正值；否则，代入负值。计算结果为正时，与假设方向相同；为负时，与假设方向相反。,齿数比前的号结构符号（表示相对速度转向是否相同）,“”,（2）有两套号：,“”,27,10.3周转轮系及其传动比计算,例1.图示行星轮系中，已知各轮的齿数。求传动比。,解：转化机构的传动比,代入已知数据，得,10.3周转轮系及其传动比计算,说明：当系杆转10000转时，齿轮1同向转1转；,该行星轮系传动比大，效率低，仅用于运动传递；,当齿轮1主动时，轮系发生自锁。,28,若将本题中的由99改为100，,10.3周转轮系及其传动比计算,例1.图示行星轮系中，已知各轮的齿数。求传动比。,10.3周转轮系及其传动比计算,29,若将本题中的由99改为100，,10.3周转轮系及其传动比计算,例1.图示行星轮系中，已知各轮的齿数。求传动比。,10.3周转轮系及其传动比计算,即,即，行星轮系中从动轮的转向与主动轮转向和各轮齿数有关。这也是行星轮系与定轴轮系不同的地方。,100,30,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,例1.图示行星轮系中，已知各轮的齿数。求传动比。,100,31,例2.图示轮系中，已知各轮的齿数,及、。,求：（1）当、同向时，（2）当、反向时，,10.3周转轮系及其传动比计算,1(20),2(30),2(60),3(80),H,10.3周转轮系及其传动比计算,32,例2.图示轮系中，已知各轮的齿数,及、。,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,解：,1(20),2(30),3(80),H,2(60),求：（1）当、同向时，（2）当、反向时，,33,例2.图示轮系中，已知各轮的齿数,及、。,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,解：,1(20),2(30),3(80),H,2(60),求：（1）当、同向时，（2）当、反向时，,34,例2.图示轮系中，已知各轮的齿数,及、。,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,解：,1(20),2(30),3(80),H,2(60),求：（1）当、同向时，（2）当、反向时，,35,例2.图示轮系中，已知各轮的齿数,及、。,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,解：,1(20),2(30),3(80),H,2(60),求：（1）当、同向时；（2）当、反向时；,36,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,1(20),2(30),3(80),H,2(60),例2.图示轮系中，已知各轮的齿数,及、。,37,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,例3.求马铃薯挖掘机的行星轮系中各轮的齿数关系。要求铁锨始终与地面保持垂直。,解：转化机构的传动比,38,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,例3.求马铃薯挖掘机的行星轮系中各轮的齿数关系。要求铁锨始终与地面保持垂直。,解：转化机构的传动比,39,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,例3.求马铃薯挖掘机的行星轮系中各轮的齿数关系。要求铁锨始终与地面保持垂直。,解：转化机构的传动比,因为要求铁锨始终与地面保持垂直，即轮3的绝对转速应为零。故有：,40,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,例3.求马铃薯挖掘机的行星轮系中各轮的齿数关系。要求铁锨始终与地面保持垂直。,解：转化机构的传动比,因为要求铁锨始终与地面保持垂直，即轮3的绝对转速应为零。故有：,41,10.3周转轮系及其传动比计算,10.3周转轮系及其传动比计算,例3.求马铃薯挖掘机的行星轮系中各轮的齿数关系。要求铁锨始终与地面保持垂直。,解：转化机构的传动比,因为要求铁锨始终与地面保持垂直，即轮3的绝对转速应为零。故有：,由此，得,42,10.4混合轮系及其传动比计算,混合轮系轮系中，兼有定轴轮系和周转轮系，或由几个周转轮系组合而成的轮系。,10.4混合轮系及其传动比计算,43,10.4混合轮系及其传动比计算,混合轮系轮系中，兼有定轴轮系和周转轮系，或由几个周转轮系组合而成的轮系。,10.4混合轮系及其传动比计算,44,10.4混合轮系及其传动比计算,混合轮系轮系中，兼有定轴轮系和周转轮系，或由几个周转轮系组合而成的轮系。,10.4混合轮系及其传动比计算,45,10.4混合轮系及其传动比计算,（1）分清轮系（2）分别列式（3）找出关系（4）联立求解,混合轮系传动比计算的要点,10.4混合轮系及其传动比计算,46,混合轮系传动比计算,解：,例4.图示轮系中，已知各轮的齿数，求传动比。,10.4混合轮系及其传动比计算,周转轮系:,定轴轮系：,10.4混合轮系及其传动比计算,（1）分清轮系,47,混合轮系传动比计算,解：,例4.图示轮系中，已知各轮的齿数，求传动比。,10.4混合轮系及其传动比计算,10.4混合轮系及其传动比计算,（2）分别列式,48,混合轮系传动比计算,解：,例4.图示轮系中，已知各轮的齿数，求传动比。,10.4混合轮系及其传动比计算,10.4混合轮系及其传动比计算,（2）分别列式,49,混合轮系传动比计算,解：,例4.图示轮系中，已知各轮的齿数，求传动比。,10.4混合轮系及其传动比计算,10.4混合轮系及其传动比计算,（2）分别列式,50,混合轮系传动比计算,解：,例4.图示轮系中，已知各轮的齿数，求传动比。,10.4混合轮系及其传动比计算,10.4混合轮系及其传动比计算,（2）分别列式,（3）找出关系,51,混合轮系传动比计算,解：,例4.图示轮系中，已知各轮的齿数，求传动比。,10.4混合轮系及其传动比计算,10.4混合轮系及其传动比计算,（2）分别列式,（3）找出关系,52,混合轮系传动比计算,解：,例4.图示轮系中，已知各轮的齿数，求传动比。,10.4混合轮系及其传动比计算,10.4混合轮系及其传动比计算,（2）分别列式,（3）找出关系,（4）联立求解,53,混合轮系传动比计算,解：,例4.图示轮系中，已知各轮的齿数，求传动比。,10.4混合轮系及其传动比计算,10.4混合轮系及其传动比计算,（2）分别列式,（3）找出关系,（4）联立求解,54,10.4混合轮系及其传动比计算,由齿轮构成，。两车轮间的距离为2。求：汽车在半径为的弯道拐弯时，两个车轮的转速和。,混合轮系传动比计算,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,55,10.4混合轮系及其传动比计算,由周转轮系传动比计算公式有,混合轮系传动比计算,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,解：,56,10.4混合轮系及其传动比计算,由周转轮系传动比计算公式有,解得,混合轮系传动比计算,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,解：,57,当汽车直行时，两后轮所走的路程相同，所以轮4和轮5转速（大小及方向）相等，即,10.4混合轮系及其传动比计算,由周转轮系传动比计算公式有,解得,混合轮系传动比计算,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,解：,58,此时：轮4、轮5、轮3和转臂成为一个整体，由轮1驱动；轮3无自转（无绕转臂的转动）。,10.4混合轮系及其传动比计算,混合轮系传动比计算,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,解：,59,10.4混合轮系及其传动比计算,此时，轮4、轮5转速不同。,假设汽车向左转。,所以，两轮的转速比与其转弯半径比相等，即,又，设计要求两后轮均作纯滚动。,（左转弯时，车轮与地面不打滑的约束方程）,混合轮系传动比计算,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,解：,60,10.4混合轮系及其传动比计算,另，定轴轮系由轮1、轮2组成，其传动比大小为,混合轮系传动比计算,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,解：,61,10.4混合轮系及其传动比计算,另，定轴轮系由轮1、轮2组成，其传动比大小为,则由,混合轮系传动比计算,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,解：,、,62,10.4混合轮系及其传动比计算,另，定轴轮系由轮1、轮2组成，其传动比大小为,则由,混合轮系传动比计算,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,解：,、,可得,、,及,63,可知：此时行星轮3除了随杆的公转外，并绕杆自转。即，差速器此时将分解为轮4和轮5的两个转速和。,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,由,混合轮系传动比计算,10.4混合轮系及其传动比计算,解：,64,例5.图示汽车后桥差速器。,10.4混合轮系及其传动比计算,可知：此时行星轮3除了随杆的公转外，并绕杆自转。即，差速器此时将分解为轮4和轮5的两个转速和。,由,混合轮系传动比计算,10.4混合轮系及其传动比计算,解：,65,10.5轮系的功用,较远距离的传动,10.5轮系的功用,66,10.5轮系的功用,获得较大传动比,10.5轮系的功用,67,10.5轮系的功用,图示周转轮系，由内齿轮1、行星轮2和转臂H所组成。如果行星轮与内齿轮的齿数只差几个齿（常用齿差为14），便构成少齿差行星齿轮传动。这种传动只能用于减速。传动时，内齿轮1固定，转臂H主动，行星轮2是从动轮。其传动比计算如下。,获得较大传动比少齿差机构,10.5轮系的功用,68,1