工学机械原理轮系课件

1、 第11章 （齿）轮系及其设计11-1 轮系及其分类指各齿轮轴线的位置都相对机架固定不动的齿轮传动系统。一，定轴轮系输入输出平面定轴轮系（各轴平行）输出空间定轴轮系二. 周转轮系 系统中，至少有一个齿轮的轴线（O2-O2）不固定，而是绕另一齿轮的轴线（O1-O1）转动。1. 周转轮系的组成系杆（行星架H）：轮系中支撑行星轮的构件。中心轮（太阳轮1,3）：轴线固定并与主轴线重合的齿轮。行星轮(2)：轮系中轴线不固定齿轮(自转与公转）。机架：固定件 系杆行星轮太阳轮1 ，3 中心轮（太阳轮）2 行星轮H 系杆（转臂）基本构件2. 周转轮系的分类a）按其自由度数分：自由度为1差动轮系自由度为2行星轮

2、系3K型b）根据基本构件的组成分有3个中心轮。 1,3,4轮2K型有2个中心轮, 1,3轮 既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分的轮系,或是由几个周转轮系组成的轮系。三. 复合轮系定轴轮系周转轮系11-2定轴轮系的传动比一、传动比大小的计算一对齿轮传动比: 两齿轮的转速之比,也等于两轮齿数的反比.例如右图齿轮系的各对齿轮传动比:1 -2轮4-5轮3-4轮2 -3轮齿轮系的总传动比:从 1 - 5 2是惰轮在运动简图上用箭头标明两轮的转向关系。二、方向确定（首未轮转向关系的确定）1.当首未轮轴线相互平行时(例如：1-5)当两轮转向相同时，在其传动比前加注 “+” 来表示；当两者转向相反时，在其

3、传动比前加注 “” 来表示。2.当两轮的轴线不平行时（1-4）大小：问题：对于平行的如何知道转向相同或相反？不平行的怎样用箭头表明？在运动简图上用箭头标明两轮的转向关系外啮合：箭头相反；内啮合：箭头相同；锥齿轮：对顶或背离；蜗杆：左右手法则。传动比方向判断：画箭头传动比大小表示：在传动比大小前加正负号11-3 周转轮系的传动比一、周转轮系传动比计算原理 给整个轮系加上一个假想的公共角速度(-wH)，据相对运动原理，各构件之间的相对运动关系并不改变，但此时系杆的角速度就变成了wH-wH=0，即系杆可视为静止不动。于是，周转轮系就转化成了一个假想的定轴轮系周转轮系的转化机构。1.反转法转化轮系w

4、H-w H周转轮系w H - w H=0假想定轴轮系 指给整个周转轮系加上一个“-wH”的公共角速度，使系杆H变为相对固定后，所得到的假想的定轴轮系。原轮系转化轮系转化轮系2. 转化轮系中各构件的角速度3. 转化轮系的传动比可按定轴轮系传动比的方法求得：传动比计算的一般公式：1. 上式只适用于转化轮系首末两轮轴线平行的情况。 2. 齿数比之前要加“+”或“”号来表示齿轮之间的转向关系（提前可以根据定轴轮系的方法用箭头判断出）。 3. 将1、n、H 的数值代入上式时，必须同时带“”号。 注意：对于由圆锥齿轮所组成的周转轮系，其行星轮和基本构件的回转轴线不平行。 上述公式不能用来计算行星轮2的角速

5、度,可用角速度向量求解。但可以计算3的角速度。二. 周转轮系传动比计算举例一般周转轮系转化机构的传动比：例1：在图示的轮系中，设z1=z2=30, z3=90, 试求当构件1和3的转速分别为n1=1, n3=-1(设逆时针为正)时，nH及i1H的值。负号表明二者的转向相反转化机构的传动比为：解：由 n1 =1, n3 = -1 有:差动轮系例2，在图示的周转轮系中，已知 z1=100, z2=101, z2=100, z3=99 ,试求传动比 iH1 当系杆转10000转时，齿轮1仅转1转，且转向与系杆的转向相同。1-3在转化轮系中传动比：其中n3=0iH1= nH/n1=10000若将z3由

6、99改为100，则当系杆转100转时，轮1反向转1转。行星轮系中从动轮的转向与轮系中各轮的齿数有关。不可以直观判断，必须计算出注意：iH1= nH/n1=-100关键找出行星轮，系杆1. 正确分出轮系中的定轴轮系和周转轮系部分3. 将各传动比关系式联立求解总传动比2. 分别计算各轮系的传动比三. 复合轮系的传动比计算复合轮系=定+周，周1+周21）划分轮系：由齿轮2 、3、4及系杆H组成周转轮系2）计算各轮系传动比a. 定轴轮系部分例1:如图所示轮系中，已知各轮齿数，试求其1-H间传动比。解：由齿轮1、2组成定轴轮系 n1 = - 2 n2b. 周转轮系部分3）将（a）、（b）联立求解： n2

7、 = 5 nH例2图示为电动卷扬机减速器简图,已知各轮齿数,试求传动比 i15中心轮1、3和双联行星轮 2 - 2，系杆H（卷筒齿轮5）组成一个差动轮系；齿轮3、4、5 组成定轴轮系。*系杆H的形状各种各样，可能就是1个齿轮本身。1）轮系划分a）差动轮系部分2）分别计算各轮系传动比b）定轴轮系部分3）联立(1)、(2)求解11-4 轮系的功用 利用轮系可以使一个主动轴带动若干个从动轴同时旋转，并获得不同的转速。一、实现分路传动 采用轮系，可以在使用很少的齿轮并且也很紧凑的条件下，得到很大的传动比。二、获得较大的传动比在主轴转速不变的条件下，可使从动轴得到若干种转速，从而实现变速传动（滑移齿轮）。三、 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。四、实现换向传动（车床走刀丝杠的三星转向机构）差动轮系可以把两个运动合成为一个运动。被广泛应用于机床、计算机构和补偿调整等装置中。z1=z3五、实现运动的合成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。z1=z3 , nH=n4六、实现运动的分