第五章周转轮系及其传动比.ppt

1、第5章 轮系,第一节 轮系的类型,第二节 定轴轮系及其传动比,第三节 周转轮系及其传动比,第四节 符合轮系及其传动比,第五节 轮系的应用,第六节 几种特殊的行星传动简介,第一节 轮系的类型,由一对齿轮组成的机构是齿轮传动的最简单形式。但是在机械中，为了获得很大的传动比，或者为了将输入轴的一种转速变换为输出轴的多种转速等原因，常采用一系列互相啮合的齿轮将输入轴和输出轴连接起来。这种一系类齿轮组成的传动系统称为轮系。,定轴轮系：传动时每个齿轮的几何轴线都是固定的。,开始,停止,周转轮系：轮系中有齿轮的几何轴线位置不固定。至少有一齿轮的几何轴线绕另一齿轮的几何轴线转动的轮系。,开始,停止,第二节 定

2、轴轮系及其传动比,定轴轮系传动比：输入轴与输出轴角速度（或转速）之比。,iab表示：a代表输入轴，b代表输出轴。,传动比等于两轮角速度之比，等于两轮转速 (转/分)之比。 传动比不仅要确定数值，而其要两轴的相对转动方向。这样才能完整的表达输入轴与输出轴之间的关系。,一对平行轴内啮合齿轮，两轮转向相同。用方向相同的箭头表示。,定轴轮系各轮的相对转向可以通过逐对齿轮标注箭头的方法来确定。,一对平行轴外啮合齿轮，两轮转向相反。用方向相反的箭头表示,两齿轮内啮合传动过程,一对圆锥齿轮传动时，在节点具有相同速度，故表示转向的箭头或同时指向节点，或同时背离节点。,蜗轮与蜗杆的啮合，与蜗杆的转向和螺旋线的旋

3、向有关。,蜗杆右旋用右手，左旋用左手，四指握向蜗杆转动方向，拇指方向为蜗杆前进方向，根据相对运动原理，蜗轮的运动方向应与此相反。,锥齿轮机构,蜗轮蜗杆机构,定轴轮系传动比计算,Z1、Z2、Z2 表示各轮的齿数 n1、n2、n2 表示各轮的转速。 同一轴上的齿轮转速相同，n2=n2、n3=n3、n5=n5、n6=n6,设与轮1固联的为输入轴，与轮7固联的为输出轴，则输入轴与输出轴的传动比数值为：,上式表明：定轴轮系传动比的数值等于各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于所有从动轮齿数的乘积与所有主动轮齿数的乘积之比。 齿数Z4在分子分母各出现一次，不影响传动比大小，只起改变转动方向。称为惰轮或过桥齿轮

4、。,推广至一般情况，轮1为起始主动轮，轮K为最末从动轮，则定轴轮系始末两轮传动比数值计算的一般公式为：,上式所求为传动比数值大小，通常以绝对值表示。两轮相对转动方向则由图中箭头表示。,当起始主动轮1和最末从动轮K的轴线相平行时，两轮转向的同异可用传动比的正负表示。两轮转向相同时，传动比为+；两轮转向相反时，传动比为-。 因此，平行两轴间的定轴轮系传动比计算公式为：,当外啮合次数为奇数时，始末两轮反向，传动比为-；当外啮合次数为偶数时，始末两轮同向，传动比+。传动比也可用公式表示为：,式中m为全平行轴定轴轮系齿轮1至齿轮K之间外啮合次数。,例题5-1 已知各轮齿数Z1=18、Z2=36、Z3=8

5、0、Z3=20、Z4=18、Z5=30、Z5=15、Z6=2（右旋）、Z7=60、n1=1440r/min，其转向如图，求传动比i17、i15、i25及涡轮的转速和转向。,解： 从轮2开始，依次标出各对啮合齿轮的转动方向。 1、7两轮的轴线不平行，1、5两轮转向相反，2、5两轮转向相同。,第三节 周转轮系及其传动比,一、周转轮系的组成,在图所示轮系中，齿轮1和3以及构件H各绕固定的几何轴线O1、O3、OH转动（O1、O3、OH 重合），齿轮2空套在构件H的小轴上，当构件H转动时，齿轮2一方面绕自己的几何轴线O2自转，同时又随构件H绕固定的几何轴线OH公转。,周转轮系由行星轮、行星架和中心轮组成

6、。 行星轮：周转轮系中轴线位置变动的齿轮，即做自转又做公转的齿轮。 行星架：或叫转臂，支持行星轮做自转或公转的构件。,中心轮：或叫太阳轮，轴线位置固定的齿轮。 中心轮有时两个，有时一个。行星架与中心轮的几何轴线必须重合，否则不能传动。,为了使传动时惯性力平衡及减轻齿轮上载荷，常采用几个完全相同的行星轮均布在中心轮周围，属于虚约束，在机构运动简图中只需画出一个。,周转轮系，两个中心轮都能转动，该机构自由度 F=34-24-2=2，需要两个原动件，这种周转轮系称为差动轮系。,差动轮系,周转轮系，只有一个中心轮能转动，该机构自由度 F=33-23-2=1，需要一个原动件，这种周转轮系称为行星轮系。,

7、行星轮系,二、周转轮系传动比计算,周转轮系中行星轮的运动不是绕固定轴的转动，所以其传动比不能直接用定轴轮系传动比计算方法来计算。 但是，如果是行星架固定不动，并保持各构件间相对运动不变，则就转化为一个定轴轮系。,在周转轮系中，nH为行星架H的转速，给整个系统加上一个-nH的转速，行星架固定不动，其余构件间相对运动不变，然后计算其传动比，称为相对速度法或反转法。,系杆机架 周转轮系定轴轮系,现将各构件转化前后的转速列于表中：,转化轮系中个构件的转速n1H、 n2H、 n3H及 nHH、的右上方都带有角标H，表示这些转速是各构件对行星架H的相对转速。,转化轮系,根据传动比定义，转化轮系中齿轮1与齿

8、轮3的传动比为：,i13 是两轮真实传动比，i13H是假想的转化轮系中两轮的传动比。 转化轮系为定轴轮系，且起始主动轮1与末从动轮3轴线平行，故传动比又可写成：,推广至一般情况，设nG、nK为周转轮系中任意两个齿轮G和K的转速，nH为行星架H的转速，则有两轮传动比：,上式只适用于齿轮G、K和行星架H的轴线平行的场合。,例题5-2 已知各齿轮数为z1=27、z2=17、z3=61齿轮1的转速n1=6000r/min，求传动比i1H和行星架H的转速nH。,解：将行星架视为固定，画出反转后各轮转向。,在太阳轮B固定的行星轮系中，活动太阳轮A对杆系H的传动比，等于1减去转化机构中A对太阳轮B的传动比。 若行星轮系中只有一个太阳轮，一个行星轮，也可应用该公式直接求传动比。,i1H为正，nH转向与n1相同。,还可计算出行星轮2的转速n2。,代入已知数值,负号表示n2的转向与n1相反。,例题5-3 在锥齿轮组成的差动轮系中，已知z1=60、z2=40、z2=z3=20，若n1和n3均为120r/min，但转向相反（如图中实线箭头所示），求nH的大小