机械原理课件-第六章

单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,特别申明：本电子教案中所有素材的原创作者为国防科技大学潘存云教授和王玲工程师，出版权归高等教育出版社所有。购买方有权复制多份光盘用于本单位的教学。但不得提供给第三方。未经作者同意，也不得在公开出版物中引用其中的素材，作者和高等教育出版社将保留对违反者追究相应法律责任的权利。,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 轮系及其设计,重 点,周转轮系和复合轮系,传动比的计算。,内 容,齿轮系及其分类,定轴轮系的,传动比,周转轮系的传动比,复合轮系及其传动比,轮系的应用,1,齿轮系及其分类,一、轮 系,1450 rpm,53.7 rpm,1.,一对齿轮传动,i,12,=,n,1,n,2,=,Z,2,Z,1,=,d,2,d,1,=,1450,53.7,=27,设,d,1,=53.7mm,则,d,2,=,i,12,d,1,=2753.7=1450mm,2.,多对齿轮传动,1450,rpm,53.7,rpm,1,2,3,4,5,6,1,2,i,16,=,n,1,n,6,=,n,1,n,6,n,3,n,2,n,5,n,4,=,i,12,i,34,i,56,分步传动,设：,i,12,=,i,34,=,i,56,=3,则,:,i,16,=,i,12,i,34,i,56,=333=27,镗杆,3.,复合轮系,(,混合轮系,),由定轴,动轴或,多个动轴,轮系组成的轮系。,至少有一个齿轮的轴线不固定的轮系。,令,d,1,=,d,3,=d,5,=53.7mm,1450rpm,53.7rpm,1,2,3,4,5,6,则,:d,2,=,i,12,d,1,=353.7=161.1mm,d,4,=,i,34,d,3,=353.7=161.1mm,d,6,=,i,56,d,5,=353.7=161.1mm,3.,轮系,由一系列齿轮组成的传动系统,.,二,.,轮系的分类,1.,定轴轮系,(,普通轮系,),所有齿轮轴线均固定的轮系。,2.,动轴轮系,(,周转轮系,),1,2,3,4,1,2,3,4,2,定轴轮系的传动比,一、一对齿轮的传动比,二、定轴轮系传动比计算,大小,i,12,=,1,/,2,=,Z,2,/,Z,1,转向,（从动轮齿数积）,（主动轮齿数积）,负号表示轮,1,和轮,5,转向相反。,轮,2,称为中介轮,(,惰轮、过轮,),箭头表示转向,外啮合转向相反 取“,”号,内啮合转向相同 取“,+”,号,Z,4,Z,3,说明：,1.,定轴轮系的传动比,=,各对齿轮传动比的连乘积,=,所有从动轮齿数的连乘积,/,所有主动轮齿数的连乘积,2.,首末两轮的,转向相同取“,+”,号、转向相异取“,-”,号。,（注意：若,首末两轮轴线不平行只能用箭头表示）,3.,中介轮,(,惰轮,),不影响传动比的大小,但改变了从动轮的,转向。,i,14,=,Z,2,Z,1,Z,4,Z,3,1,2,3,4,5,6,i,16,=,Z,2,Z,1,Z,6,Z,5,1,2,3,4,5,6,7,8,i,18,=,Z,2,Z,1,Z,4,Z,3,Z,6,Z,5,Z,8,Z,7,1,2,3,4,3,周转轮系的传动比,1,2,H,3,一、,周转轮系,及其分类,名称,1.,行星轮,轴线活动的齿轮,.,2.,系杆,(,行星架、转臂,)H.,3.,中心轮,与系杆同轴线、与行星轮相啮合、轴线固定的齿轮,.,4.,主轴线,系杆和中心轮所在轴线,.,5.,基本构件,主轴线上直接承受载荷的构件,.,1,2,3,4,H,1,2,3,4,H,5,分类,1.,按自由度分,F=1,行星轮系,.,F=2,差动轮系,.,1,2,H,3,1,2,H,3,有一个中心轮固定,没有固定的中心轮,2.,按基本构件分,2K-H,2K-H,2K-H,3K,K-H-V,万向联轴节,周转轮系中,任两构件相对于系杆,H,的速比,称为该轮系的转化轮系的传动比（假想为定轴轮系传动比）。,二、,周转轮系的传动比计算,a,c,H,b,a,c,H,b,假定系杆固定时,所得到的“定轴轮系”,称为原周转轮系的,转化轮系,。,公式：,1),齿数连乘积之比前的“,”号取决于,转化轮系中,m,、,n,轮,的转向；,2),轮,m,、轮,n,和系杆,H,必须是同一个,周转轮系中,轴线平行或重合的三个构件；,3)n,m,、,n,n,、,n,H,中，已知值,应根据转向相同还是相反代入正负号,未知值的转向由计算结果判定。,注意,:,公式：,若是行星轮系（设中心轮,n,固定）,传动比计算要点：,分清轮系,注意符号,掌握技巧,差动,行星,a,c,H,b,n,b,=0,搭桥,例,1.,已知,Z,、,n,a,求,:,i,aH,、,i,ac,、,n,H,、,n,c,解,:,3,1,2,2,H,4,i,14,=？,3K,型,a,b,c,d,H,例,2.,已知,:,Z,a,=,100,、,Z,b,=,99,、,Z,c,=,101,、,Z,d,=,100,求,:,i,Ha,解,:,若为定轴轮系,若,Z,a,=99,则,i,Ha,=,=-100,=0.25%,a,b,c,d,例,3.,已知,:Z,1,=,15,，,Z,2,=,25,，,Z,2,=,20,，,Z,3,=,60,，,n,1,=200 rpm,，,n,3,=50 rpm,，转向图示。,求,:,n,H,解：,差动轮系的传动比计算,例,4.,已知,:Z,1,=,12,，,Z,2,=,28,，,Z,2,=,14,，,Z,3,=,54,。,求,:,i,S,H,解,:,设计：潘存云,设计：潘存云,z,1,z,2,z,3,例,5,：,已知马铃薯挖掘中,：,z,1,z,2,z,3,，求,2,，,3,上式表明,轮,3,的绝对角速度为,0,，但相对角速度不为,0,。,1,1,3,0,2,2,H,z,1,z,3,z,3,z,1,H,H,铁锹,H,H,模型验证,z,2,z,2,例,6.,a,b,c,H,已知,:,Z,a,=,Z,b,、,n,a,、,n,H,求：,n,b,解：,a,b,c,H,设计：潘存云,H,例,6,：,图示圆锥齿轮组成的轮系中，已知：,z,1,33,，,z,2,12,z,2,33,求,i,3H,解,:,判别转向,:,强调：如果方向判断不对，则会得出错误的结论：,3,0,。,提问：,事实上，因角速度,2,是一个向量，它与牵连角速度,H,和相对,角速度,H,2,之间的关系为：,P,为绝对瞬心，故轮,2,中心速度为：,V,2o,=r,2,H,2,H,2,H,r,1,/r,2,z,1,z,3,i,3H,=2,系杆,H,转一圈，齿轮,3,同向,2,圈,=,1,不成立！,Why?,因两者轴线不平行,H,2,2,H,又,V,2o,=r,1,H,H,2,H,r,2,r,1,如何求？,特别注意：,转化轮系中两齿轮轴线不平行时，不能直接计算！,z,2,o,H,tg,1,H,ctg,2,齿轮,1,、,3,方向相反,p,2,=,H,+,H,2,2,2,1,4,复合轮系及其传动比,一、,复合轮系,（,由两个以上轮系组成）,判别：不能通过一次反转得到一个定轴轮系,1,2,H,3,1,2,3,4,H,1,2,3,4,H,5,H,H,H,H,二、,复合轮系传动比计算,由,定轴轮系,1-2,周转轮系,2,-3-4-H,组成,已知,Z,，,求,i,1H,例,6.,解,:,符号？,轮,1,、系杆转向相反,例,7.,已知,:,Z,及,n,1,的方向,.,求,:,i,1H,和,n,H,的方向,.,解,:,1.,判断和划分轮系,本复合轮系由定轴轮系,和行星轮系,串联而成,.,用箭头法确定空间定轴轮系各轮的转向,.,2.,3.,i,1H,=,i,16,i,7H,分步,传到交界,n,9,=,0,i,16,i,7H,9,找固定件,=,i,16,(1,-,i,79,),H,=,Z,2,Z,1,Z,4,Z,3,Z,6,Z,5,(1,-,),-,Z,9,Z,7,=,4.,i,1H,0,实为,i,7H,0,即,n,H,与,n,7,同向,如图示,.,n,H,1,2,3,4,5,6,7,8,H,9,n,1,例,8,求,i,1H,周转轮系,1-2-2-3-H,定轴轮系,3-4-5,补充方程,转速普遍方程,=,n,A,-,n,C,n,B,-,n,C,i,AB,C,展开,:,(,n,B,-,n,C,),=,n,A,-,n,C,i,AB,C,移项,:,n,A,=,i,AB,C,n,B,+,(1,-,i,AB,C,),n,C,得,:,n,A,=,i,AB,C,n,B,+,i,AC,B,n,C,根据,可用于求解较为复杂的复合轮系。,并联复合轮系,(,封闭差动轮系,),特点,:,必含差动轮系,.,其主轴线上有两构件与其它轮系相联,.,解题时，将其主轴线上另一构件的转速当作未知项处理,.,H,1,1,2,3,4,5,6,H,2,例,9.,已知,Z,，,求,i,H,1,2,解,:,1.,判断和划分轮系,本复合轮系由行星轮系,和差动轮系,并联而成,.,n,H,n,1,2.,i,H,1,2,=,2,=,i,6,H,2,4,n,4,+,i,4,H,2,6,n,6,n,1,n,1,=,n,4,n,6,=,n,H,i,H,1,1,1,i,6,H,2,4,+,i,4,H,2,6,n,3,=,0,i,3,i,6,H,2,4,+,i,4,H,2,5,H,1,1,=,所有的,i,，,都要变换成同轮系三构件间的速比，且含同轮系的,H.,展开未知项,.,选用同轮系主轴线上另两构件配伍,.,i,76,+,i,14,（）,5,1,2,3,4,H,6,7,5,6,7,5,6,7,已知：,Z.,求,:,i,61,5,6,7,5,6,7,例,10,解,:,1.,判断和划分轮系,本复合轮系由差动轮系,和定轴轮系,并联而成,.,2.,i,16,=,n,1,n,6,=,i,1H,4,n,H,+,i,14,H,n,4,n,6,n,4,=,n,5,n,H,=,n,7,i,1H,4,H,i,56,=,i,61,=,n,6,n,1,分母,n,1,为未知项，展开后太复杂,i,61,=,1,/,i,16,=,5,轮系的应用,1.,实现多路输出,2.,获得较大的传动比,3.,实现变速,4.,实现变向,5.,实现运动的合成,6.,实现运动的分解,a,b,c,H,1,2,汽车后桥差速器,(,牙包,),a,b,c,H,1,2,a,b,c,H,1,2,a,b,c,H,1,2,2.,汽车直行,:,3.,汽车右拐弯,:,1.,组成,据例,5:,n,b,=,2,n,H,-,n,a,即,:,n,a,+,n,b,=,2,n,H,n,a,=,n,b,n,a,=,n,b,=,n,H,.,a,b,l,l,R,左,右,=,弧长,/,半径,p,d,左,n,a,R,+,l,=,p,d,右,n,b,R,-,l,n,a,n,b,=,R,+,l,R,-,l,f,4.,右轮陷于泥坑,按,:,n,a,+,n,b,=,2n,H,左轮相对阻力很大,n,a,=,0,；,右轮相对阻力很小，,n,b,=,2n,H,.,5.,假设不用差速器,a,b,c,H,1,2,右,左,直行,、拐弯？,、陷泥坑？,