机械原理第九章-轮系课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 轮系,一对齿轮传动的传动比是57,轮系：,由一系列互相啮合的齿轮组成的传动机构，用于原动机和执行机构之间的运动和动力传递。,*,第九章 轮系一对齿轮传动的传动比是57轮系：由一系列互相,1,第九章 轮系,轮系的类型,定轴轮系的传动比计算,周转轮系的传动比计算,复合轮系的传动比计算,轮系的功用,其他行星传动简介,*,第九章 轮系轮系的类型*,2,根据轮系在运转时各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否固定，可以将轮系分为三大类：,定轴轮系,周转轮系,复合轮系,9.1 轮系的类型,*,根据轮系在运转时各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是,3,定轴轮系,：当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线相对于机架的位置均固定不变,轮系的类型,*,定轴轮系：当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线相对于机架的位置均,4,周转轮系,:,当轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对于基架的位置不固定，而是绕某一固定轴线回转,轮系的类型,*,周转轮系: 当轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对于基架,5,基本构件,基本构件都是围绕着同一固定轴线回转的,轮系的类型,2 行星轮,H 系杆,1 中心轮,3 中心轮,*,基本构件基本构件都是围绕着同一固定轴线回转的轮系的类型,6,根据轮系所具有的自由度不同，周转轮系又可分为：,差动轮系,和,行星轮系,轮系的类型,差动轮系：F=2,计算图b)所示机构自由度,图中齿轮3固定,行星轮系：F=1,计算图a)所示轮系自由度：,*,根据轮系所具有的自由度不同，周转轮系又可分为：差动轮系和行星,7,根据基本构件的特点，轮系可分为：,2KH 型，3K型， K-H-V型,轮系的类型,2K-H,型,*,根据基本构件的特点，轮系可分为： 轮系的类型2K-H型*,8,系杆H只起支撑行星轮使其与中心轮保持啮合的作用，不作为输出或输入构件,轮系的类型,3K,型,*,系杆H只起支撑行星轮使其与中心轮保持啮合的作用，不作为输出或,9,复合轮系:,由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转轮系组成的复杂轮系,定轴轮系 +,周转轮系,周转轮系 + 周转轮系,轮系的类型,各周转轮系相互独立不共用一个系杆,*,复合轮系:由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转轮系组成的复杂轮,10,轮系,定轴轮系,周转轮系,复合轮系,定轴轮系+周转轮系,周转轮系+周转轮系,行星轮系，差动轮系,2K-H型,3K型,K-H-V型,小结,轮系的类型,*,轮系定轴轮系周转轮系 复合轮系 定轴轮系+周转轮系 周转轮,11,外啮合,内啮合,齿轮机构的传动比,9.2 定轴轮系的传动比计算,2,1,2,1,p,v,p,2,2,1,1,转向相反,转向相同,*,外啮合内啮合齿轮机构的传动比9.2 定轴轮系的传动比计算,12,轮系的传动比,传动比的大小,输入、输出轴的转向关系,定轴轮系的传动比计算,*,轮系的传动比 传动比的大小定轴轮系的传动比计算*,13,一、传动比的大小,定轴轮系的传动比计算,*,一、传动比的大小定轴轮系的传动比计算*,14,1、平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）,二、传动比转向的确定,惰轮,惰轮,:,不改变传动比的大小，但改变轮系的转向,定轴轮系的传动比计算,所有从动轮齿数的乘积,所有主动轮齿数的乘积,*,1、平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）二、传动比转向的确定,15,2、定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是输入、输出轮的轴线相互平行的情况,定轴轮系的传动比计算,传动比方向表示,在传动比的前面加正、负号,传动比方向判断,画箭头,*,2、定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是输入、输出轮的轴线相,16,传动比方向判断,画箭头,3、输入、输出轮的轴线不平行的情况,齿轮1的轴为,输入轴,，蜗轮5的轴为,输出轴,，输出轴与输入轴的转向关系如图上箭头所示。,定轴轮系的传动比计算,传动比方向表示,*,传动比方向判断 画箭头,17,大小：,转向：,法,2、输入、输出轮的轴线相互平行,定轴轮系的传动比计算,小结,1、所有齿轮轴线都平行的情况,画箭头方法确定，可在传动比大小前,加正或负号,3、输入、输出齿轮的轴线不平行,画箭头方法确定，且,不能,在传动比大小前加正或负号,用,*,大小：转向：法2、输入、输出轮的轴线相互平行定轴轮系的传动比,18,定轴轮系传动比计算公式,周转轮系传动比计算,?,反转法原理,，将周转轮系转化为定轴轮系,9.3 周转轮系的传动比计算,*,定轴轮系传动比计算公式周转轮系传动比计算?反转法原理，将周转,19,周转轮系的传动比计算,一、周转轮系传动比计算的基本思路,-,w,H,周转轮系的,转化机构,系杆,机架,周转轮系,定轴轮系,可直接用定轴轮系传动比的计算公式。,*,周转轮系的传动比计算一、周转轮系传动比计算的基本思路-w H,20,1 ,1,将轮系按,H,反转后，各构件的角速度的变化如下:,2 ,2,3 ,3,H ,H,构件 原角速度 转化后的角速度,H,1,1,H,H,2,2,H,H,3,3,H,H,H,H,H,0,反转原理：,给周转轮系中的每一个构件都加上一个附加的公共转动（转动的角速度为,H,）后，不会改变轮系中各构件之间的相对运动， 但原周转轮系将转化成为一个假想的定轴轮系，称为,周转轮系的转化机构,。,周转轮系的传动比计算,*,1 1将轮系按H反转后，各构件的角速度,21,二、周转轮系传动比的计算方法,周转轮系转化机构的传动比,周转轮系的传动比计算,上式“”说明在转化轮系中,H,1,与,H,3,方向相反。,*,二、周转轮系传动比的计算方法周转轮系转化机构的传动比周转轮系,22,一般周转轮系转化机构的传动比,1、对于差动轮系，,给定,w,1,、,w,k,、,w,H,中的任意两个，可以计算出第三个，从而可以计算周转轮系的传动比。,周转轮系的传动比计算,*,一般周转轮系转化机构的传动比1、对于差动轮系，给定w1、wk,23,周转轮系的传动比计算,如果给定另外两个基本构件的角速度,w,1,、,w,H,中的任意一个，可以计算出另外一个，从而可以计算周转轮系的传动比。,2、对于行星轮系，两个中心轮中,必有一个是固定的,若,*,周转轮系的传动比计算如果给定另外两个基本构件的角速度w1、w,24,三、使用转化轮系传动比公式时的注意事项,周转轮系的传动比计算,（需作矢量作）,1、转化轮系的1轮、k轮和系杆H的轴线需平行,*,三、使用转化轮系传动比公式时的注意事项周转轮系的传动比计算（,25,3、表达式中,w,1,、,w,k,、,w,H,的正负号问题。若基本构件的实际转速方向相反，则,w,的正负号应该不同。,2、 是转化机构中1为主动轮、k为从动轮时的传动比，其大小和正、负完全按照根据定轴轮系来处理。,周转轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的,。,周转轮系的传动比计算,*,3、表达式中 w1、wk、wH的正负号问题。若基本构件的实际,26,四、轮系传动比计算举例,例题1：已知,试求传动比。,当系杆转10000转时，轮1才转1转，二者转向相同。,此例说明周转轮系可获得很大的传动比,。,周转轮系的传动比计算,*,四、轮系传动比计算举例例题1：已知,27,例题2：,z,1,=,z,2,=48，,z,2,=18,z,3,=24，,n,1,=250 r/min，,n,3,= 100 r/min，,方向如图所示。求,：,n,H,的大小和方向,周转轮系的传动比计算,*,例题2：z1=z2=48，z2=18, z3=24，n1,28,周转轮系,转化机构：假想的定轴轮系,计算转化机构的传动比,计算周转轮系传动比,-,w,H,周转轮系的传动比计算,小结,*,周转轮系转化机构：假想的定轴轮系计算转化机构的传动比计算周转,29,9.4 复合轮系的传动比计算,-,w,H,假想的定轴轮系,周转轮系,-,w,H1,假想的定轴轮系,新周转轮系,*,9.4 复合轮系的传动比计算 - w H假想的定轴轮系周转,30,一、复合轮系传动比的计算方法,复合轮系的传动比计算,在计算混合轮系传动比时，既,不能将整个轮系作为定轴轮系,来处理，也,不能对整个机构采用转化机构,的办法。,1、首先将各个基本轮系正确地区分开来,2、分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。,3、找出各基本轮系之间的联系。,4、将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得混合轮系的传动比。,*,一、复合轮系传动比的计算方法复合轮系的传动比计算,31,行星轮,系杆,中心轮,基本轮系的划分,复合轮系的传动比计算,定轴轮系,周转轮系1,.,.,.,行星轮,系杆,中心轮,周转轮系n,周转轮系1,行星轮,系杆,中心轮,*,行星轮系杆中心轮基本轮系的划分复合轮系的传动比计算定轴轮系,32,二、复合轮系传动比计算举例,复合轮系的传动比计算,例题3：已知 试求传动比 。,解：,1、分析轮系的组成,1、2 定轴轮系,2,、3、4、H周转轮系,2、分别写出各基本轮系的传动比,定轴轮系 ：,周转轮系 ：,3、两个轮系之间的关系,4、联立求解,二者转向相反,*,二、复合轮系传动比计算举例复合轮系的传动比计算例题3：已知,33,二、复合轮系传动比计算举例,复合轮系的传动比计算,解：,1、分析轮系的组成,3,、4、5,定轴轮系,1、2-2,、3、5（H）周转轮系,2、分别写出各基本轮系的传动比,定轴轮系 ：,周转轮系 ：,例题4：电动卷扬机减速器中，已知,试求传动比 。,*,二、复合轮系传动比计算举例复合轮系的传动比计算解：1、分析轮,34,复合轮系的传动比计算,3、两个轮系之间的关系,4、联立求解,齿轮1与齿轮5的转向相同,封闭式行星轮系： 自由度为2,的差动轮系的两个基本构件被定轴轮系封闭起来，组成的,自由度为1,的复合轮系,*,复合轮系的传动比计算3、两个轮系之间的关系 4、联立求解 齿,35,9.5 轮系的功用,轮系的功用,一、实现大传动比,轮系的传动比i可达10000。,一对齿轮: i8,1,2,*,9.5 轮系的功用 轮系的功用一、实现大传动比 轮系的传,36,轮系的功用,二、实现相距较远两轴之间的传动,用齿轮1、2实现，尺寸较大。,用齿轮,a、b、c和d组成的轮系,来传动，可使结构紧凑。,*,轮系的功用二、实现相距较远两轴之间的传动 用齿轮1、2实现，,37,三、实现变速和换向,轮系的功用,利用滑移齿轮和牙嵌离合器便可以获得不同的输出转速,汽车上常用的三轴四速变速箱,*,三、实现变速和换向 轮系的功用 利用滑移齿轮和牙嵌离合,38,车床走刀丝杠三星轮换向机构,转向相反,转向相同,轮系的功用,*,车床走刀丝杠三星轮换向机构转向相反转向相同轮系的功用*,39,四、实现分路传动,轮系的功用,钟表传动中，由,发条K,驱动齿轮1转动时，通过齿轮1与2相啮合使,分针M转动,；由齿轮1、2、3、4、5和6组成的轮系可使,秒针S获得一种转速,；由齿轮1、2、9、10、11和12组成的轮系可使,时针H获得另一种转速,*,四、实现分路传动 轮系的功用钟表传动中，由发条K驱动齿轮1转,40,五、实现结构紧凑且重量较小的大功率传动,轮系的功用,涡轮螺旋桨发动机,主减速器,由多个行星轮共同承担载荷,*,五、实现结构紧凑且重量较小的大功率传动 轮系的功用涡轮螺旋桨,41,六、实现运动的合成与分解,加法机构,减法机构,广泛用于机床、计算装置、补偿调整装置中,两个输入，一个输出,运动合成,轮系的功用,差动轮系 F2,一个输入，两个输出,运动分解,*,六、实现运动的合成与分解 加法机构减法机构广泛用于机床、计算,42,汽车后桥减速器示意图,轮系的功用,运动分解,*,汽车后桥减速器示意图轮系的功用运动分解*,43,七、实现复杂的轨迹运动和刚体导引,行星搅拌器,轮系的功用,*,七、实现复杂的轨迹运动和刚体导引 行星搅拌器轮系的功用*,44,轮系的功用,行星的半径与内齿轮的半径取不同的比值时，行星轮上各点的运动轨迹,*,轮系的功用行星的半径与内齿轮的半径取不同的比值时，行星轮上各,45,轮系的功用,花键轴自动车床下料机械手,*,轮系的功用花键轴自动车床下料机械手*,46,小结,实现大传动比传动,实现相距较远两轴之间的传动,实现变速与换向传动,实现分路传动5,实现结构紧凑且重量较小的大功率传动,实现运动的合成与分解,实现复杂的轨迹运动和刚体导引,轮系的功用,*,小结实现大传动比传动轮系的功用*,47,9.6 其它行星传动简介,一、渐开线少齿差行星传动,由固定的内齿轮1、行星轮2、系杆H、等角速比机构3以及轴组成,输出机构V,1,2,*,9.6 其它行星传动简介一、渐开线少齿差行星传动,48,输出机构示意图,其他行星传动简介,*,输出机构示意图其他行星传动简介*,49,由平行四边形机构和齿轮机构组成。,为外齿轮的齿数,为内齿轮的齿数,三环传动没有专门的输出机构，因而具有结构简单、紧凑的优点,。,其他行星传动简介,三环传动一种特殊的渐开线少齿差行星传动,*,由平行四边形机构和齿轮机构组成。为外齿轮的齿数 为内,50,二、摆线针轮传动,其他行星传动简介,组成,：1为针轮，2为摆线行星轮，H为系杆，3为输出机构。,行星轮的齿廓曲线不是渐开线，而是外摆线；中心内齿轮采用了针齿。,*,二、摆线针轮传动其他行星传动简介组成：1为针轮，2为摆线行星,51,三、谐波传动,组成：,具有内齿的刚轮、具有外齿的柔轮和波发生器H。通常将波发生器作为主动件，而刚轮和柔轮之一为从动件，另一个为固定件。,其他行星传动简介,柔轮,转臂,*,三、谐波传动组成：具有内齿的刚轮、具有外齿的柔轮和波发生器H,52,钢轮固定,柔轮固定,其他行星传动简介,*,钢轮固定柔轮固定其他行星传动简介*,53,