机械原理齿轮系及其设计课件.pptx
轮系：用一系列相互啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。轮系应用举例,导弹发射快速反应装置,11-1齿轮系及其分类,第1页/共55页,汽车后轮中的传动机构,应用1 应用2,第2页/共55页,轮系,定轴轮系,所有齿轮几何轴线位置固定,空间定轴轮系,平面定轴轮系,周转轮系,某些齿轮几何轴线有公转运动,行星轮系(F1),差动轮系(F2),复合轮系,由定轴轮系、周转轮系组合而成,根据轮系运转时，各个齿轮的轴线相对于机架的位置是否都是固定的，将轮系分为：,第3页/共55页,平面定轴轮系,空间定轴轮系,输出,（1）定轴轮系所有齿轮几何轴线位置固定。,第4页/共55页,平面定轴轮系,第5页/共55页,空间定轴轮系,第6页/共55页,（2）周转轮系轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕某一固定轴线回转，则称该轮系为周转轮系。,(mvi),周转轮系,第7页/共55页,行星轮 2行星架（系杆、转臂） H中心轮（太阳轮） 1、3机架,周转轮系,周转轮系的组成,第8页/共55页,F=1 （有一个中心轮作了机架）,F=2 （中心轮都是转动的）,差动轮系,按自由度的数目分类,行星轮系,第9页/共55页,行星轮系：自由度F1的周转轮系。,差动轮系,行星轮系,中心轮是转动，还是固定？,差动轮系：自由度F2的周转轮系。,第10页/共55页,双排2KH 型,单排2KH 型,根据基本构件不同分类,2KH 型3K 型KH V型,第11页/共55页,3K 型,第12页/共55页,周转轮系,定轴轮系,周转轮系2,周转轮系1,复合轮系1,复合轮系2,（3）复合轮系由基本周转轮系与定轴轮系或者由几个周转轮系组成的轮系，称为混合轮系。,第13页/共55页,轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置都固定不动，则称之为定轴轮系（或称为普通轮系）。,(mvi),11-2定轴轮系的传动比,多级定轴轮系,第14页/共55页,轮系传动比的计算，包括确定iij的大小和输入轴与输出轴转向关系。,定义轮系输入轴的角速度(或转速)与输出轴的角速度(或转速)之比，称为轮系的传动比，常用iij表示，即,1. 传动比大小的计算,第15页/共55页,齿轮1为主动轮，齿轮5为从动轮,第16页/共55页,齿轮1为主动轮，齿轮5为从动轮,第17页/共55页,（1）.平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）,惰轮,2.首、末轮转向关系的确定,法一：当轮系的主、从动轮轴线平行时，内啮合时两者转向相同用“”号表示；外啮合时两者转向相反，用“”号表示。,第18页/共55页,第19页/共55页,法二：用画箭头的方法确定,(mvi),定轴轮系,第20页/共55页,（2）.轮系中的齿轮的几何轴线不平行,锥齿轮方向：相对或相背蜗轮蜗杆：当交错角90时，蜗轮蜗杆旋向相同，主动轮，左旋用左手，右旋用右手，四指为旋转方向，大拇指的反向是啮合点处从动轮运动方向。,第21页/共55页,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,传动比方向判断：画箭头 表示：在传动比大小前加正负号,第22页/共55页,输入、输出轮的轴线不平行的情况,第23页/共55页,第24页/共55页,定轴轮系的传动比,结果表示：,图中画箭头表示（其它情况）,大小：,第25页/共55页,结论： 轮系传动比等于各级齿轮传动比的连乘积；,= i12 i23 i34 i45,=,定义用, 同时与两个齿轮啮合的齿轮称为惰轮，在计算式中不出现，其作用表现为：m.结构要求；n.改变转向；空间定轴轮系转向用箭头方式确定。,其中：m,n 分别为主动轮和从动轮；m 为外啮合齿轮的对数。, 计算式为,第26页/共55页,给整个周转轮系加一个与系杆H的角速度大小相等、方向相反的公共角速度H,11-3 周转轮系的传动比,差动轮系,转换轮系,第27页/共55页,wHH =wH - wH =0,注意：在转化机构中系杆H变成了机架。,wH1 =w1- wH,wH2 =w2- wH,wH3 =w3- wH,“转化机构”经加上附加转动后所得的机构称为原来周转轮系的转化机构。,第28页/共55页,计算该转化机构（定轴轮系）的传动比：,推论：周转轮系传动比计算式为,(-1)r f(z),=,说明： r为转化轮系中外啮合齿轮对数；, f(z)为转化轮系中由m传递至n的用齿数表示的传动比计算式; 对于差动轮系，若已知两个原动件值，则可求出另一构件值；若已知一原动件值，可求出另两构件的传动比值； 对于差动轮系，原动件角速度有符号，需正确带入；,第29页/共55页, 对于行星轮系，因其中必有一中心轮固定，假设中心轮3固定，于是有：,推论：,第30页/共55页,例1,例1,第31页/共55页,例2 ：z1=48, z2=42，z2=18, z3=21，n1=100r/min，n3= 80 r/min，方向如图所示。求： nH,第32页/共55页,例3 ：z1=28，z2=18， z2=24，z3=70求： i1H,第33页/共55页,1、计算复合轮系传动比的正确方法是：,（1）正确区分基本轮系,（2）分别列出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,11-4 复合轮系的传动比,第34页/共55页,2、从复合轮系中找定轴轮系和周转轮系的方法：,找定轴轮系的方法是： 如果一系列互相啮合的齿轮的几何轴线都是不动的，那么这些齿轮和机架便组成一个定轴轮系。,找周转轮系的方法是：a.先找行星轮;b.再找系杆，有几个系杆就有几个周转轮系;c.再找中心轮；那么这些行星轮、中心轮、行星架及机架便组成一个周转轮系。,第35页/共55页,例2,第36页/共55页,例4：在图示混合轮系中，已知各轮的齿数。求i14 。,解：,w2 = wH （3）,对于定轴轮系：,对于行星轮系：,分析左边为定轴轮系，右边为周转轮系。,左右两边轮系的关系：,第37页/共55页,例5已知图示的轮系中各齿轮的齿数为Z1= Z3=15 ，Z2= 60，Z2= Z3, =20，Z4= 65， 试求轮系的传动比i1H,解：右边定轴轮系：,左边行星轮系：,两个轮系的关系,混合轮系的传动比,第38页/共55页,例6：z1=20，z2=30， z2=20， z3=40， z4=45， z4=44， z5=81， z6=80 求： i16,解：左边定轴轮系：,右边行星轮系：,两个轮系的关系,混合轮系的传动比,第39页/共55页,例7如图所示的轮系中，已知蜗杆1为单头右旋蜗杆，转向如图，转速n1=1500r/min，各轮齿数分别为z2=50，z2=z3=30，z3=z4=z5=20，z4=40，z5=15，z6=60，求nH的大小及方向。,解：左边定轴轮系：,右边行星轮系：,两个轮系的关系,第40页/共55页,1实现分路传动,11-5轮系的功用,第41页/共55页,2. 实现大传动比传动,第42页/共55页,n1,n3,3. 实现变速传动,第43页/共55页,第44页/共55页,4.实现换向传动,第45页/共55页,5.实现运动的合成 6.实现运动的分解7.实现结构紧凑的大功率传动,第46页/共55页,2.行星轮系中各轮齿数的确定（1）尽可能近似地实现给定的传动比,11-7行星轮系的类型选择及设计的基本知识,第47页/共55页,（2）. 满足同心条件,第48页/共55页,（3）. 满足均布条件,两中心轮的齿数和为行星轮数的整数倍,第49页/共55页,（4）. 满足邻接条件,相邻两个行星轮的齿顶圆不得相交。,第50页/共55页,配齿公式,第51页/共55页,补1 计算图示轮系的传动比i1H。已知各轮齿数z1=20, z2=34, z3=18, z4=36, z5=78, z6=z7=26。,第52页/共55页,补2 计算图示轮系的传动比i1H。已知各轮齿数z1=20, z2=40, z2=20, z3=30, z4=80.,第53页/共55页,补3 计算图示轮系的传动比i15。已知各轮齿数z1=22, z3=88, z3=z5.,第54页/共55页,感谢观看！,第55页/共55页,
