机械设计基础轮系.ppt
定轴轮系、周转轮系、复合轮系：定轴轮系、周转轮系、复合轮系：1、齿轮的、齿轮的转向转向与与正负规定正负规定；2、传动比的计算；、传动比的计算；3、轮系、轮系转向转向判断；判断；4、轮系、轮系功用功用轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连 接起来接起来, ,这种多齿轮的传动装置称为轮系。这种多齿轮的传动装置称为轮系。 轮系轮系定轴轮系（普通轮系）定轴轮系（普通轮系） 周转轮系周转轮系 复合轮系复合轮系 定定+周周 周周+周周 Autodesk FLIC 动画Autodesk FLIC 动画6-1 轮系的分类轮系的分类Autodesk FLIC 动画4312OH2H1定轴轮系定轴轮系轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置都固定轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置都固定不动，则称之为定轴轮系。不动，则称之为定轴轮系。21436-2 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比一、一对齿轮的传动比一、一对齿轮的传动比,122112zzi 传动比的大小传动比的大小外啮合齿轮外啮合齿轮齿轮的转向齿轮的转向内啮合齿轮内啮合齿轮齿轮的转向齿轮的转向直齿锥齿轮直齿锥齿轮齿轮的转向齿轮的转向蜗轮蜗杆机构蜗轮蜗杆机构齿轮的转向齿轮的转向蜗杆传动，从动蜗轮转向判定蜗杆传动，从动蜗轮转向判定方法用蜗杆方法用蜗杆“左、右手法则左、右手法则”：对右旋蜗杆，用右手法则，对右旋蜗杆，用右手法则，使四指弯曲方向与蜗杆转动使四指弯曲方向与蜗杆转动方向一致，方向一致，与拇指的指向相反的方向就与拇指的指向相反的方向就是蜗轮在节点处圆周速度的方是蜗轮在节点处圆周速度的方向。向。对左旋蜗杆，用左手法则，方法同上。对左旋蜗杆，用左手法则，方法同上。 1 5 输入轴与输出轴之间的传动比为输入轴与输出轴之间的传动比为:515115nni 轮系中各对啮合齿轮的传动比大小为：轮系中各对啮合齿轮的传动比大小为：,122112zzi 233223zzi ,344343 zzi 455454 zzi 51 5432432154432312 iiii33 44 4321543215 zzzzzzzzi二、定轴轮系的传动比二、定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比计算公式为：定轴轮系的传动比计算公式为：所所有有主主动动轮轮齿齿数数连连乘乘积积到到从从所所有有从从动动轮轮齿齿数数连连乘乘积积到到从从BABAiBAAB 1、轴线平行，用、轴线平行，用“+”、“-”表示表示 2、轴线不平行，用箭头表示、轴线不平行，用箭头表示 3、所有轴线都平行、所有轴线都平行 所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积mi) 1(51m外啮合的次数外啮合的次数 如何确定平面定轴轮系中的转向关系？如何确定平面定轴轮系中的转向关系？例题例题例题例题 轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置轮系运转时，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，则称该轮不固定，而是绕某一固定轴线回转，则称该轮系为系为周转轮系周转轮系。6-2 周转轮系的传动比周转轮系的传动比系杆系杆中心轮中心轮（主动）（主动）行星轮行星轮行星轮行星轮系杆系杆中心轮中心轮（主动）（主动）按照自由度数目，将周转轮系分为按照自由度数目，将周转轮系分为两类两类：1）差动轮系）差动轮系224243F轮轮3固定固定123233F2）行星轮系）行星轮系二、周转轮系的传动比二、周转轮系的传动比（转化机构法转化机构法） 周转轮系周转轮系 定轴轮系定轴轮系（转化机构）（转化机构）定轴轮系传动比定轴轮系传动比计算公式计算公式求解周转轮系的求解周转轮系的传动比传动比反转法反转法假想对整个行星轮系加假想对整个行星轮系加上一个与行星架转速上一个与行星架转速n nH H大大小相等而方向相反的公共小相等而方向相反的公共转速转速-n-nH H这样，就变成了假想的这样，就变成了假想的定轴轮系。定轴轮系。经过转化的假想定轴轮经过转化的假想定轴轮系，称为系，称为转化轮系转化轮系。周转轮系及转化轮系中各构件的转速周转轮系及转化轮系中各构件的转速原转速原转速n1n2转化轮系转速转化轮系转速nHH=nH-nH=0构件名称构件名称 中心轮中心轮1 1行星轮行星轮2 2中心轮中心轮3 3行星架行星架H Hn3nHn1H=n1-nHn2H=n2-nHn3H=n3-n H由于转化轮系为定轴轮系，则：由于转化轮系为定轴轮系，则：推广推广：11轮 1至 轮之 间 各对 齿轮 的 从动轮 齿数连 乘积( 1)轮 1至 轮之 间 各对 齿轮 的 主 动轮 齿数连 乘积HmHkkHnnkinnk + +如图所示的周转轮系中，已知各轮齿如图所示的周转轮系中，已知各轮齿数为数为Z1=100, Z2=99, Z3=100, Z4=101 ，行星架行星架H为原动件，试求传动比为原动件，试求传动比iH1？ 解解:iH1n H / n 1i14(n 1 - n H )/ (n 4 - n H ) 1- n 1 / n H -Z2Z4/Z1Z3 1- i1HH iH1n H / n 1 1/i1H -10000 i1H -(1-99x101/100 x100)-1/10000用画箭头法标出转化轮系中各构件的转向关系，如图用画箭头法标出转化轮系中各构件的转向关系，如图 传动比为负，表示行星架传动比为负，表示行星架H与齿轮与齿轮1的转向相反。的转向相反。 例例: 如图所示周转轮系。已知如图所示周转轮系。已知Z1=15, Z2=25, Z3=20, Z4=60,n1=200r/min, n4=50r/min,且且两中心轮两中心轮1、4转向相反。试求行星架转速转向相反。试求行星架转速n H及行星轮转速及行星轮转速n3。解：解：1.1.求求n n H H n 1- n H n 4- n Hi14H Z2 Z4 Z1 Z3n H = - 50/6 r/min负号表示行星架与齿轮负号表示行星架与齿轮1 1转向相反。转向相反。 2.2.求求n n3 :3 :(n(n3 3 = n= n2 2) ) n 1- n H n 2- n Hi12H Z2 Z1n 2 = - 133 r/min= n n3 3负号表示轮负号表示轮3 3与齿轮与齿轮1 1转向相反。转向相反。 三、复合轮系的传动比三、复合轮系的传动比什么是复合轮系？什么是复合轮系？由定轴轮系和由定轴轮系和周转轮系或者由周转轮系或者由两个以上的周转两个以上的周转轮系组成的；轮系组成的；不能直接用反不能直接用反转法转化为定轴转法转化为定轴轮系的轮系轮系的轮系4312OH2H复合轮系传动比的计算步骤复合轮系传动比的计算步骤 （1） 首先将各个基本轮系正确地区分开来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。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。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，即将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得复合轮系的传动比。可求得复合轮系的传动比。例题 如图所示轮系中，已知各轮齿数如图所示轮系中，已知各轮齿数Z1=20, Z2=40, Z2 =20 Z3=30, Z4=80。计算传动比。计算传动比i1H 。 分解轮系分解轮系 解：解：周转轮系：轮周转轮系：轮22，3 3，H H定轴轮系：轮定轴轮系：轮1 1，2 2周转轮系传动比：周转轮系传动比：定轴轮系传动比：122112zznni=-2=-2/2242 4442HHHHHnnnzinnnz =-4=-4其中n4=0 ，n2= n2 i i1H = = n1 / /nH = -10= -10负号说明行星架负号说明行星架H H与齿轮与齿轮1 1转向相反。转向相反。 图示为一大传动比的减速器，图示为一大传动比的减速器，Z1=100，Z2=101，Z2=100，Z3=99求输入件求输入件H对输出件对输出件1的传动比的传动比iH1 2H132100001001009910111111HHii若Z1=99 1001Hi周转轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的。周转轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的。 4312OH2H1实现相距较远的两轴之间的传动实现相距较远的两轴之间的传动6-4 轮系的功用轮系的功用2实现分路传动实现分路传动3实现变速变向传动实现变速变向传动1n4n3n 3n 3n4实现大速比实现大速比两组轮系传动比相同，但是结构尺寸不同两组轮系传动比相同，但是结构尺寸不同5实现运动的合成与分解实现运动的合成与分解运动输入运动输入运动输出运动输出1224H335H为输出件电动卷扬机减速器电动卷扬机减速器Z1=24，Z2=48，Z2=30，Z3=90,Z3=20，Z4=30，Z5=80,求求i1H（H，5为一整体）为一整体） 3，4，5定轴轮系定轴轮系 21323113) 1(ZZZZiHHH355353ZZi533H（四）联立（四）联立 311Himin/14501rn min/77.4631145011rinnHH已知: Z1=20, Z2=50, Z2=15, Z3=30, Z3=1, Z4=40, Z4=18, Z5=52. 求 : i15 和重物运动方向. 12233452050153014018528 .5779520018*1*15*2052*40*30*50 4 3 21543215ZZZZZZZZi各轮转向标注在图上1223345205015301401852 常见错误：1、蜗杆蜗轮间相对转动方向错误或漏标！2、齿数比前不能加正负号！1223345205015301401852Z1=15, Z2=25, Z2=20, Z3=60, n1=200 r/min, n3=50 r/min. 求求 nH 的大小和方向的大小和方向(1) n1 和和n3 同向同向;(2) n1 和和 n3 反向反向.23H1215252060H(1) n1 和和 n3 同向同向52015602521323113ZZZZnnnniHHH6/ )5(31nnnH6/ )5(31nnnHrpm756/505200）（H与与1、3同向同向23H1215252060H23H1215252060(2) n1 和和 n3 反向反向6/ )5(31nnnH6/ )5(31nnnHrpm33. 86/505200）（H与3同向, 与1反向Suppose n1=+200rpm, n3=-50rpm,错误：当n1与n3同向时，当n1与n3反向时，52015602521323113ZZZZnnnniHHH52015602521323113ZZZZnnnniHHHZ1=36, Z2=60, Z2=23, Z3=49, Z3=69, Z4=31, Z5=131, Z6=94, Z7=36, Z8=167, n1=3549 r/min. 求求 nH. H1322345678n1H1322345678n13578H664H1322345678n13-2=2-13578H664H1322345678n1定轴轮系，定轴轮系，串联行星轮串联行星轮系，再串联系，再串联行星轮系行星轮系H7664533-2=2-18H1322345678n1
