齿轮系及其设计

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时间:2019-09-13

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1、第十一章齿轮系及其设计§11-1齿轮系及其分类§11-2定轴轮系的传动比§11-3周转轮系的传动比§11-4复合轮系的传动比§11-6行星轮系的机械效率(略)§11-5轮系的功用§11-6行星轮系的类型选择及设计§11-1轮系的类型定义:由齿轮组成的传动系统-简称轮系本章要解决的问题:轮系分类周转轮系(轴有公转)定轴轮系(轴线固定)复合轮系(两者混合)差动轮系(F=2)行星轮系(F=1)1.轮系传动比i的计算;2.从动轮转向的判断。平面定轴轮系空间定轴轮系§11-2定轴轮系的传动比一、传动比大小的计算i1m

2、=ω1/ωm强调下标记法对于齿轮系,设输入轴的角速度为ω1,输出轴的角速度为ωm,中间第i轴的角速度为ωi,按定义有:一对齿轮:i12=ω1/ω2=z2/z1可直接得出当i1m>1时为减速,i1m<1时为增速。所有从动轮齿数的乘积所有主动轮齿数的乘积=22二、首、末轮转向的确定设轮系中有m对外啮合齿轮,则末轮转向为(-1)m1)用“+”“-”表示外啮合齿轮:两轮转向相反,用“-”表示;两种方法:适用于平面定轴轮系(轴线平行,两轮转向不是相同就是相反)。ω1ω2内啮合齿轮:两轮转向相同,用“+”表示。ω2所有

3、从动轮齿数的乘积所有主动轮齿数的乘积i1m=(-1)m1pvp转向相反转向相同每一对外齿轮反向一次考虑方向时有ω11vpp123122)画箭头外啮合时:内啮合时:对于空间定轴轮系,只能用画箭头的方法来确定从动轮的转向。两箭头同时指向(或远离)啮合点。头头相对或尾尾相对。两箭头同向。1)锥齿轮1212O2O2O1O1Ptt2)蜗轮蜗杆左旋蜗杆12伸出左手伸出右手右旋蜗杆213)交错轴斜齿轮(画速度多边形确定)vp1vp2Z1Z’3Z4Z’4Z5Z2Z3例一:已知图示轮系中各轮齿数,求传动比i15。齿轮2对传动

4、比没有影响,但能改变从动轮的转向,称为过轮或中介轮。2.计算传动比齿轮1、5转向相反解:1.先确定各齿轮的转向过轮z1z2z’3z’4z2z3z4z5=z1z’3z’4z3z4z5=i15=ω1/ω52H2H1313反转原理:给周转轮系施以附加的公共转动-ωH后,不改变轮系中各构件之间的相对运动,但原轮系将转化成为一新的定轴轮系,可按定轴轮系的公式计算该新轮系的传动比。类型:基本构件:太阳轮(中心轮)、行星架(系杆或转臂)。其它构件:行星轮。其运动有自转和绕中心轮的公转,类似行星运动,故得名。§11-3周转

5、轮系的传动比转化后所得轮系称为原轮系的2K-H型3K型“转化轮系”-ωHω1ω3ω2施加-ωH后系杆成为机架,原轮系转化为定轴轮系由于轮2既有自转又有公转,故不能直接求传动比轮1、3和系杆作定轴转动ωH1ω1将轮系按-ωH反转后,各构件的角速度的变化如下:2ω23ω3HωH转化后:系杆=>机架,周转轮系=>定轴轮系作者:潘存云教授构件原角速度转化后的角速度2H13可直接套用定轴轮系传动比的计算公式。ωH1=ω1-ωHωH2=ω2-ωHωH3=ω3-ωHωHH=ωH-ωH=02H13右边各轮的齿数为已知,左边

6、三个基本构件的参数中,如果已知其中任意两个,则可求得第三个参数。于是,可求得任意两个构件之间的传动比。上式“-”说明在转化轮系中ωH1与ωH3方向相反。特别注意:1.齿轮m、n的轴线必须平行。通用表达式:=f(z)2.计算公式中的“±”不能去掉,它不仅表明转化轮系中两个太阳轮m、n之间的转向关系,而且影响到ωm、ωn、ωH的计算结果。如果是行星轮系,则ωm、ωn中必有一个为0(不妨设ωn=0),则上述通式改写如下:以上公式中的ωi可用转速ni代替:两者关系如何?用转速表示有:=f(z)ni=(ωi/2π)6

7、0=ωi30πrpm例二2K-H轮系中,z1=10,z2=20,z3=50轮3固定,求i1H。2H13模型验证∴i1H=6,小齿轮转6圈,系杆转1圈,且两者转向相同。例三2K-H轮系中,z1=z2=20,z3=601)轮3固定。求i1H。2)n1=1,n3=-1,求nH及i1H的值。3)n1=1,n3=1,求nH及i1H的值。∴i1H=4,齿轮1和系杆转向相同=-3两者转向相反。得:i1H=n1/nH=-2,轮1逆时针转1圈,轮3顺时针转1圈,则系杆顺时针转半圈。2H13轮1逆转1圈,轮3顺转1圈轮1、轮

8、3各逆转1圈轮1转4圈,系杆H转1圈。模型验证结论:1)轮1转4圈,系杆H同向转1圈。2)轮1逆时针转1圈,轮3顺时针转1圈,则系杆顺时针转半圈。3)轮1轮3各逆时针转1圈,则系杆也逆时针转1圈。实际上三个构件之间没有相对运动。特别强调:①i13≠iH13一是绝对运动、一是相对运动②i13≠-z3/z1=-3两者转向相同。得:i1H=n1/nH=1,轮1轮3各逆时针转1圈,则系杆逆时针转1圈。n1=1,n3=1三

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