机械原理第5章轮系

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1、第5章轮系(GearTrain)轮系的类型轮系的传动比轮系的功能轮系的设计第5章轮系(GearTrain)5.1轮系的类型由一系列齿轮组成的传动系统—轮系分类5.1.1定轴轮系(OrdinaryGearTrain)运转中所有齿轮的轴心线不动的轮系—定轴轮系(普通轮系)5.1.2周转轮系(PlanetaryGearTrain)至少有一个齿轮的轴线绕另一齿轮的轴心线回转的轮系—周转轮系(动轴轮系)组成：太阳轮(中心轮)行星轮系杆太阳轮(中心轮)中心轮1，3和系杆H的回转轴线的位置均固定且重合运动的输入或输出构件—周转轮系的基本构件周转轮系行星轮系(F=1)差动轮系(

2、F=2)自由度F=？行星轮系(两个中心轮之一固定)自由度F=？自由度:差动轮系定轴轮系轮系的类型？？按周转轮系中基本构件的不同分类2K-H型单排双排2K-H型周转轮系3K型基本构件是3个中心轮，系杆H只起支承作用5.1.3混合轮系(CompositeGearTrain)定轴轮系+周转轮系中心轮1、3行星轮2系杆H差动轮系（F=2）3’—31’—1封闭（F=1）封闭差动轮系周转轮系2周转轮系1周转轮系1+周转轮系2混合轮系轮系类型？？混和轮系定轴轮系周转轮系5.2轮系的传动比传动比5.2.1定轴轮系的传动比齿轮转向？齿轮4:惰轮首尾两轮几何轴线平行首尾两轮几何轴线

3、不平行5.2.2周转轮系的传动比周转轮系转化轮系周转轮系转化轮系一般公式转化轮系传动比“+”—正号机构“-”—负号机构例1已知：试求传动比系杆H与中心轮1转向相同例2已知：转向如图所示。试求大小和方向。系杆H的转向与齿轮1相同，与齿轮3相反。注意计算过程的正负号；空间轮系的问题。5.2.3混合轮系的传动比系杆H?周转轮系：定轴轮系：系杆H例3：z1=z2=z3指南车：据传说西周时就已发明，但最早的确切记载在三国时期。指南针：是利用了磁铁或磁石在地球磁场中的南北指极性而制成的指向仪器。指南车：是车上装有一套差动齿轮装置。现代军事上的坦克、装甲车是钢铁外壳，行驶

4、时又震动很大，磁性罗盘在车内难以正常工作，就要借助这种机械指向工具。*5.3轮系的效率5.4轮系的功能1.获得大的传动比一对齿轮传动，一般i≤5—7获得大的传动比例1：已知：z1=z2’=100，z2=99，z3=101。求iH1思考：该机构能否用于升速传动？效率：转化轮系效率极低发生自锁例2：在啤酒厂的大麦发酵池中，为了使搅拌器缓慢移动，以达到搅拌充分的目的，从电机到移动齿轮间采用了行星减速器，其传动比高达702.252.实现减速、增速或变速运动例1：汽车手动变速器（130）输入输出问题：实现几档变速？例2：汽车自动变速器（红旗）第1档：B1制动第2档：B2制

5、动第3档：B3制动第4档：C合上第5档：Br制动3.实现结构紧凑的大功率传动特点飞机涡轮螺旋桨发动机主减速器4.实现分路传动滚齿机工作台中的传动机构5.实现运动的合成和分解(1)运动合成两个主动件→一个从动件(F=2)加(减)法机构(2)运动分解6.实现执行机构的复杂运动行星轮既有自转又有公转—复杂运动例：行星搅拌机构用于食品加工的行星搅拌机构5.5轮系的设计5.5.1定轴轮系的设计基本内容选择轮系的类型确定轮系中各轮的齿数选择轮系的布置方案1.定轴轮系类型的选择灵活性和复杂性直齿圆柱齿轮平行轴斜齿轮交错轴斜齿轮蜗杆蜗轮圆锥齿轮机构选择原则除满足使用要求外，考虑

6、外廓尺寸、效率、重量和成本等因素。高速重载场合—减小冲击、振动和噪声，提高传动性能平行轴斜齿轮转换运动轴线方向或改变从动轴转向圆锥齿轮传动低速、小功率、空间任意角度交错轴传动交错轴斜齿轮传动大传动比、结构紧凑或分度、微调及有自锁要求的场合蜗杆传动设计实例滚齿机工作台中的传动机构滚刀与轮坯不在同一平面内运动—圆锥齿轮传动滚刀与轮坯间传动比大、有分度功能—蜗杆传动改变传动比，需更换齿轮—一组圆柱齿轮传动结论：满足范成加工的基本要求；外廓尺寸小，结构紧凑。2.定轴轮系中各轮齿数的选择合理分配轮系中各对齿轮的传动比传动比分配原则齿轮传动：，蜗杆传动：；多级减速传动，“前

7、小后大”；为使尺寸协调、结构匀称，相邻两级传动比的差值不宜过大；闭式齿轮减速器，为便于润滑，3.定轴轮系布置方案的选择优点：结构简单。缺点：齿轮与两端轴承的位置不对称，当轴弯曲变形时，会引起载荷沿齿宽分布不均匀，只适合载荷较平稳处。优点：齿轮与两端轴承的位置对称，适于变载荷处。缺点：结构较复杂。优点：输入输出轴在同一轴线上(回归轮系)，结构紧凑。缺点：中间轴较长，变形使齿宽上的载荷分布不均匀。5.5.2周转轮系的设计基本内容周转轮系类型的选择确定轮系中各轮的齿数*周转轮系的均衡装置1.周转轮系类型的选择考虑因素：传动比范围；效率高低；结构复杂程度；外廓尺寸等。当

8、轮系主要用于传递运动时首