机械原理之轮系及其设计.ppt

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1、机械原理第六章轮系及其设计第六章轮系及其设计§6-1轮系的类型与应用※§6-2轮系的传动比计算§6-3行星轮系的效率§6-4行星轮系的设计§6-5其它行星传动简介§6-1轮系的类型与应用一、轮系的分类1．定轴轮系轮系运转时，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）。21432．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。按照自由度数目的不同，又可将周转轮系分为两类：1）差动轮系自由度为2系杆中心轮（主动）行星轮行星轮系杆中心轮（主动）２）行星轮系自由度为１行星轮系杆中心轮（

2、主动）中心轮（固定）双排2K－H型3K型单排2K－H型根据基本构件不同2K－H型3K型复合轮系两组轮系传动比相同，但是结构尺寸不同二、轮系的功用1．实现相距较远的两轴之间的传动2．实现分路传动3．实现变速变向传动4．实现大速比和大功率传动5．实现运动的合成与分解运动输入运动输出§6-2轮系的传动比计算一、定轴轮系的传动比一般定轴轮系的传动比计算公式为：(6-1)平面定轴轮系：定轴轮系中各对啮合齿轮均为圆柱齿轮传动，即各轮的轴线都相互平行。空间定轴轮系：定轴轮系中含有圆锥齿轮、蜗杆蜗轮等空间齿轮传动，即各轮的轴线不都相互平行。平面定轴轮系和空间定轴轮系的

3、传动比大小均可由式（6-1）计算，但转向的确定有不同方法。如何确定平面定轴轮系中的转向关系？如果轮系中有m对外啮合齿轮，在式（6-1）右侧分式前加。如何表示一对平行轴齿轮的转向？机构运动简图线速度方向用线速度方向表示齿轮回转方向机构运动简图如何确定空间定轴轮系中的转向关系？空间定轴轮系传动比前的“+”、“－”号没有实际意义不平行不平行“+”、“－”不能表示不平行轴之间的转向关系，采用画箭头方法1）输入、输出轮的轴线不平行的情况传动比方向判断表示画箭头2）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如何表示一对圆锥齿

4、轮的转向？表示齿轮回转方向机构运动简图线速度方向用线速度方向表示齿轮回转方向箭头对箭头或箭尾对箭尾如何表示蜗杆蜗轮传动的转向？向方影投蜗杆回转方向蜗轮回转方向蜗杆上一点线速度方向机构运动简图右旋蜗杆表示蜗杆、蜗轮回转方向蜗杆旋向影响蜗轮的回转方向如何判断蜗杆、蜗轮的转向？右旋蜗杆左旋蜗杆右旋用左手规则左旋用右手规则蜗杆的转向总结：1）定轴轮系（平面和空间）的传动比大小均用式（6-1）来计算；2）传动比的方向表示有所不同。如果是平面定轴轮系即各齿轮轴线都互相平行，采用在式（6-1）右侧分式前加上表示转向相同或相反；如果是空间定轴轮系分两种情况：①首末两轮

5、轴线平行经过箭头判断后在传动比大小前加正负号(相同为“+”，不同为“-”）；②首末两轮轴线不平行只能用箭头来表示转向。二、周转轮系的传动比周转轮系传动比的计算方法（转化机构法）周转轮系定轴轮系（转化机构）定轴轮系传动比计算公式求解周转轮系的传动比反转法构件名称原周转轮系中各构件的角速度转化机构中各构件的角速度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ωHωH系杆ＨwＨ中心轮1行星轮２中心轮3在转化机构中系杆H变成了机架把一个周转轮系转化成了定轴轮系构件名称原周转轮系中各构件的角速度转化机构中各构件的角速度系杆ＨwＨ中心轮1中心

6、轮3计算该转化机构（定轴轮系）的传动比：输入轴输出轴等式右边“一”号表示在转化机构中齿轮1和齿轮3的转向相反同理，将以上分析推广一般情况。设周转轮系的两个中心轮分别为齿轮A、K，则转化机构中齿轮A与K之间的传动比为对于差动轮系，给定三个基本构件的角速度中的任意两个，便可由(6-2)式求出第三个，从而可求出三个中任意两个之间的传动比。(6-2)当时对于行星轮系，其中一个中心轮是固定的推广公式为：表示中心轮K固定，活动中心轮A对系杆H的传动比，等于1减去转化机构中的中心轮A对原固定中心轮K的传动比（6-3）应用式（6-2）时应注意：1）该式只适用于齿轮A、

7、K与系杆H的回转轴线重合或平行时的情况。2）等号右侧“”号的判断方法同定轴轮系。如果由A到K之间只有圆柱齿轮传动，由来确定。如果含有圆锥齿轮传动或蜗杆蜗轮传动，则用画箭头的方法来确定。若齿轮A、K的轴线平行，则齿轮A、K的箭头方向相同时为“+”号，相反时为“—”号。若齿轮A、K的轴线不平行，只能以箭头方向表示转向。3）将各个角速度的数值代入时，必须带有“”号。可先假定某一已知构件的转向为正号，则另一构件的转向与其相同取正号，反之取负号。(6-2)例6-1如右图所示的2K—H型行星轮系中，已知试求输入系杆H对输出齿轮1的传动比解：齿轮1、双联齿轮2—2’

8、、齿轮3和系杆H组成行星轮系，由式（6-3）有所以例6-2：z1=z2=48，z2’=18,z