机械设计基础 第5章轮系ppt课件.ppt

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1、第五章轮系(GearTrain)§5—1轮系及分类一、轮系的概念由一系列的齿轮（即多对齿轮）所组成的齿轮传动系统，称为轮系。一对齿轮传动是最简单的轮系。一个轮系中可以包括圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗轮蜗杆等各种类型的齿轮。图5-1二、轮系的分类根据轮系运动时，其各个齿轮的轴线相对于机架的位置是否都是固定，可将轮系分为：1、定轴轮系(Geartrainwithfixedaxes)：当轮系运动时，各轮轴线相对于机架的位置都是固定的，称定轴轮系（或普通轮系——ordinarygeartrain）。如图5-1所示的轮系；如下图所示的轮系。图5-12、周转轮系(Epic

2、yclicgeartrain)：当轮系运动时，有一个或几个齿轮的轴线相对于机架的位置并不固定，而是绕其它齿轮的固定轴线回转。如图5-2所示的轮系；如图5-4所示的轮系：图5-2图5-43、复合轮系(Combinedgeartrain)：由定轴轮系和周转轮系组成或由几个周转轮系组成的轮系。如图a的轮系：定轴轮系和周转轮系；如图b的轮系：2个周转轮系（每一个行星架对应于一个周转轮系）。图a图b三、轮系的传动比(Transmissionratio)一对齿轮的传动比：是指两轮的角速度或转速之比，即i12=ω1/ω2=n1/n2=z2/z1。轮系的传动比：是指轮系

3、中的输入轴（首构件）a和输出轴（末构件）b的角速度或转速之比，即iab=ωa/ωb=na/nb。计算轮系传动比时，包括：1）计算轮系传动比iab的大小；2）确定输入轴（首构件）a和输出轴（末构件）b的转向关系。下面来介绍各种轮系的传动比的计算，这是本章的重点。§5—2定轴轮系的传动比一、传动比大小的计算如图5-1的定轴轮系中，求i17(轮1为首轮、7为末轮)。i17===i12·i2′3·i3′4·i45·i5′6·i6′7=定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积。图5-1轮系的啮合传动路线：1-2=2′-3=3′-4-5=5′-6=

4、6′-7。i17=由上式可见，分子是各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积，分母是所有主动轮齿数的连乘积。∴定轴轮系传动比大小的计算公式：1-2=2′-3=3′-4-5=5′-6=6′-7定轴轮系的传动比=二、首、末轮转向关系的确定12(a)2、圆锥齿轮传动箭头是同时指向节点或同时背离节点（图c）。1、圆柱齿轮传动外啮合箭头相反（图a）；内啮合箭头相同（图b）。一）各种类型的齿轮机构标注箭头规则∵一对啮合的齿轮在其啮合点处的圆周速度方向是相同的。∴标注两者转向的箭头：要么同时指向节点，要么同时由节点指向外。如碰到蜗轮蜗杆，按左右手法则方法来判断其转向。(b

5、)21(c)21图5-33、蜗杆蜗轮传动如图所示。每个轮齿在分度圆柱面上能绕一周以上，使得轮1的外形象一根螺杆，称为蜗杆。与蜗杆相啮合的轮2（实际上是斜齿轮），称为蜗轮。两轴交错角通常为Σ=90°，通常以蜗杆为原动件。旋向判断同斜齿轮，蜗杆和蜗轮旋向相同。转向判断——左右手定则：（蜗杆为原动件）1）右旋蜗杆用右手，左旋蜗杆用左手；2）大拇指伸直，其余四指弯曲握住蜗杆，使四指弯曲方向与蜗杆的转向一致，则大拇指所指方向的反方向即为蜗轮在啮合点处的速度方向。21例：已知蜗杆为右旋及转向，试确定蜗轮的旋向及转向。已知蜗杆为左旋及转向，试确定蜗轮的旋向及转向。首末

6、轮的转向关系，可用在图上标注箭头的方法来确定（可先假设表示主动轮转向的箭头方向）。当首末两轮的轴线相互平行时：如两者转向相同，规定其i为“+”；如两者转向相反，规定其i为“-”。当首末两轮的轴线不平行时：不能用“±”表示转向关系，要用在图上标箭头来表示。二）首、末轮转向关系的确定图5-1图5-1所示的定轴轮系中，在确定轮1、7的转向关系时，可假设主动轮1的转向，则轮7的转向。∴i17=（，）如果求i15、i25，则：i15==（1、5的转向相反）-i25==+（2、5的转向相同）∴i17=上例中的轮4，其齿数多少不影响传动比的大小，只起改变转向的作用，在

7、轮系中的这种齿轮称为惰轮（过桥齿轮）——仅影响i的符号，而不影响i的大小。▲自学：P74例5－1。§5—3周转轮系及其传动比外齿轮1和内齿轮3都是绕固定轴线O1、O3回转的，这种齿轮称为太阳轮（或中心轮）；齿轮2一方面绕自己的轴线O2回转，另一方面又随着构件H一起绕固定轴线OH回转，就象行星的运动一样，兼有自转和公转，故称齿轮2为行星轮；装有行星轮2的构件H称为行星架（或转臂）。∴1个周转轮系=1个行星架+1个（或几个）行星轮+1~2个太阳轮一、周转轮系的组成图5-4a、b其中：太阳轮和行星架常作为运动输入和输出构件，称为基本构件（绕同一固定轴线回转）。

8、周转轮系按其所具有的自由度，还可再分：①差动轮系：图5-4b自由度F=2的周转轮