机械设计基础----第5章轮系.培训讲学.ppt

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1、机械设计基础----第5章轮系.2、周转轮系(Epicyclicgeartrain)：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

2、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·

3、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=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）。

4、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)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

5、，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

6、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

7、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）。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的周转轮系，需要2个原动件，两个太阳轮都不固定；图5-4b二、周转轮系的分类②行星轮系：图5-4c

8、自由度F=1的周转轮系，只需1个原动件，其中有一个太阳轮被固定。图5-4c三、周转轮系的传动比计算一）基本思路如图5-4a、b所示。周转轮系与定轴轮系的根本区别在于周转轮系中有一个转动着的行星架，因此使行星轮既自转又公转。如果能图5-4a、b够设法使行星架固定不动，那么周转轮系就可转化成一个假想的定轴轮系，并称其为周转轮系的转化轮系。在周转轮系转化为转化轮系后，就可以对转化轮系应用定轴轮系传动比计算方法。转化时所