机械设计第十章..ppt

* * * 第10章 轮系 10.1 概述 10.2 轮系的传动比计算 齿轮机构是应用最广的传动机构之一。如果用普通的一对齿轮传动来实现大传动比传动，不仅机构外廓尺寸庞大，而且大小齿轮直径相差悬殊，使小齿轮易磨损，而大齿轮的工作能力不能充分发挥。为了在一台机器上能获得很大的传动比，或是获得不同转速，常常采用一系列的齿轮组成传动机构，这种由齿轮组成的传动系称为轮系 10.1 概述 10.1 轮系的分类 轮系 定轴轮系 —— 轮系中所有齿轮的几何轴线都是 固定的。 定轴轮系 10. 1 轮系的分类 轮系 定轴轮系 周转轮系 —— 轮系中所有齿轮的几何轴线都是 固定的 —— 轮系中，至少有一个齿轮的几何轴 线是绕另一个齿轮几何轴线转动的。 周转轮系 动轴齿轮2 称为行星轮 自转 公转 轮系 定轴轮系 周转轮系 混合轮系 —— 轮系中所有齿轮的几何轴线都是 固定的 —— 轮系中，至少有一个齿轮的几何轴 线是绕另一个齿轮几何轴线转动的。 —— 既有周转轮系又有定轴轮 系组成的轮系 10.1 轮系的分类 复合轮系 ? 传动比表示为输入轴的角速度与输出轴的角速度之比。通常传动比用 i 表示，对轴a和轴b 的传动比可表示为： 1.传动比：两轴的转速比 10.2 定轴轮系传动比的计算 已知在两轴的传动比，则在定轴轮系中的总传动比为： m是外啮合次数 2.从动轮转动方向 1．符号表示法 当两轴或齿轮的轴线平行时，可以用正号“+”或负号“?”分别表示，转向相同和相反。由于齿轮传动中外啮合两齿轮转向相反，内啮合两齿轮转向相同。故用符合表示时，可直接确定上式中外啮合的次数m 轴或齿轮的转向一般用箭头表示。当轴线垂直于纸面时，图a表示背离纸面，图b表示指向纸面。当轴线在纸面内，则用箭头表示轴或齿轮的转动方向，如图c所示。 2．箭头表示 图（a） 图（b） 图（c） 从动轮转向 （2）外啮合圆柱齿轮或圆锥齿轮的转动方向要么同时指向啮合点，要么同时背离啮合点。如图所示为圆柱或圆锥齿轮的几种情况。 （1）内啮合圆柱齿轮的转向相同。 （3）蜗杆蜗轮转向的速度矢量之和必定与螺旋线垂直。 蜗轮蜗杆转向关系： 左（右）手法则： 蜗杆右（左）旋用右（左）手， 四指握向蜗杆转向，母指反向 表示蜗轮啮合点的速度方向。 右旋 例10-1 已知图10-1所示的轮系中各齿轮齿数为z1=22、z2=25、z’2=20、z3=132、z’3=20、z5=28，n1=1450r/min，试计算n5，并判断其转动方向。 解：因为齿轮1、2’、3’、4为主动轮，齿轮2、3、4、5为从动轮，共有3次外啮合。代入式（9-4）得： 所以 rpm 转向与轮1相反 周转轮系的组成： 由上面的分析可知，常见的周转轮系，它由中心轮(太阳轮)、行星轮和行星架(又称系杆或转臂)H组成。 10.3周转轮系及其传动比 太阳轮 行星轮 系杆 周转轮系与定轴轮系的根本区别是： 周转轮系中有一个转动着的系杆，因此使行星轮既自转又公转。因此，周转轮系传动比计算不能直接按定轴轮系传动比的求法来计算。 周转轮系及其传动比 转化轮系法： 根据相对运动原理，假想给整个轮系加上一个公共的角速度(-nH)，各构件之间的相对运动关系并不改变，但此时系杆的角速度就变成了nH-nH=0，即系杆可视为静止不动。于是，周转轮系就转化成了一个假想的定轴轮系，这个假想的定轴轮系称为原来周转轮系的转化机构（转化轮系）。轮系转化的本质就是反转法，即以不同构件作运动参照系，这种原理应用很广。 转化前后各构件的转速见下表。 构件 原来的转速 转化轮系中的转速 构件 原来的转速 转化轮系中的转速 1 2 ω1 ω2 ω1H=ω1-ωH ω2H=ω2-ωH 3 H ω3 ωH ω3H=ω3-ωH ωHH=ωH-ωH=0 周转轮系 转化轮系（定轴轮系） 周转轮系及其传动比 转化后是定轴轮系，可按定轴轮系传动比计算方法对转化轮系进行求解。 转化轮系（定轴轮系） 周转轮系及其传动比 ) 1 ( 所有主动轮齿数的乘积 两轴间 所有从动轮齿数的乘积 两轴间 m - = n n - 1 1 H N H H N n n i - = 由此得到周转轮系一般情况下的传动比 例9-2 已知n3=200r/min，nH=12r/min，z1=80，z2=25，z2’=35，z3=20和n1的转向，试计算图中所示的周转轮系中轴1与轴3的传动比。 得 解：将各已知量代入式 上式中，负号表明n1与n3的转向相反。 从而有 需要指出：周转轮系的传动比计算一般只适用于轴线平行的轮系，只有在一些特殊的情况下（如下例）才能用