机械设计基础项目十二 齿轮系.ppt

情景一 认识齿轮系 一、 轮系的分类 根据轮系运转中齿轮轴线的空间位置是否固定，将轮系分为两大类。 1、定轴轮系 轮系运动时，所有齿轮轴线都固定的轮系，称为定轴轮系。如图12-1所示。 2、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，称该轮系为周转轮系。 如图12-2所示。又可根据自由度数的不同，将周转轮系分为差动轮系和行星轮系两类。当轮系的自由度数为2，即需要两个原动件机构运动才能确定时，该周转轮系称为差动轮系，如图12-2a所示；当轮系的自由度为1的周转轮系称为行星轮系，如图12-2b所示。 周转轮系还可根据基本构件的不同分类。以K表示中心轮，以H表示系杆，则图12-2所示轮系可称为2K-H型周转轮系，图12-3所示轮系则称为3K型周转轮系。 图12-3所示的轮系中有3个中心轮(图中的齿轮1、3和4)故称为3K型周转轮系，该轮系的系杆H仅起支承行星轮2-2′的作用，不传递外力矩，因而不是基本件。 由定轴轮系和周转轮系或者由两个以上的周转轮系所组成的轮系，称为混合轮系，如图12-4所示，该机构左部由齿轮1、2、2 ′和3组成定轴轮系，而其右部则为周转轮系。 二、轮系的应用 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 5、实现运动的合成和分解 情景二 定轴轮系 当轮系运动时，其输人轴与输出轴的角速度(或转速)之比称为该轮系的传动比。 定轴轮系分为两大类:一类是所有齿轮的轴线都相互平行，称为平行轴定轴轮系(亦称平面定轴轮系)； 另一类轮系中有相交或交错的轴线，称为非平行轴定轴轮系(亦称空间定轴轮系)。 一、平行轴定轴轮系的传动比 该轮系的所有齿轮轴线都相互平行，它们的转向不是相同就是相反，外啮合时两齿轮转向相反，传动比取“-”号；内啮合时两齿轮转向相同，传动比取“+”号，则轮系中各对齿轮的传动比为： 二、平面定轴轮系传动比的计算 若以1表示首轮，K表示末轮，出表示轮系中外啮合齿轮的对数，于是当轮系为平行轴传动时，轮系传动比为： 三、非平行轴定轴轮系(空间定轴轮系)传动比的计算 确定主动轮与从动轮的转向，必须用画箭头的方式在图上标注出各轮的转向。如图11-9所示。 情景三 行星轮系 若有一个或一个以上的齿轮除绕自身轴线自转外，其轴线又绕另一个轴线转动的轮系称为行星齿轮系，如下图12-10为2K-H 型所示的行星轮系。 一、行星齿轮系的组成 行星齿轮系中，既绕自身轴线自转又绕另一固定轴线公转的齿轮称为行星轮。支承行星轮做自转并带动行星轮做公转的构件称为行星架。轴线固定的齿轮则称为中心轮或太阳轮。因此，行星架和行星轮3种基本构件组成。 二、行星齿轮系的传动比 如图12-11(a)所示为一平面行星轮系，由于轮系中行星轮的轴线不固定，其传动比不能直接用定轴轮系传动比的计算公式来计算。可应用转化轮系法，即根据相对运动的原理，假想对整个行星轮系加上一个绕主轴线O-O转动的公共转速-nH。显然轮系中各构件的相对运动关系并没有改变，但此时行星架H的转速变为了nH-nH=0，即相对静止不动，它支撑的行星轮也变为轴线不动的定轴齿轮。于是原来的行星轮系便转化成为一个假想的定轴轮系，如图12-11(b)所示，这个转化所得的假想定轴轮系称为原行星轮系的转化轮系。