通用技术课机械原理第7章.pptx

第七章 轮系及其设计本章教学内容◆ 齿轮系及其分类◆ 轮系的传动比◆ 轮系的功用◆ 轮系的设计本章重点： 轮系传动比的计算 轮系的功用本章教学目的 ◆了解轮系的组成和分类； ◆ 掌握定轴轮系、周转轮系和混合轮系的传动比的计算方法； ◆了解轮系的主要功用和轮系的设计方法§7-1 轮系及其分类轮系：由一系列的齿轮所组成的齿轮传动系统。一、轮系的分类：1. 定轴轮系（普通轮系） 指各齿轮轴线的位置都相对机架固定不动的齿轮传动系统。圆柱齿轮圆锥齿轮蜗轮蜗杆组成（导弹发射快速反应装置）一、轮系的分类（续）2. 周转轮系： 至少有一个齿轮的轴线（位置不固定）绕另一齿轮的轴线转动的齿轮传动系统。1）周转轮系的组成：机架：行星轮：周转轮系中轴线不固定的齿轮。基本构件中心轮（太阳轮）：轴线固定并与主轴线重合的齿轮。系杆（行星架）：周转轮系中支撑行星轮的构件。2）周转轮系的基本构件： 指周转轮系中轴线与主轴线重合，并承受外力矩的构件。一、轮系的分类（续）3）周转轮系的分类：（1）根据其自由度的数目分：差动轮系： 自由度为2的周转轮系。2K-H型周转轮系行星轮系： 自由度为1的周转轮系。3K型周转轮系（2）根据基本构件的组成分：2K-H型：有2个中心轮。3K型：有3个中心轮。一、轮系的分类（续）3. 复合轮系： 既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或是由几部分周转轮系组成的复杂的齿轮传动系统。§7-2定轴轮系的传动比结论二、首未轮转向关系的确定①在首未轮的轴线相互平行时当两轮转向相同时，在其传动比前加注 “+” 来表示；而当两者转向相反时，在其传动比前加注 “－” 来表示;②当两轮的轴线不平行时在运动简图上用箭头标明两轮的转向关系。箭头的方向同时指向或背离啮合节点。§7-3周转轮系的传动比一、周转轮系传动比计算的基本思路 设法使系杆H 固定不动，将周转轮系转化为定轴轮系。周转轮系的转化机构（转化轮系）： 指给整个周转轮系加上一个“-wH”的公共角速度，使系杆H变为相对固定后，所得到的假想的定轴轮系。原轮系转化轮系二、示例：周转轮系加上一公共角速度“-wH”后，各构件的角速度：转化机构的传动比 i13H 可按定轴轮系传动比的方法求得：三、周转轮系传动比计算的一般公式：正号机构：转化轮系的传动比为“+”的周转轮系负号机构：转化轮系的传动比为“–”的周转轮系注意事项：1. 上式只适用于转化轮系首末两轮轴线平行的情况。 2. 齿数比之前 “+”号或“–”号根据齿轮之间的转向关系来确定。 3. 将ω1、ωn、ωH 的数值代入上式时，必须同时带“±”号。 小结：①在周转轮系各轮齿数已知的条件下，如果给定w1、 wn和wH中的两个，第三个就可以由上式求出。②对于行星轮系，有一个中心轮的转速为零，这时在另一中心轮和系杆的角速度中，只要再给定一个，其运动便是确定的了，利用上式便求出该轮系的传动比为：例1：在图示的轮系中，设z1=z2=30, z3=90, 试求在同一时间内当构件1和3的转数分别为n1=1, n3=-1(设逆时针为正)时，nH及i1H的值。解：此轮系的转化机构的传动比为：（负号表明二者的转向相反）例2:在图示的周转轮系中，设已知 z1=100, z2=101, z2’=100,试求传动比 iH1。解：轮3为固定轮(即n3=0)?该轮系为行星轮系，其传动比： 当系杆转10000转时，轮1转1转，其转向与系杆的转向相同。例2（续）若将z3由99改为100，则当系杆转100转时，轮1反向转1转。行星轮系中从动轮的转向不仅与主动轮的转向有关，而且与轮系中各轮的齿数有关。注意1. 对于由圆柱齿轮组成的周转轮系，行星轮2与中心轮1或3的角速度关系可以表示为：2. 对于由圆锥齿轮所组成的周转轮系，其行星轮和基本构件的回转轴线不平行。 上述公式只可用来计算基本构件的角速度，而不能用来计算行星轮的角速度。§7-4 复合轮系的传动比复合轮系传动比计算的一般步骤：1. 正确划分轮系中的定轴轮系部分和周转轮系。关键是先要把其中的周转轮系部分划分出来周转轮系的找法：首先找出行星轮，然后找出系杆，以及与行星轮相啮合的所有中心轮。每一系杆，连同系杆上的行星轮和与行星轮相啮合的中心轮就组成一个周转轮系在将周转轮系一一找出之后，剩下的便是定轴轮系部分。2. 分别计算各轮系的传动比。3. 将各传动比关系式联立求解。例3:如图所示的轮系中，设已知各轮齿数，试求其传动比。解：1）划分轮系：a、由齿轮1、2组成定轴轮系部分；b、由齿轮2 ’、3、4及系杆H所组成的周转轮系部分。2）计算各轮系传动比a. 定轴轮系部分b. 周转轮系部分3）将（1）、（2）联立求解：轮系的传动比图示为一电动卷扬机的减速器运动简图,已知各轮齿数,例4：试求: 传动比 i15解：