第十章机械传动系统及其传动比

第一节定轴轮系的传动比计算轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。轮系定轴轮系（普通轮系）周转轮系复合轮系定+周周+周如图所示，在轮系运转时各齿轮几何轴线都是固定不变的，这种轮系称为定轴轮系。一、轮系的分类如图所示，在轮系运转时至少有一个齿轮的几何轴线绕另一几何轴线转动，这种轮系称为行星轮系。复合轮系所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积15i二、轮系的传动比A——输入轴B——输出轴BABAABnni（二）定轴轮系的传动比计算轮系中，输入轴（轮）与输出轴（轮）的转速或角速度之比，称为轮系的传动比，通常用i表示。因为角速度或转速是矢量，所以，计算轮系传动比时，不仅要计算它的大小，而且还要确定输出轴（轮）的转动方向。（一）轮系的传动比输出轴转向的表示：1、首末两轴平行，用“+”、“-”表示。惰轮：不改变传动比的大小，但改变轮系的转向2、首末两轴不平行用箭头表示输出轴转向3、所有轴线都平行所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积mi)1(51m——外啮合的次数第二节行星轮系的传动比计算一、行星轮系的构成由行星轮、中心轮、转臂和机架组成。行星轮绕自身几何轴线回转（自转），同时随转臂绕中心轮轴线回转（公转）。132太阳轮行星轮行星架OH312H312二、行星轮系传动比的计算周转轮系及转化轮系中各构件的转速原来的转速n1n2转化轮系中的转速nHH=nH-nH=0构件名称太阳轮1行星轮2太阳轮3行星架Hn3nHn1H=n1-nHn2H=n2-nHn3H=n3-nH由于转化轮系为定轴轮系，故根据定轴轮系传动比计算式可得轮1、3传动比为：该结论可推广到周转轮系的转化轮系传动比计算的一般情况：11轮1至轮之间各对齿轮的从动轮齿数连乘积(1)轮1至轮之间各对齿轮的主动轮齿数连乘积HmHkkHnnkinnk+3.对于差动轮系，必须给定n1、nk、nH中任意两个（F=2，两个原动件），运动就可以确定。对于简单周转轮系，有一太阳轮固定（nk=0)，在n1、nH只需要给定一个（F=1，需要一个原动件），运动就可以确定。1.公式只适用于平面周转轮系。正、负号可按画箭头的方法来确定，也可根据外啮合次数还确定（-1）m。对于空间周转轮系，当两太阳轮和行星架的轴线互相平行时，仍可用转化轮系法来建立转速关系式，但正、负号应按画箭头的方法来确定。2.公式中的“+”、“-”号表示输入和输出轮的转向相同或相反。注意：任何周转轮系举例：图示为一大传动比的减速器，Z1=100，Z2=101，Z2'=100，Z3=99求：输入件H对输出件1的传动比iH1100001001009910111111HHii若Z1=991001Hi周转轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的。例:如图所示周转轮系。已知Z1=15,Z2=25,Z3=20,Z4=60,n1=200r/min,n4=50r/min,且两太阳轮1、4转向相反。试求行星架转速nH及行星轮转速n3。解：1.求nHn1-nHn4-nHi14HZ2Z4Z1Z3nH=-50/6r/min负号表示行星架与齿轮1转向相反。2.求n3:(n3=n2)n1-nHn2-nHi12HZ2Z1n2=-133r/min=n3负号表示轮3与齿轮1转向相反。例：行星轮系计算OO123H213223113)1(ZZZZHHH2112在计算混合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴轮系来处理，也不能对整个机构采用转化机构的办法。计算混合轮系传动比的正确方法是：（1）首先将各个基本轮系正确地区分开来（2）分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。（3）找出各基本轮系之间的联系。（4）将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得混合轮系的传动比。例1：已知各轮齿数，求传动比i1H1、分析轮系的组成1，2，2'，3——定轴轮系1'，4，3'，H——周转轮系2、分别写出各轮系的传动比定轴轮系：213223113)1(ZZZZi周转轮系：311313)1(ZZiHHH3、找出轮系之间的运动关系33114、联立求解：32321131111ZZZZZZZZiHH一、机械传动系统的一般组成及各种传动形式的选择如图所示带式输送机，由电动机（原动机）经减速器及链传动（传动系统）将运动和动力传给带轮，用皮带传动（执行机构）完成货物的输送。由此可见，机械传动系统是将原动机的动力传给工作机的中间装置，原动机通过传动系统驱动工作机工作。第三节典型机械传动系统及其传动比的计算二、轮系在各种机械设备中的主要功能（一）传递相距较远的两轴间的运动和动力（二）实现变速、变向传动例:如图所示的周转轮系中，已知各轮齿数为Z1=100,Z2=99,Z3=100,Z4=101，行星架H为原动件，试求传动比iH1＝？解:iH1＝nH/n1i14＝(n1-nH)/(n4-nH)＝1-n1/nH＝-Z2Z4/Z1Z3＝1-i1HHiH1＝nH/n1＝1/i1H＝-10000i1H＝-(1-99x101/100x100)＝-1/10000用画箭头法标出转化轮系中各构件的转向关系，如图所示。传动比为负，表示行星架H与齿轮1的转向相反。（三）可获得大的传动比（四）用于运动的合成与分解LRLRnn31（a）1nnnn4341（b）4341nRLRnnRLRn求得三、新型齿轮系及应用（一）渐开线少齿差行星轮系（二）摆线针轮行星轮系（三）谐波齿轮减速器