清华大学机械原理 (7)

第5章轮系第5章轮系机构主动轮从动轮一对圆柱齿轮，传动比不大于5～7第5章轮系问题：大传动比传动i=12i=60i=720时针：1圈分针：12圈秒针：720圈12小时第5章轮系问题：变速、换向第5章轮系轮系：由一系列彼此啮合的齿轮组成的传动机构，用于原动机和执行机构之间的运动和动力传递。第5章轮系第5章轮系机构5.1轮系分类及传动比计算5.2轮系的功能5.3轮系的设计5.4其它类型的行星传动第5章轮系1212zzzz2112i外啮合内啮合齿轮机构的传动比122112zzi第5章轮系轮系的传动比：outinioi传动比的大小输入、输出轴的转向关系5.1轮系传动比计算第5章轮系根据轮系在运转过程中，各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否变化，可以将轮系分为三大类：5.1.1定轴轮系5.1.2周转轮系5.1.3混合轮系轮系的分类第5章轮系5.1.1定轴轮系：轮系运转过程中，所有齿轮轴线的几何位置都相对机架固定不动平面定轴轮系空间定轴轮系输入输出输出第5章轮系4'3'2154325115zzzzzzzzi15515443322145433'212iiiii?5115i122112zzi455445344343zzizzi'23323'2zzi定轴轮系的传动比计算第5章轮系主动轮齿数连乘积从动轮齿数连乘积kki11定轴轮系的传动比大小：转向？'3'21532zzzzzz4'3'2154325115zzzzzzzzi？第5章轮系平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）惰轮122112zzi'23323'2zzi455445344343zzizzi'3'215325115zzzzzzi'3'21532zzzzzz3)1(第5章轮系SK360普通车床走刀丝杠的三星轮换向机构12341234第5章轮系平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）惰轮：外啮合的次数m主动轮齿数连乘积从动轮齿数连乘积)1(11mkki122112zzi'23323'2zzi455445344343zzizzi'3'215325115zzzzzzi'3'21532zzzzzz3)1(第5章轮系定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是输入、输出轮的轴线相互平行的情况'3'2143214zzzzzzi传动比方向判断：画箭头表示：在传动比大小前加正负号第5章轮系输入、输出轮的轴线不平行的情况'3'2153215zzzzzzi传动比方向判断表示画箭头第5章轮系定轴轮系的传动比主动齿轮齿数连乘积从动齿轮齿数连乘积kki11大小：转向：m)1(法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况）画箭头法（适合任何定轴轮系）结果表示：主动齿轮齿数连乘积从动齿轮齿数连乘积kki11±（输入、输出轴平行）图中画箭头表示（其它情况）第5章轮系5.1.2周转轮系:在轮系运转过程中，至少有一个齿轮轴线的几何位置不固定，而是绕着其它定轴齿轮的轴线回转第5章轮系2——行星轮H——系杆（转臂）3——中心轮1——中心轮（太阳轮）基本构件KKH第5章轮系差动轮系（F＝2）行星轮系（F＝1）中心轮是转动，还是固定？第5章轮系双排2K－H型3K型单排2K－H型根据基本构件不同2K－H型3K型第5章轮系周转轮系的传动比定轴轮系周转轮系?绕固定轴线转动的系杆第5章轮系H-H周转轮系的转化机构周转轮系H-H=0假想定轴轮系第5章轮系2K-H型周转轮系的转化机构第5章轮系2K-H型周转轮系转化机构的传动比133113zziHHHHHHHHi3131131313zziH第5章轮系11211nnHnHHnzzzzi一般周转轮系转化机构的传动比各轮齿数已知，就可以确定1、n、H之间的关系；如果两个已知，就可以计算出第三个，进而可以计算周转轮系的传动比。2、表达式中1、n、H的正负号问题。若基本构件的实际转速方向相反，则的正负号应该不同。1、是转化机构中齿轮1为主动轮、齿轮n为从动轮时的传动比，其大小和方向可以根据定轴轮系的方法来判断；Hni1第5章轮系2132313113zzzziHHHHH875.124287018例1：z1=28，z2=18，z2’=24，z3=70求：i1H875.101HH875.2875.1111HHiH1H3第5章轮系11211nnHnHHnzzzzi周转轮系传动比计算方法nni11周转轮系转化机构：假想的定轴轮系计算转化机构的传动比计算周转轮系传动比-H上角标HHni1正负号问题Hn1ni1第5章轮系例2：z1=z2=48，z2’=18,z3=24，1=250rad/s，3=100rad/s，方向如图所示。求：H34100250HH2H2‘31132132313113zzzziHHHHH341848244834100250HH50HH1H3H2第5章轮系5.1.3混合轮系：由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转轮系组成的复杂轮系定轴轮系周转轮系周转轮系I周转轮系II第5章轮系定轴轮系周转轮系封闭差动轮系F=2差动轮系封闭F=1混合轮系第5章轮系混合轮系周转轮系I周转轮系II周转轮系I周转轮系II?各周转轮系相互独立不共用一个系杆第5章轮系混合轮系传动比计算H?第5章轮系'23123113zzzziHHH'3545'34535'3zzzzzzi周转轮系：1、2（2‘）、3、5（H）定轴轮系：3‘、4、5电动卷扬机减速器H515i第5章轮系混合轮系传动比的求解方法：1.将混合轮系分解为几个基本轮系；2.分别计算各基本轮系的传动比；3.寻找各基本轮系之间的关系；4.联立求解。行星轮系杆中心轮周转轮系定轴轮系第5章轮系例3：z1=20，z2=30，z2’=20，z3=40，z4=45，z4’=44，z5=81，z6=80求：i16122‘344‘56H32020403023123113zzzzi定轴99.045808144104654665665zzzziHHHHHH01.099.0166HHi行星两个轮系的关系3H混合轮系的传动比30001.0336116Hi第5章轮系5.3轮系的功能5.3.1实现分路传动主动轴从动轴1从动轴2从动轴n主动轴498761235某航空发动机附加系统第5章轮系第5章轮系5.3.2实现大传动比ab定轴轮系第5章轮系第5章轮系第5章轮系5.3.3实现变速和换向12双联滑移齿轮1‘2‘12III第5章轮系车床走刀丝杠的三星轮换向机构SK360普通车床第5章轮系国产红旗轿车自动变速机构第5章轮系第5章轮系第5章轮系第5章轮系第5章轮系第5章轮系第5章轮系5.3.4在机构尺寸和重量较小的条件下，实现大功率传动某涡轮螺旋桨发动机主减速器第5章轮系5.3.5实现运动的合成与分解11313zziH加法机构)(2131nnnH312nnnH减法机构广泛用于机床、计算装置、补偿调整装置中差动轮系F＝2两个输入，一个输出运动合成第5章轮系一个输入，两个输出运动分解差速器1355335zznnnniHHH)(2153nnnH211zznnH第5章轮系)(2153nnnH53nnHnnn53汽车直行)(2153nnnHLrLrnn53HHnrLrnnrLrn53汽车左转第5章轮系5.3.6实现执行构件的复杂运动行星搅拌器第5章轮系机械手第5章轮系轮系功能小结实现分路传动大传动比变速、换向大功率传动运动的合成与分解执行构件的复杂运动第5章轮系5.4轮系的设计5.4.1定轴轮系的设计5.4.2周转轮系的设计第5章轮系5.4.1定轴轮系的设计轮系类型的选择关键点：（1）正确掌握各种齿轮机构的特点和应用场合；（2）明确设计要求；（3）满足要求的前提下机构越简单越好。第5章轮系实例分析：滚齿机工作台传动系统第5章轮系5.4.1定轴轮系的设计各轮齿数的确定：完成各级传动比分配原则：（1）每级传动比在常用范围内；（2）为了控制外廓尺寸和传动性能，大传动比可以通过多级传动实现；（3）减速传动，前小后大，均匀变化；（4）传动比分配要同时考虑润滑、布局、结构尺寸等因素。第5章轮系例：设计一个总传动比为12的定轴轮系。第5章轮系5.4.1定轴轮系的设计定轴轮系布置方案的选择：多方案比较选优第5章轮系5.4.2周转轮系的设计轮系类型的选择关键因素：传动比、传动效率、结构复杂程度、外廓尺寸、重量（1）传递运动时，优先考虑传动比，兼顾其他因素；（2）传递动力时，优先考虑效率，其次考虑传动比等因素。第5章轮系5.4.2周转轮系的设计各轮齿数的确定：传动比条件同心条件装配条件邻接条件第5章轮系传动比条件第5章轮系同心条件第5章轮系装配条件第5章轮系邻接条件第5章轮系例：设计一个单排2K－H负号机构行星轮系，中心轮1为输入构件，系杆为输出构件，传动比为7.33。第5章轮系5.4.2周转轮系的设计均衡装置设计基本构件浮动式采用弹性构件杠杆联动式第5章轮系5.5其他类型的行星传动5.5.1渐开线少齿差行星传动第5章轮系5.5其他类型的行星传动5.5.2摆线针轮行星传动第5章轮系5.5其他类型的行星传动5.5.3谐波齿轮传动第5章轮系本章重点小结一、轮系传动比计算定轴轮系是基础，重点掌握转向判断；周转轮系传动比计算难点：转化机构混合轮系传动比计算关键：基本轮系的划分二、比较连杆机构、凸轮机构和齿轮机构，掌握轮系机构的优缺点和应用场合。第5章轮系