机械设计基础6-轮系

第6章轮系6-1轮系及其分类6-2定轴轮系及其传动比6-3周转轮系及其传动比6-4轮系的功用基本要求:•了解各类轮系的特点，学会判断轮系•熟练掌握各种轮系传动比的计算方法•掌握确定主、从动轮的转向关系•了解轮系的功能机械设计基础——轮系6-1轮系及其分类•轮系：一系列齿轮组成的传动系统机械设计基础——轮系一、定轴轮系二、周转轮系三、复合轮系/混合轮系一、定轴轮系•所有齿轮几何轴线的位置在运转过程中固定不动的轮系机械设计基础——轮系•又称普通轮系AB151411101234568791213电动机AB二、周转轮系•至少有一个齿轮的轴线不固定，而绕其它齿轮的轴线回转机械设计基础——轮系•行星轮•太阳轮/中心轮•系杆/转臂1OOHO12O131OHO12O13O1O2O1H3太阳轮/中心轮行星轮系杆/转臂/行星架行星轮系F=1差动轮系F=2三、复合轮系/混合轮系•不是单一的轮系，而是由定轴轮系+周转轮系或周转轮系+周转轮系组成的复合轮系机械设计基础——轮系•定轴轮系+周转轮系周转轮系+周转轮系3H45O1O21H123O4H25O66-2定轴轮系及其传动比•定轴轮系：所有轮的轴线均固定机械设计基础——轮系传动比计算•例：机械设计基础——轮系方向的判断：•外啮合，两轮回转方向相反•内啮合，两轮回转方向相同•箭头法：节点是速度瞬心，转向同时指向节点或背离节点1450rpm53.7rpm12搪杆===i12i34i56分步传动1450rpm53.7rpm12345621nn12dd12zz--21nn43nn65nn)(12zz5316423)1(zzzzzz)(34zz)(56zz12i16i61nn定轴轮系传动比•传动比的大小：机械设计基础——轮系•首末二轴转向关系判别：1平面轮系:外啮合次数m，(-1)m2空间轮系:箭头法——节点是速度瞬心，同时指向节点或背离节点大小?间所有主动轮齿数积间所有从动轮齿数积jkjkijk(-1)m平面定轴轮系传动比•传动比的大小：机械设计基础——轮系•定轴轮系的传动比=各对齿轮传动比的连乘积=从动轮齿数积/主从动轮齿数积•首末两轮的转向取决于外啮合齿轮的对数•齿轮4(惰轮)不影响大小,但改变转向间所有主动轮齿数积间所有从动轮齿数积jkjkijk(-1)m12345671235677117nni21nn43nn54nn65nn76nn6756453412iiiii)(12zz)(34zz)(45zz67zz643175423)1(zzzzzzzz空间定轴轮系传动比•传动比的大小：机械设计基础——轮系•首末二轴转向关系判别：•箭头法判断，如图所示•齿轮1和5转向相反5115nni21nn32nn4'3nn5'4nn5'44'32312iiii12zz23zz'34zz'45zz'4'3215432zzzzzzzz123‘454’31234314214zzzzi空间定轴轮系-续•传动比绝对值计算公式同平面定轴轮系•用箭头法标定各轮的转向•输入输出构件的轴线平行且转向相同时，传动比为正;转向相反,则传动比为负(最后通过箭头法判断后补充上去)•轴线不平行的构件间的传动比,没有+、-机械设计基础——轮系1234561234567853164216zzzzzzi7531864218zzzzzzzzi方向如图所示方向如图所示6-3周转轮系及其传动比•周转轮系：至少有一个齿轮的轴线不固定，而绕其它齿轮的轴线回转机械设计基础——轮系•周转轮系与定轴轮系的区别：•是否存在转臂•转化轮系：周转轮系加上-wH(-nH)运动后变成的定轴轮系1OOH231O2H3n1n2n3nH-nH周转轮系传动比分析•转化轮系传动比：机械设计基础——轮系•对于F=1的行星轮系，若n3=0,有1OOH231O2H3n1n2n3nH-nH0HHHHnnn123H构件原机构转化机构(定轴)n1n2n3nHHHnnn11HHnnn22HHnnn33转化机构法：-nHHi13HHnn31HHnnnn312312zzzz13zz1313111zziiHH周转轮系传动比•转化轮系传动比：机械设计基础——轮系•实际轮系传动比：)'1('2132111)1(kkmHkHHkHHkzzzzzznnnnnnikknni11抓住要领!!!写转化轮系传动比定义及大小，1，K，H轴线必须平行注意：转向判别用＋－号，判别错误影响糟矣，千万当心也!!例题1•如图所示。已知:z1=100,z2=101,z2’=100,z3=99•试求传动比iH1机械设计基础——轮系分析：•轮系类型——周转轮系•注意周转轮系，不管求解什么，一定用转化机构法，记住“要领”例题1H2’23解：Hi13HHnnnn31)()('2312zzzzn3=0100009999HHnnn110000999911Hnn10000111000099991Hnn100001111nniiHHH10000999910010099101将z3改为100：10010110010010010110010110010110011100101100例题2•如图所示。已知:z1=48,z2=48,z2’=18,z3=24,n1=250r/min,n3=100r/min,转向如图•试求nH的大小和方向机械设计基础——轮系分析：•轮系类型——锥齿轮组成的周转轮系•转化机构中各轮转向用箭头判断例题解：122’3Hn1Hn2Hn3Hn1n3Hi13HHnnnn31'2312zzzz34184824483410025031HHHHnnnnnnmin/507350rnH讨论：是否可以将n1代为负，n3代为正？试算，分析结果。nH=50r/min?转向同n1例题3•如图所示。已知:z1,z2,z3,z4,z5,n1•求：i15、n5机械设计基础——轮系分析：•轮系类型——周转轮系例题解：2134H5HHHHHnnnnnni515115)(13zz45zzHHHHHnnnnnni212112HHnnn01)(13zz32zzHn)1()2()1()2(代入5n5115nni6-4轮系的功用机械设计基础——轮系1实现分路传动2实现变速与换向传动3可获得大的传动比4实现运动的合成与分解1实现分路传动•利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将运动传给多个运动部分，从而实现分路传动机械设计基础——轮系•滚齿机实例•分两路将运动分别传给滚刀和轮坯IIIVVIIII主轴IV2实现变速与换向传动•汽车齿轮变速箱机械设计基础——轮系•红旗轿车自动变速器•带式制动器B1,B2,B3,锥面离合器C(液力变扭器控制)和倒车制动器Br(司机控制)分别起作用时，输出轴‖可得到5种不同的速度IIIIVIIIIII35B3B2B1BrH12H22’H3H4C144’2”3实现大传动比传动•一对齿轮传动比一般不大于5~7•大传动比可用定轴轮系多级传动实现，也可利用周转轮系和复合轮系实现机械设计基础——轮系•啤酒大麦发酵池实例•为了使搅拌器缓慢移动，以达到充分搅拌的目的，在电机到移动齿轮间采用了一个行星减速器，其传动比高达702.254．实现运动的合成与分解差动轮系可以把两个运动合成为一个运动。差动轮系的运动合成特性，被广泛应用于机床、计算机构和补偿调整等装置中。图9-11133113zznnnniHHHz1=z3nH=(n1+n3)/2加法机构n1=2nH-n2减法机构机械设计基础——轮系实现运动的分解差动轮系可以将一个基本构件的主动转动按所需比例分解成另两个基本构件的不同转动。汽车后桥的差动器能根据汽车不同的行驶状态，自动将主轴的转速分解为两后轮的不同转动。图9-18LrLrnn3114341nnnn4341nrLrnnrLrnz1=z3,nH=n4机械设计基础——轮系