轮系及其设计.ppt

1第七章轮系及其设计轮系：由一系列齿轮所组成的齿轮传动系统。分类：§7-1轮系及其分类2一、定轴轮系3二、周转轮系4（一）组成（1）绕固定轴线O—O回转的齿轮1、3称为中心轮轮（k以表示）。（3）带动行星轮作公转的构件H成为行星架（系杆或转臂）。（2）饶着自己的轴线O1—O1回转，又随构件H一起绕着固定轴线O—O回转的齿轮2称为行星轮。5（4）中心轮和系杆常作为运动的输入或输出构件，常称为基本构件。结论：一个周转轮系必定具有一个行星架，具有一个或几个行星轮，以及与行星轮相啮合的中心轮。6（二）分类（1）差动轮系：自由度为2的周转轮系。7（2）行星轮系：自由度为1的周转轮系。8三、复合轮系910§7-2定轴轮系及其传动比一.单对齿轮传动比的计算1.平行轴定轴轮系传动.(1)外啮合:12121221zzmzmzrrnn2112i负号表示两个齿轮转向相反.传动比:主动轴与从动轴的角速度比（大小、转向关系）11(2)内啮合两齿轮转向相同.12121221zzmzmzrrnn2112i122.非平行轴齿轮传动因为齿轮的轴线不平行,参与传动的齿轮不在相互平行的平面内运动,所以其方向关系不能在用正负号表示.1221zznn2112i•两齿轮的转向关系用箭头在图中标出.13蜗轮蜗杆转向关系的判断左旋用左手，右旋用右手，四指指向蜗杆的转动方向，大拇指相反指向为蜗轮上与蜗杆相接触的点的运动方向。14二.定轴轮系的传动比的计算1.平行轴34321243322114iiinnnnnnnni''41总传动比等于组成该轮系的各对齿轮传动比之积.34231234321214rrrrrriiii''342312zzzzzz'1534231214zzzzzzi'可见,分子上为各对齿轮传动中从动轮齿数积;分母上为各对齿轮传动中主动轮齿数积.总传动比的计算:3214322141zzzzzzi'各主动轮齿数积各从动轮齿数积mAB1im为外啮合次数各主动轮齿数积各从动轮齿数积mAB1im为外啮合次数163214322141zzzzzzi'3齿轮称为惰轮;惰轮不影响传动比的大小,但是影响传动方向.计算传动比时,可以不记惰轮的齿数,但是必须考虑对转向的影响.172.含有非平行轴齿轮传动的定轴轮系传动比计算例.设Z1=16,Z2=32,Z3=Z4=40,Z2’=20,Z3’=2(右旋),n1=800r/min,求n4.4332214114nnnnnnnni''解：18'34'231214zzzzzzi8024020401632min/1080800141414rinni41nn19由上例可知,含有非平行轴齿轮传动的定轴轮系传动比的计算式:各主动轮齿数积各从动轮齿数积ABi注意:计算完传动比,必须在图中用箭头标出各轮的转向.20例：计算图示轮系的传动比解：传动比大小为：转向关系如图。21例在图示的轮系中，已知各轮的齿数为Z1=21,Z2=26,Z3=32,Z3’=1(单头蜗杆，右旋)Z4=55,Z4’=20,Z5=30,求传动比i15。221234234515zzzzzzzzi84.125212612026325530方向如图所示解：本题为为定轴轮系，但是含有非平行轴齿轮传动，所以不用正负号表示转向关系。23§7-3周转轮系的传动比一、周转轮系的特点通过对周转轮系组成的分析可知，周转轮系与定轴轮系的根本差别就在于周转轮系中有转动的系杆H，使得行星齿轮既有自转又有公转。24二、传动比计算（一）周转轮系的传动比计算要点：根据相对运动原理，用反转法，把周转轮系转化为定轴轮系，按定轴轮系中各构件之间角速度的关系，进而求得该周转轮系的传动比。25给整个轮系加一饶系杆H轴线OO回转的公共角速度“-ωH”，使系杆H的绝对角速度为零，得到的假想定轴轮系称为周转轮系的转化轮系。（二）转化轮系26（三）转化机构的传动比加“-ωH”以后，各构件的角速度为：27加“-ωH”以后，传动比为：2829结论：30313233例1：图示轮系中，设z1=z2=30，z3=90。试求当构件1和3的转速分别为n1=1，n3=-1（设逆时针为正）时，nH及i1H的值。34解：35例2：图示轮系中，设z1=100，z2=101，z2′=100，z3=99。试求传动比iH1在转化机构中：2132213)1(zzzziH36故：37)1/()1(1234214311333zzzzzziiiiiHHHH例3：如图所示的3K型周转轮系,已知各轮齿数，求传动比i13。14141411)(11zzzziiHH234234311zzzziiHH⒉行星轮系3-2’-2-4-H解：⒈行星轮系1-2-4-H38§7-4复合轮系的传动比一、复合轮系的传动比计算要点（一）正确地划分轮系中的定轴轮系部分和周转轮系部分；划分时，先确定基本周转轮系（包括系杆、行星齿轮及与行星齿轮相啮合中心轮），基本周转轮系划分完后，若还剩余有若干定轴齿轮，则构成复合轮系的定轴轮系部分。39（二）分别列出定轴轮系和周转轮系传动比的计算关系式。（三）将这些关系式联立求解，以确定复合轮系中各构件之间的传动比。40例1：求图示轮系的传动比i1H。解：1.轮系构成齿轮1—2构成定轴轮系412.定轴轮系周转轮系42434445例：在图示轮系中，已知各轮齿数为：z1=z2′=40，z2=z3=z5=20，z4=80，试计算该轮系的传动比i15。解：（一）轮系构成周转轮系：4构件、齿轮1、2、2′、3定轴轮系：齿轮4、5（二）基本轮系的传动比定轴：i45=n4/n5=-z5/z4周转：i14=1-i134=1-z2z3/z1z2′46（三）综合求解i15=i45i14=-z5/z4（1-z2z3/z1z2′）=-0.187547例：在图示轮系中，已知各轮齿数为：z1=z4′=40，z1′=z2=z4=20，z2′=30，z3=30，z3′=15，试计算该轮系的传动比i1H。解：（一）轮系构成周转轮系：H构件、齿轮2′、3、3′、4定轴轮系：齿轮1、2、1′、4′48周转：i2′4H=（n2′-nH）/（n4-nH）=z3z4/z2′z3′（二）基本轮系的传动比定轴：i24′=n2/n4′=z1z4′/z2z1′49综合以上两式求得：i4H=n4/nH=(z3z4/z2′z3′-1)/(z3z4/z2′z3′-z1z4′/z2z1′)=-0.125i1H=i14i4H=-z4′/z1′i4H=0.25（三）综合求解501i134341zznnnn4135152§7-5轮系的功用53545556575859606162§7-6行星轮系中各轮齿数的确定在行星轮系中，各轮齿数的选择应满足以下四个条件：一、保证实现给定的传动比因i1H=1+z3/z1故z3/z1=i1H-163当采用标准齿轮传动或等变位齿轮传动时，上式变为：r3=r1+2r2或z3=z1+2z2构件1、3、H的回转轴线必须在同一直线上。即二、保证满足同心条件r3′=r1′+2r2′64三、保证满足均布安装条件65四、保证满足邻接条件66§7-7渐开线少齿差行星齿轮传动简介图示：故：1212112zziHHHHH)(12111zzziHH67可见，当（z2-z1）较小时，该轮系有较大的传动比。一般取z2-z1=1~4，称为少齿差行星齿轮传动。