051輪系類型及傳動(dòng)比

1、Theory of Machines and Mechanisms 機(jī)機(jī) 械械 原原 理理 輪系及其設(shè)計(jì)輪系及其設(shè)計(jì) 2 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-2 1 輪系的類型 輪系及其設(shè)計(jì)輪系及其設(shè)計(jì) v 要求大傳動(dòng)比傳動(dòng)要求大傳動(dòng)比傳動(dòng) 工程實(shí)際問題 時(shí)針：時(shí)針：1圈圈 分針：分針：12圈圈 秒針：秒針：720圈圈 12小時(shí)小時(shí) 一對(duì)圓柱齒輪，傳動(dòng)比不大于一對(duì)圓柱齒輪，傳動(dòng)比不大于5 57 7 i = 12 i = 60 i = 720 3 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-3 v 要求實(shí)現(xiàn)變速、換向要求實(shí)現(xiàn)變速、換向工程實(shí)際問題 利用齒輪組的嚙合來實(shí)現(xiàn)變速和換向

2、利用齒輪組的嚙合來實(shí)現(xiàn)變速和換向 即利用輪系來實(shí)現(xiàn)即利用輪系來實(shí)現(xiàn) 4 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-4 輪系的類型輪系的類型 輪系 由一系列彼此嚙合的齒輪組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由一系列彼此嚙合的齒輪組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 它通常介于原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間，把原動(dòng) 機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu) q 根據(jù)齒輪軸線是否平行 平面齒輪系 空間齒輪系 q 根據(jù)齒輪軸線位置 相對(duì)機(jī)架是否固定 定軸齒輪系 周轉(zhuǎn)齒輪系 混合齒輪系 5 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-5 2 輪系的傳動(dòng)比 傳動(dòng)比 輪系中輸入軸與輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比 A輸入軸 B輸出軸 B A B A AB n n i

3、輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，傳動(dòng)比為正，反之為負(fù)輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，傳動(dòng)比為正，反之為負(fù) 6 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-6 定軸輪系的傳動(dòng)比定軸輪系的傳動(dòng)比 設(shè)1齒輪為首齒輪，5齒輪為末齒輪 已知 1 z 2 z 3 z 4 z 5 z 2 z 3 z 1 2 3 4 5 2 3 求輪系傳動(dòng)比 15 i 1 2 2 1 12 z z i 2 3 3 2 32 z z i 3 4 4 3 43 z z i 4 5 5 4 45 z z i 22 由于 33 4321 5432 3 5432 4321 45433212 1 zzzz zzzz iiii 7 機(jī)械原理及

4、設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-7 321 532 3 15 5 1 5432 4321 45433212 1 zzz zzz iiiii 結(jié)論 所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積 所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積 m K A AK i) 1( m外嚙合的次數(shù) 平面定軸輪系（各齒輪軸線相互平行）平面定軸輪系（各齒輪軸線相互平行） 8 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-8 若定軸輪系中各輪幾何軸線不都平行，但是輸入、若定軸輪系中各輪幾何軸線不都平行，但是輸入、 輸出輪的軸線相互平行的情況輸出輪的軸線相互平行的情況 3 21 432 14 zzz zzz i 傳動(dòng)比方向判斷：畫箭頭 表示：在傳動(dòng)比大小前

5、加正負(fù)號(hào) 9 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-9 輸入、輸出輪的軸線不平行的情況輸入、輸出輪的軸線不平行的情況 空間定軸齒輪系 圓柱齒輪、圓錐齒輪、螺旋齒輪或蝸桿蝸輪等 54321 65432 6 1 16 zzzzz zzzzz n n i 10 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-10 定軸輪系的傳動(dòng)比 所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積 所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積 K A AK i 空間定軸輪系首末各輪的轉(zhuǎn)向必須在圖上 畫箭頭的方法來確定 大小大小 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向 m ) 1(法（只適合所有齒輪軸線都平行的情況）法（只適合所有齒輪軸線都平行的情況） 畫箭頭法（適合任何定軸輪系）畫箭頭法

6、（適合任何定軸輪系） 11 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-11 例例 圖示的輪系中，已知名圖示的輪系中，已知名z z1 1z z2 2z z4 4z z5 52020， z z3 3z z6 66060，齒輪，齒輪1 1的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速n nl l1440(r1440(rmin)min)，求，求 齒輪齒輪6 6的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速( (大小及方向大小及方向) )。 5421 65322 6 1 16 ) 1( zzzz zzzz n n i 9 2020 6060 41 63 zz zz min)/(160 9 1440 16 1 6 r i n n 齒輪齒輪6 6與齒輪與齒輪1 1的轉(zhuǎn)

7、向關(guān)系可用標(biāo)注箭頭的方法來確定的轉(zhuǎn)向關(guān)系可用標(biāo)注箭頭的方法來確定 12 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-12 例例 已知：已知：z z1 160 60 ，z z2 248 48 ， z z2280 80 ，z z3 3120120，z z33 6060，z z4 44040 ，蝸桿，蝸桿z z4 4 2 2 （右旋），蝸輪（右旋），蝸輪z z5 580 80 ， 齒輪齒輪z z556565，其模數(shù)為，其模數(shù)為 m=5mmm=5mm。主動(dòng)輪。主動(dòng)輪1 1的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為 240r/min240r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示。，轉(zhuǎn)向如圖所示。 試求齒條試求齒條6 6的移動(dòng)速度的大的移動(dòng)速

8、度的大 小和方向小和方向 速度方向用畫箭頭的方法來判斷速度方向用畫箭頭的方法來判斷 求傳動(dòng)比大小求傳動(dòng)比大小 32 2608060 804012048 432 1 5432 5 1 51 zzzz zzzz n n i 13 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-13 min)/(5 . 7 32 240 15 1 55 r i n nn 32 5 1 51 n n i srad n w/785. 0 60 5 . 72 60 2 5 5 齒條齒條6 6的移動(dòng)速度等于齒輪的移動(dòng)速度等于齒輪55的分度圓線速度的分度圓線速度 smmmzrv/6 .127785. 0655 2 1 2 1

9、 55556 14 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-14 基本要求 了解輪系的組成和類型了解輪系的組成和類型 學(xué)會(huì)判斷已知輪系屬于何種輪系學(xué)會(huì)判斷已知輪系屬于何種輪系 熟練掌握定軸傳動(dòng)比計(jì)算熟練掌握定軸傳動(dòng)比計(jì)算 掌握確定主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系掌握確定主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系 15 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-15 平面齒輪系 16 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-16 空間齒輪系 17 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-17 定軸齒輪系 所有齒輪幾何軸線的位置在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中均固定不變所有齒輪幾何軸線的位置在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中均固定不變 18

10、機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-18 周轉(zhuǎn)齒輪系 在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中至少有一個(gè)齒輪幾何軸線的在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中至少有一個(gè)齒輪幾何軸線的 位置并不固定，而是繞著其它定軸齒輪軸位置并不固定，而是繞著其它定軸齒輪軸 線回轉(zhuǎn)的輪系線回轉(zhuǎn)的輪系 19 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-19 v 中心輪中心輪 行星輪所繞之作公轉(zhuǎn)的定軸齒輪行星輪所繞之作公轉(zhuǎn)的定軸齒輪1 1 和和3 3則稱為則稱為中心輪中心輪，其中齒輪，其中齒輪1 1又又 稱為稱為太陽(yáng)輪太陽(yáng)輪 v 行星輪行星輪 齒輪齒輪2 2既繞自己的軸線作自轉(zhuǎn)，又繞既繞自己的軸線作自轉(zhuǎn)，又繞 定軸齒輪定軸齒輪1 1、3 3的軸線作公轉(zhuǎn)，

11、猶如行的軸線作公轉(zhuǎn)，猶如行 星繞日運(yùn)行一樣，故稱其為星繞日運(yùn)行一樣，故稱其為行星輪行星輪 v 系桿或行星架系桿或行星架 帶動(dòng)行星輪作公轉(zhuǎn)的構(gòu)件帶動(dòng)行星輪作公轉(zhuǎn)的構(gòu)件H H稱為系桿或行星架稱為系桿或行星架 周轉(zhuǎn)齒輪系 20 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-20 若其中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線的位置若其中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線的位置 不固定，而是繞著其它齒輪的軸線作周轉(zhuǎn)不固定，而是繞著其它齒輪的軸線作周轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)，則可判定該輪系中含有周轉(zhuǎn)輪系運(yùn)動(dòng)，則可判定該輪系中含有周轉(zhuǎn)輪系 注意 一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系由行星輪、系桿和中心輪一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系由行星輪、系桿和中心輪 等幾部分組成，其中，中心輪和系

12、桿的等幾部分組成，其中，中心輪和系桿的 運(yùn)轉(zhuǎn)軸線重合運(yùn)轉(zhuǎn)軸線重合 21 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-21 行星輪系 差動(dòng)輪系 周 轉(zhuǎn) 齒 輪 系 123233F 224243F 22 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-22 混合齒輪系 由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系、或幾部分周轉(zhuǎn)輪系由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系、或幾部分周轉(zhuǎn)輪系 組成的復(fù)雜輪系稱為混合輪系組成的復(fù)雜輪系稱為混合輪系 v F = 2 差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系 F = 1 F = 1 混合輪系混合輪系 定軸輪系定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系 v 1和和3連接起來連接起來 23 機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（一） 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 5-23 混合輪系混合輪系 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系I I 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系IIII ? ? 各周轉(zhuǎn)輪系相互獨(dú)立不各周轉(zhuǎn)輪系相互獨(dú)立不 共用一個(gè)系桿共用一個(gè)系桿 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系I I 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系IIII 混合齒輪系 24 機(jī)械原理