051輪系類型及傳動比

1、Theory of Machines and Mechanisms 機機 械械 原原 理理 輪系及其設(shè)計輪系及其設(shè)計 2 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-2 1 輪系的類型 輪系及其設(shè)計輪系及其設(shè)計 v 要求大傳動比傳動要求大傳動比傳動 工程實際問題 時針：時針：1圈圈 分針：分針：12圈圈 秒針：秒針：720圈圈 12小時小時 一對圓柱齒輪，傳動比不大于一對圓柱齒輪，傳動比不大于5 57 7 i = 12 i = 60 i = 720 3 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-3 v 要求實現(xiàn)變速、換向要求實現(xiàn)變速、換向工程實際問題 利用齒輪組的嚙合來實現(xiàn)變速和換向

2、利用齒輪組的嚙合來實現(xiàn)變速和換向 即利用輪系來實現(xiàn)即利用輪系來實現(xiàn) 4 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 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機構(gòu)由一系列彼此嚙合的齒輪組成的傳動機構(gòu) 它通常介于原動機和執(zhí)行機構(gòu)之間，把原動 機的運動和動力傳給執(zhí)行機構(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 相對機架是否固定 定軸齒輪系 周轉(zhuǎn)齒輪系 混合齒輪系 5 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-5 2 輪系的傳動比 傳動比 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)動方向相同，傳動比為正，反之為負輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)動方向相同，傳動比為正，反之為負 6 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-6 定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比 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 機械原理及

4、設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-7 321 532 3 15 5 1 5432 4321 45433212 1 zzz zzz iiiii 結(jié)論 所有主動輪齒數(shù)的乘積 所有從動輪齒數(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 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 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 傳動比方向判斷：畫箭頭 表示：在傳動比大小前

5、加正負號 9 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 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 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-10 定軸輪系的傳動比 所有主動輪齒數(shù)的乘積 所有從動輪齒數(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 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 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)系可用標注箭頭的方法來確定的轉(zhuǎn)向關(guān)系可用標注箭頭的方法來確定 12 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 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。主動輪。主動輪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的移動速度的大的移動速

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 求傳動比大小求傳動比大小 32 2608060 804012048 432 1 5432 5 1 51 zzzz zzzz n n i 13 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 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的移動速度等于齒輪的移動速度等于齒輪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 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 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 學會判斷已知輪系屬于何種輪系學會判斷已知輪系屬于何種輪系 熟練掌握定軸傳動比計算熟練掌握定軸傳動比計算 掌握確定主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系掌握確定主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系 15 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-15 平面齒輪系 16 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-16 空間齒輪系 17 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-17 定軸齒輪系 所有齒輪幾何軸線的位置在運轉(zhuǎn)過程中均固定不變所有齒輪幾何軸線的位置在運轉(zhuǎn)過程中均固定不變 18

10、機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-18 周轉(zhuǎn)齒輪系 在運轉(zhuǎn)過程中至少有一個齒輪幾何軸線的在運轉(zhuǎn)過程中至少有一個齒輪幾何軸線的 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 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 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 稱為稱為太陽輪太陽輪 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 星繞日運行一樣，故稱其為星繞日運行一樣，故稱其為行星輪行星輪 v 系桿或行星架系桿或行星架 帶動行星輪作公轉(zhuǎn)的構(gòu)件帶動行星輪作公轉(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 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-20 若其中至少有一個齒輪的幾何軸線的位置若其中至少有一個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) 運動，則可判定該輪系中含有周轉(zhuǎn)輪系運動，則可判定該輪系中含有周轉(zhuǎn)輪系 注意 一個周轉(zhuǎn)輪系由行星輪、系桿和中心輪一個周轉(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 運轉(zhuǎn)軸線重合運轉(zhuǎn)軸線重合 21 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 5-21 行星輪系 差動輪系 周 轉(zhuǎn) 齒 輪 系 123233F 224243F 22 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 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 組成的復雜輪系稱為混合輪系組成的復雜輪系稱為混合輪系 v F = 2 差動輪系差動輪系 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 機械原理及設(shè)計（一） 溫州大學機電工程學院 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)輪系相互獨立不各周轉(zhuǎn)輪系相互獨立不 共用一個系桿共用一個系桿 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 機械原理