機械設計基礎課程教案講義 輪系教案講義

1、遼寧信息職業(yè)技術學院 機械設計基礎精品課程教學目地：1 了解齒輪系的類型及應用 2掌握定軸輪系傳動比的計算公式的應用 3掌握行星輪系傳動比的計算公式的應用 4了解簡單混合輪系傳動比的計算方法教學重點：定軸輪系、行星輪系傳動比的計算教學難點：行星輪系傳動比的計算 第十章 輪系輪系：采用若干對齒輪，組成輪系來完成傳動要求。分類（按輪系運動時軸線是否固定）： （1）定軸輪系 輪系運動時，所有齒輪軸線都固定的輪系，稱為定軸輪系。 （2）行星輪系 輪系運動時，至少有一個齒輪的軸線可以繞另一根齒輪的軸線轉動，這樣的輪系稱為行星輪系。行星輪：軸線可動的齒輪繞o1或oh公轉。 太陽輪：軸線固定不動 圖10-1

2、 圖10-210.1 定軸輪系一對齒輪傳動比：輸入軸與輸出軸的角速度（轉速）之比。輪系傳動比：輸入軸與輸出軸的角速度（轉速）之比。說明：正、負號表示轉向；相同用正號，相反用負號。對于非平行軸定軸輪系，各輪轉動方向用箭頭表示。10.1.1 平行軸定軸輪系1、輪系傳動比（推導）：在平行軸定軸齒輪系中，當首輪輪1的轉速為n1，末輪輪k轉速為nk，則此齒輪系的傳動比為： 式中，m為齒輪系中從輪1到輪k間，外嚙合齒輪的對數(shù)惰輪：不影響輪系傳動比的大小。改變了傳動比的正負號，即改變了齒輪系的從動輪轉向 2、傳動比i求法如下：（1）傳遞路線為：（12）（23）（34）（45）（2） 傳動比i的大小 （3）根

3、據(jù)已知條件數(shù)學計算例10-1 在圖10-1所示的齒輪系中，已知z1=20，z2=40，z2 =30，z3=60， z3 =25，z4=30，z5=50，均為標準齒輪傳動。若已知輪1的轉速n1=1 440 r/min，試求輪5的轉速。解： （1）傳動路線（12）（23）（34）（45） （2） （3）n5=n1/i=1440/（8）=180r/min 負號，表示輪1和輪5的轉向相反。例10-2 圖10-3所示的輪系中，設已知z1=16，z2=32，z2 =20，z3=40，z3 =2，z4=40，均為標準齒輪傳動。已知輪1的轉速n1=1 000 r/min，試求輪4的轉速及轉動方向。解： （1）

4、傳遞路線為：（12）（23）（34） （2）傳動比： （3）根據(jù)已知條件計算： n4=n1/i=1000/80=12.5 r/min 輪4的轉向如圖所示應該逆時針轉動。n1 圖10-3 10.2 行星輪系在圖10-4a所示行星齒輪系中，行星輪z2既繞本身的軸線自轉，又繞o1或oh公轉，因此不能直接用定軸輪系傳動比計算公式求解行星輪系的傳動比，而通常采用反轉法來間接求解其傳動比。a） b）圖10-4假定行星齒輪系各齒輪和行星架h的轉速分別為：n1、n2、n3、nh?，F(xiàn)在整個行星齒輪系上加上一個與行星架轉速大小相等、方向相反的公共轉速（nh）將行星齒輪系轉化成一假想的定軸齒輪系，如圖10-4b。再

5、用定軸齒輪系的傳動比計算公式，求解行星齒輪系傳動比。由相對運動原理可知，對整個行星齒輪系加上一個公共轉速（nh）以后，該齒輪系中各構件之間的相對運動規(guī)律并不改變，但轉速發(fā)生了變化，其變化結果如下： 變成 記作齒輪1的轉速 n1 （n1nh） 齒輪2的轉速 n2 （n2nh） 齒輪3的轉速 n3 （n3nh） 行星架h的轉速 nh （nhnh） 0既然該齒輪系的反轉機構是定軸齒輪系，則在圖10-4b所示反轉機構中，輪1和3間的傳動比可表達為： 式中，i13h表示反轉機構中輪l與輪3相對于行星架h的傳動比。其中“（1）1”號表示在反轉機構中有一對外嚙合齒輪傳動，傳動比為負說明：輪1與輪3在反轉機構

6、中的轉向相反。一般情況下：若某單級行星齒輪系由多個齒輪構成，則傳動比求法為：1) 求傳動比大小 （10-2）2） 再確定傳動比符號標出反轉機構中各個齒輪的轉向，來確定傳動比符號。當輪1與輪k的轉向相同，取“+”號，反之取“”號。以下舉例說明行星齒輪系的傳動比計算。 圖10-5 圖10-6例10-3 圖10-5所示的輪系中，已知z1=100，z2=101，z2 =100，z3=99，均為標準齒輪傳動。試求ih1。解： 由式（10-2）得因 故有所以例10-4 圖10-6所示的輪系中，已知z1=40，z2=40， z3=40，均為標準齒輪傳動。試求。解： 由式（10-2）得其“”號表示輪1與輪3在

7、反轉機構中的轉向相反。 10.3 組合輪系定軸輪系和行星輪系組合成的輪系稱為組合輪系,如圖15-7所示。因為組合輪系是由運動性質不同的輪系組成，所以計算其傳動比時，必須先將輪系分解成行星輪系和定軸輪系，然后分別按反轉輪系傳動比和定軸輪系傳動比列計算公式，最后聯(lián)立求解。組合輪系分解方法是，先找出各行星輪系，余下的便是定軸輪系。圖15-7所示的組合輪系，按行星輪軸線可轉的特征，找到由行星架h支承的行星輪3，以行星輪3為核心，與其相嚙合的有太陽輪2和4。圖10-7例10-5 在圖10-7所示的齒輪系中，已知z1=20，z2=40，z2=20，z3=30， z4=60，均為標準齒輪傳動。試求i1h。解: 1分析輪系由圖可知該輪系為一平行軸定軸輪系與簡單行星輪系組成的組合輪系，其中行星輪系：234h定軸輪系：122分析輪系中各輪之間的內在關系，由圖中可知n4=0， n2=n2 3分別計算各輪系傳動比（1）定軸齒輪系由式（10-1）得 （1）（2）行星齒輪系由式（10-2）得 （2）（3）聯(lián)立求解 聯(lián)立（1）、（2）式，代入n4=0， n2=n2得n1=-2n2所以 10.4 輪系的功用由上述可知，輪系廣泛