機(jī)械原理第九章輪系

第九章輪系一對(duì)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比是5—7輪系：由一系列互相嚙合的齒輪組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞。第九章輪系輪系的類(lèi)型定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算復(fù)合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算輪系的功用其他行星傳動(dòng)簡(jiǎn)介

根據(jù)輪系在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各齒輪的幾何軸線(xiàn)在空間的相對(duì)位置是否固定，可以將輪系分為三大類(lèi)：定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系復(fù)合輪系§9.1輪系的類(lèi)型

定軸輪系：當(dāng)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所有齒輪的幾何軸線(xiàn)相對(duì)于機(jī)架的位置均固定不變輪系的類(lèi)型周轉(zhuǎn)輪系:

當(dāng)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線(xiàn)相對(duì)于基架的位置不固定，而是繞某一固定軸線(xiàn)回轉(zhuǎn)輪系的類(lèi)型基本構(gòu)件基本構(gòu)件都是圍繞著同一固定軸線(xiàn)回轉(zhuǎn)的輪系的類(lèi)型2——行星輪H——系桿1——中心輪3——中心輪根據(jù)輪系所具有的自由度不同，周轉(zhuǎn)輪系又可分為：差動(dòng)輪系和行星輪系輪系的類(lèi)型差動(dòng)輪系：F=2

計(jì)算圖b)所示機(jī)構(gòu)自由度,圖中齒輪3固定行星輪系：F=1

計(jì)算圖a)所示輪系自由度：根據(jù)基本構(gòu)件的特點(diǎn)，輪系可分為：

2K－H型，3K型，K-H-V型輪系的類(lèi)型2K-H型系桿H只起支撐行星輪使其與中心輪保持嚙合的作用，不作為輸出或輸入構(gòu)件輪系的類(lèi)型3K型復(fù)合輪系: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)雜輪系定軸輪系+周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系+周轉(zhuǎn)輪系輪系的類(lèi)型各周轉(zhuǎn)輪系相互獨(dú)立不共用一個(gè)系桿輪系系定軸軸輪輪系系周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪輪系系復(fù)合合輪輪系系定軸軸輪輪系系+周周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪輪系系周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪輪系系+周周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪輪系系行星星輪輪系系，，差差動(dòng)動(dòng)輪輪系系2K-H型型,3K型型,K-H-V型型小結(jié)結(jié)輪系系的的類(lèi)類(lèi)型型外嚙合內(nèi)嚙合齒輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的傳傳動(dòng)動(dòng)比比§9.2定定軸軸輪輪系系的的傳傳動(dòng)動(dòng)比比計(jì)計(jì)算算2ω1ω21pvp2ω2ω11轉(zhuǎn)向向相相反反轉(zhuǎn)向向相相同同輪系系的的傳傳動(dòng)動(dòng)比比傳動(dòng)動(dòng)比比的的大大小小輸入入、、輸輸出出軸軸的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向關(guān)關(guān)系系定軸軸輪輪系系的的傳傳動(dòng)動(dòng)比比計(jì)計(jì)算算一、、傳傳動(dòng)動(dòng)比比的的大大小小定軸軸輪輪系系的的傳傳動(dòng)動(dòng)比比計(jì)計(jì)算算1、平平面定定軸輪輪系（（各齒齒輪軸軸線(xiàn)相相互平平行））二、傳傳動(dòng)比比轉(zhuǎn)向向的確確定惰輪惰輪:不改變變傳動(dòng)動(dòng)比的的大小小，但但改變變輪系系的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向定軸輪輪系的的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)計(jì)算所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積2、定定軸輪輪系中中各輪輪幾何何軸線(xiàn)線(xiàn)不都都平行行，但但是輸輸入、、輸出出輪的的軸線(xiàn)線(xiàn)相互互平行行的情情況定軸輪輪系的的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)計(jì)算傳動(dòng)比比方向向表示示在傳動(dòng)動(dòng)比的的前面面加正正、負(fù)負(fù)號(hào)傳動(dòng)比比方向向判斷斷畫(huà)箭頭頭傳動(dòng)比比方向向判斷斷畫(huà)箭頭頭3、輸輸入、、輸出出輪的的軸線(xiàn)線(xiàn)不平平行的的情況況齒輪1的軸軸為輸入軸軸，蝸輪輪5的的軸為為輸出軸軸，輸出軸軸與輸入入軸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向關(guān)系系如圖上上箭頭所所示。定軸輪系系的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)算算傳動(dòng)比方方向表示示大?。海恨D(zhuǎn)向：：法2、輸輸入、、輸出出輪的的軸線(xiàn)線(xiàn)相互互平行行定軸輪輪系的的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)計(jì)算小結(jié)1、所所有齒齒輪軸軸線(xiàn)都都平行行的情情況畫(huà)箭頭頭方法法確定定，可可在傳傳動(dòng)比比大小小前加正或或負(fù)號(hào)號(hào)3、輸輸入、、輸出出齒輪輪的軸軸線(xiàn)不不平行行畫(huà)箭頭頭方法法確定定，且且不能在傳動(dòng)動(dòng)比大大小前前加正正或負(fù)負(fù)號(hào)用定軸輪輪系傳傳動(dòng)比比計(jì)算算公式式周轉(zhuǎn)輪輪系傳傳動(dòng)比比計(jì)算算?反轉(zhuǎn)法法原理理，將周周轉(zhuǎn)輪輪系轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為定軸軸輪系系§9.3周周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪系系的傳傳動(dòng)比比計(jì)算算周轉(zhuǎn)輪輪系的的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)計(jì)算一、周周轉(zhuǎn)輪輪系傳傳動(dòng)比比計(jì)算算的基基本思思路-wH周轉(zhuǎn)輪輪系的的轉(zhuǎn)化機(jī)機(jī)構(gòu)系桿機(jī)架周轉(zhuǎn)輪輪系定軸輪輪系可直接接用定定軸輪輪系傳傳動(dòng)比比的計(jì)計(jì)算公公式。。1ωω1將輪系系按－－ωH反轉(zhuǎn)后后，各各構(gòu)件件的角角速度度的變變化如如下:2ωω23ωω3HωωH構(gòu)件原原角角速度度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化后后的角角速度度ωH1＝ω1－ωHωH2＝ω2－ωHωH3＝ω3－ωHωHH＝ωH－ωH＝0反轉(zhuǎn)原理：：給周轉(zhuǎn)輪系系中的每一一個(gè)構(gòu)件都都加上一個(gè)個(gè)附加的公公共轉(zhuǎn)動(dòng)（（轉(zhuǎn)動(dòng)的角角速度為－ωH）后，不會(huì)會(huì)改變輪系系中各構(gòu)件件之間的相相對(duì)運(yùn)動(dòng)，，但原周周轉(zhuǎn)輪系將將轉(zhuǎn)化成為為一個(gè)假想想的定軸輪輪系，稱(chēng)為為周轉(zhuǎn)輪系的的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)構(gòu)。周轉(zhuǎn)輪系的的傳動(dòng)比計(jì)計(jì)算二、周轉(zhuǎn)輪輪系傳動(dòng)比比的計(jì)算方方法周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的的傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)輪系的的傳動(dòng)比計(jì)計(jì)算上式“－””說(shuō)明在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化輪系中中ωH1與ωH3方向相反。。一般周轉(zhuǎn)輪輪系轉(zhuǎn)化機(jī)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)動(dòng)比1、對(duì)于差差動(dòng)輪系，，給定w1、wk、wH中的任意兩兩個(gè)，可以以計(jì)算出第第三個(gè)，從從而可以計(jì)計(jì)算周轉(zhuǎn)輪輪系的傳動(dòng)動(dòng)比。周轉(zhuǎn)輪系的的傳動(dòng)比計(jì)計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系的的傳動(dòng)比計(jì)計(jì)算如果給定另另外兩個(gè)基基本構(gòu)件的的角速度w1、wH中的任意一一個(gè)，可以以計(jì)算出另另外一個(gè)，，從而可以以計(jì)算周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪系的傳傳動(dòng)比。2、對(duì)于行行星輪系，，兩個(gè)中心心輪中必有一個(gè)是是固定的若三、使用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化輪系傳傳動(dòng)比公式式時(shí)的注意意事項(xiàng)周轉(zhuǎn)輪系的的傳動(dòng)比計(jì)計(jì)算（需作矢量量作）1、轉(zhuǎn)化輪輪系的1輪輪、k輪和和系桿H的的軸線(xiàn)需平平行3、表達(dá)達(dá)式中w1、wk、wH的正負(fù)號(hào)號(hào)問(wèn)題。。若基本本構(gòu)件的的實(shí)際轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速方向向相反，，則w的正負(fù)號(hào)號(hào)應(yīng)該不不同。2、是是轉(zhuǎn)化機(jī)機(jī)構(gòu)中1為主動(dòng)動(dòng)輪、k為從動(dòng)動(dòng)輪時(shí)的的傳動(dòng)比比，其大大小和正正、負(fù)完完全按照照根據(jù)定定軸輪系系來(lái)處理理。周轉(zhuǎn)輪系系傳動(dòng)比比正負(fù)是是計(jì)算出出來(lái)的，，而不是是判斷出出來(lái)的。周轉(zhuǎn)輪系系的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)算算四、輪系系傳動(dòng)比比計(jì)算舉舉例例題1：已知試求傳動(dòng)比。當(dāng)系桿轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)10000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)，輪輪1才轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，，二者轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向相同同。此例說(shuō)明明周轉(zhuǎn)輪輪系可獲獲得很大大的傳動(dòng)動(dòng)比。周轉(zhuǎn)輪系系的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)算算例題題2：：z1=z2=48，，z2’’=18,z3=24，，n1=250r/min，，n3=100r/min，，方向向如如圖圖所所示示。。求求：nH的大大小小和和方方向向周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪輪系系的的傳傳動(dòng)動(dòng)比比計(jì)計(jì)算算周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪輪系系轉(zhuǎn)化化機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)：：假假想想的的定定軸軸輪輪系系計(jì)算算轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的傳傳動(dòng)動(dòng)比比計(jì)算算周周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪輪系系傳傳動(dòng)動(dòng)比比-wH周轉(zhuǎn)輪系系的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)算算小結(jié)§9.4復(fù)合合輪系的的傳動(dòng)比比計(jì)算-wH假想的定定軸輪系系周轉(zhuǎn)輪系系-wH1假想的定定軸輪系系新周轉(zhuǎn)輪輪系一、復(fù)合合輪系傳傳動(dòng)比的的計(jì)算方方法復(fù)合輪系系的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)算算在計(jì)算混混合輪系系傳動(dòng)比比時(shí)，既既不能將整整個(gè)輪系系作為定定軸輪系系來(lái)處理，，也不能對(duì)整整個(gè)機(jī)構(gòu)構(gòu)采用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)構(gòu)的辦法。。1、首先先將各個(gè)個(gè)基本輪輪系正確確地區(qū)分分開(kāi)來(lái)2、分別別列出計(jì)計(jì)算各基基本輪系系傳動(dòng)比比的方程程式。3、找出出各基本本輪系之之間的聯(lián)聯(lián)系。4、將各各基本輪輪系傳動(dòng)動(dòng)比方程程式聯(lián)立立求解，，即可求求得混合合輪系的的傳動(dòng)比比。行星輪系桿中心輪基本輪系系的劃分分復(fù)合輪系系的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)算算定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系1...行星輪系桿中心輪周轉(zhuǎn)輪系n周轉(zhuǎn)輪系1行星輪系桿中心輪二、復(fù)合合輪系傳傳動(dòng)比計(jì)計(jì)算舉例例復(fù)合輪系系的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)算算例題3：已知試求傳動(dòng)比。解：1、分析析輪系的的組成1、2———定定軸輪系系2'、3、4、H———周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪系2、分別別寫(xiě)出各各基本輪輪系的傳傳動(dòng)比定軸輪系系：周轉(zhuǎn)輪系系：3、兩個(gè)個(gè)輪系之之間的關(guān)關(guān)系4、聯(lián)立立求解二者轉(zhuǎn)向向相反二、復(fù)合合輪系傳傳動(dòng)比計(jì)計(jì)算舉例例復(fù)合輪系系的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)算算解：1、分析析輪系的的組成3'、4、5——定軸軸輪系1、2-2'、3、5（H））——周周轉(zhuǎn)輪系系2、分別別寫(xiě)出各各基本輪輪系的傳傳動(dòng)比定軸輪系系：周轉(zhuǎn)輪系系：例題4：電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器中，已知試求傳動(dòng)比。復(fù)合輪系系的傳動(dòng)動(dòng)比計(jì)算算3、兩個(gè)個(gè)輪系之之間的關(guān)關(guān)系4、聯(lián)立立求解齒輪1與與齒輪5的轉(zhuǎn)向向相同封閉式行行星輪系系：自自由度為為2的差動(dòng)輪輪系的兩兩個(gè)基本本構(gòu)件被被定軸輪輪系封閉閉起來(lái)，，組成的的自由度為為1的復(fù)合輪輪系§9.5輪輪系的功功用輪系的功功用一、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)大傳動(dòng)動(dòng)比輪系的傳傳動(dòng)比i可達(dá)10000。一對(duì)齒輪輪:i<812輪系的功功用二、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)相距較較遠(yuǎn)兩軸軸之間的的傳動(dòng)用齒輪1、2實(shí)實(shí)現(xiàn)，尺尺寸較大大。用齒輪a、b、、c和d組成的的輪系來(lái)傳動(dòng)，，可使結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊湊。三、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)變速和和換向輪系的功功用利用滑移移齒輪和和牙嵌離離合器便便可以獲獲得不同同的輸出出轉(zhuǎn)速汽車(chē)上常常用的三三軸四速速變速箱箱車(chē)床走刀刀絲杠三三星輪換換向機(jī)構(gòu)構(gòu)轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相同輪系的功功用四、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)分路傳傳動(dòng)輪系的功功用鐘表傳動(dòng)中中，由發(fā)條K驅(qū)動(dòng)齒輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，，通過(guò)齒輪輪1與2相相嚙合使分針M轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)；由齒輪1、2、3、4、5和6組成成的輪系可可使秒針S獲得得一種轉(zhuǎn)速速；由齒輪1、2、9、10、、11和12組成的的輪系可使使時(shí)針H獲得得另一一種轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速五、實(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)結(jié)構(gòu)緊緊湊且且重量量較小小的大大功率率傳動(dòng)動(dòng)輪系的的功用用渦輪螺螺旋槳槳發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)主減速速器由多個(gè)個(gè)行星星輪共共同承承擔(dān)載載荷六、實(shí)實(shí)現(xiàn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的合成成與分分解加法機(jī)構(gòu)減法機(jī)構(gòu)廣泛用用于機(jī)機(jī)床、、計(jì)算算裝置置、補(bǔ)補(bǔ)償調(diào)調(diào)整裝裝置中中兩個(gè)輸輸入，，一個(gè)個(gè)輸出出運(yùn)動(dòng)合合成輪系的的功用用差動(dòng)輪輪系F＝2一個(gè)輸輸入，，兩個(gè)個(gè)輸出出運(yùn)動(dòng)分分解汽車(chē)后后橋減減速器器示意意圖輪系的的功用用運(yùn)動(dòng)分分解七、實(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)復(fù)雜的的軌跡跡運(yùn)動(dòng)動(dòng)和剛剛體導(dǎo)導(dǎo)引行星攪攪拌器器輪系的的功用用輪系的的功用用行星的的半徑徑與內(nèi)內(nèi)齒輪輪的半半徑取取不同同的比比值時(shí)時(shí)，行行星輪輪上各各點(diǎn)的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌跡跡輪系的的功用用花鍵軸軸自動(dòng)動(dòng)車(chē)床床下料料機(jī)械械手小結(jié)實(shí)現(xiàn)大大傳動(dòng)動(dòng)比傳傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)相相距較較遠(yuǎn)兩兩軸之之間的的傳動(dòng)動(dòng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)變變速速與與換換向向傳傳動(dòng)動(dòng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)分分路路傳傳動(dòng)動(dòng)5實(shí)現(xiàn)現(xiàn)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)緊緊湊湊且且重重量量