機械基礎(chǔ) 教學(xué)最好的PPT 第六章-輪系 (公開課)

第六章輪系本章主要內(nèi)容及教學(xué)目的◆齒輪系及其分類◆定軸輪系的傳動比的計算◆周轉(zhuǎn)輪系的傳動比的計算◆復(fù)合輪系傳動比的計算

◆了解輪系的組成和分類；◆掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、復(fù)合輪系傳動比的計算方法；

本章重點：周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算主要內(nèi)容教學(xué)目的§6—1輪系及其分類

輪系：用一系列互相嚙合的齒輪將主動軸和從動軸連接起來，這種多齒輪的傳動裝置稱為輪系。

輪系定軸輪系（普通輪系）

周轉(zhuǎn)輪系

復(fù)合輪系

定+周

周+周

§6—1輪系及其分類

（續(xù)）一、定軸輪系及圖例

定義：指各齒輪軸線的位置都相對機架固定不動的齒輪傳動系統(tǒng)。（導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置）§6—1輪系及其分類

（續(xù)）二、周轉(zhuǎn)輪系及圖例定義：至少有一個齒輪的軸線（位置不固定）繞另一齒輪的軸線轉(zhuǎn)動的齒輪傳動系統(tǒng)?！?—1輪系及其分類

（續(xù)）復(fù)合輪系：既含有定軸輪系又含有周轉(zhuǎn)輪系，或包含有幾個基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系。三、復(fù)合輪系（混合輪系）§6—2

定軸輪系及其傳動比的計算一、傳動比大小的計算結(jié)論二、首未輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定§6—2

定軸輪系及其傳動比的計算（續(xù)）1、在首未輪的軸線相互平行時，當(dāng)兩輪轉(zhuǎn)向相同時，在其傳動比前加注“+”來表示；而當(dāng)兩者轉(zhuǎn)向相反時，在其傳動比前加注“－”來表示，2、首末兩軸不平行

方向用箭頭表示

在運動簡圖上用箭頭標(biāo)明兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。傳動比的大小計算：§6—2

定軸輪系及其傳動比的計算（續(xù)）三、惰輪（過橋齒輪）惰輪：

不改變傳動比的大小，但改變輪系的轉(zhuǎn)向

§6—2

定軸輪系及其傳動比的計算（續(xù)）四、定軸輪系傳動比計算示例如圖所示：Z1=20,Z2=40,Z2’=30,Z3=80,Z3’=30,Z4=20,Z5=15,W1=300rad/s,求W5的大小和方向。解：根據(jù)定軸輪系傳動比的計算公式可知：將齒數(shù)代入上式，即結(jié)論：齒輪5的大小為112.5rad/s，方向與齒輪1相反§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比的計算一、周轉(zhuǎn)輪系的組成

如圖所示，黃色齒輪既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)稱為行星輪；綠色和白色齒輪和齒輪的幾何軸線的位置固定不動稱為太陽輪，它們分別與行星輪相嚙合；支持行星輪作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的構(gòu)件稱為行星架或系桿。行星輪、太陽輪、行星架以及機架組成周轉(zhuǎn)輪系。一個基本周轉(zhuǎn)輪系中，行星輪可有多個，太陽輪的數(shù)量不多于兩個，行星架只能有一個。行星輪：周轉(zhuǎn)輪系中軸線不固定的齒輪。中心輪（太陽輪）：軸線固定并與主軸線重合的齒輪。系桿（行星架）：周轉(zhuǎn)輪系中支撐行星輪的構(gòu)件。機架：§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比的計算（續(xù)）二、周轉(zhuǎn)輪系的分類根據(jù)其自由度的數(shù)目分：差動輪系：自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系。行星輪系：自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系?！?—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比的計算（續(xù)）三、周轉(zhuǎn)傳動比的計算原輪系轉(zhuǎn)化輪系基本思路：

設(shè)法使系桿H固定不動，將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系。周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)（轉(zhuǎn)化輪系）：

指給整個周轉(zhuǎn)輪系加上一個“-wH”的公共角速度，使系桿H變?yōu)橄鄬潭ê?，所得到的假想的定軸輪系。（“相對速度法”或“反轉(zhuǎn)法”）§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比的計算（續(xù)）示例：周轉(zhuǎn)輪系加上一公共角速度“-wH”后，各構(gòu)件的角速度：轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比i13H

可按定軸輪系傳動比的方法求得：一般的計算公式：§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比的計算（續(xù)）注意事項：1、上式只適用于轉(zhuǎn)化輪系首末兩輪軸線平行的情況。2、齒數(shù)比之前要加“+”號或“–”號來表示各對齒輪之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系。3、將ω1、ωn、ωH

的數(shù)值代入上式時，必須同時帶“±”號。

§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比的計算（續(xù)）四、小結(jié)①在周轉(zhuǎn)輪系各輪齒數(shù)已知的條件下，如果給定w1、wn和wH中的兩個，第三個就可以由上式求出。②對于行星輪系，有一個中心輪的轉(zhuǎn)速為零，這時在另一中心輪和系桿的角速度中，只要再給定一個，其運動便是確定的了，利用上式便求出該輪系的傳動比為：§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比的計算（續(xù)）五、周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算示例例1：在圖示的輪系中，設(shè)z1=z2=30,z3=90,試求在同一時間內(nèi)當(dāng)構(gòu)件1和3的轉(zhuǎn)數(shù)分別為n1=1,n3=-1(設(shè)逆時針為正)時，nH及i1H的值。解：此輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比為：（負(fù)號表明二者的轉(zhuǎn)向相反）§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比的計算（續(xù)）例2:在圖示的周轉(zhuǎn)輪系中，設(shè)已知z1=100,z2=101,z2’=100,試求傳動比iH1。解：輪3為固定輪(即n3=0)該輪系為行星輪系，其傳動比：

當(dāng)系桿（行星架）轉(zhuǎn)10000轉(zhuǎn)時，輪1轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向與系桿的轉(zhuǎn)向相同。例2（續(xù)）:在圖示的周轉(zhuǎn)輪系中，設(shè)已知z1=100,z2=101,z2’=100,試求傳動比iH1?！?—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比的計算（續(xù)）若將z3由99改為100，則當(dāng)系桿轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)時，輪1反向轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。注意：行星輪系中從動輪的轉(zhuǎn)向不僅與主動輪的轉(zhuǎn)向有關(guān)，而且與輪系中各輪的齒數(shù)有關(guān)?！?—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動比的計算在計算混合輪系傳動比時，既不能將整個輪系作為定軸輪系來處理，也不能對整個機構(gòu)采用轉(zhuǎn)化機構(gòu)的辦法。復(fù)合（混合）輪系：既含有定軸輪系又含有周轉(zhuǎn)輪系，或包含有幾個基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系。一、基本概念及計算方法§6—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動比的計算（續(xù)）關(guān)鍵是先要把其中的周轉(zhuǎn)輪系部分劃分出來首先找出行星輪，然后找出系桿，以及與行星輪相嚙合的所有中心輪。每一系桿，連同系桿上的行星輪和與行星輪相嚙合的中心輪就組成一個周轉(zhuǎn)輪系在將周轉(zhuǎn)輪系一一找出之后，剩下的便是定軸輪系部分。復(fù)合輪系傳動比計算的一般步驟：周轉(zhuǎn)輪系的找法：1.正確劃分輪系中的定軸輪系部分和周轉(zhuǎn)輪系。3.將各傳動比關(guān)系式聯(lián)立求解。2.分別計算各輪系的傳動比?！?—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動比的計算（續(xù)）1）劃分輪系：b.

由齒輪2

’、3、4及系桿H所組成的周轉(zhuǎn)輪系部分。2）計算各輪系傳動比a.

定軸輪系部分例1:如圖所示的輪系中，設(shè)已知各輪齒數(shù)，試求其傳動比。解：a.

由齒輪1、2組成定軸輪系部分；§6—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動比的計算（續(xù)）輪系的傳動比b.

周轉(zhuǎn)輪系部分3）將（1）、（2）聯(lián)立求解：§6—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動比的計算（續(xù)）例2：圖示為一電動卷揚機的減速器運動簡圖,已知各輪齒數(shù),試求:傳動比i15a）雙聯(lián)行星輪2-2’，中心輪1、3，和系桿H（齒輪5）組成一個差動輪系；解：

1）輪系劃分b）齒輪3’、4、5組成定軸輪系a）差動輪系部分：2）計算各輪系傳動比§6—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動比的計算（續(xù)）b）定軸輪系部分3）聯(lián)立(1)、(2)求解一、實現(xiàn)分路傳動：§6—5

輪系的應(yīng)用

利用輪系可以使一個主動軸帶動若干個從動軸同時旋轉(zhuǎn)，并獲得不同的轉(zhuǎn)速。（機械式鐘表）（某航空發(fā)動機附件傳動系統(tǒng)圖）二、獲得較大的傳動比§6—5

輪系的應(yīng)用（續(xù)）

采用周轉(zhuǎn)輪系，可以在使用很少的齒輪并且也很緊湊的條件下，得到很大的傳動比?！?—5

輪系的應(yīng)用（續(xù)）三、實現(xiàn)變速傳動在主軸轉(zhuǎn)速不變的條件下，利用輪系可使從動軸得到若干種轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)變速傳動?！?—5

輪系的應(yīng)用（續(xù)）四、實現(xiàn)換向傳動

在主軸轉(zhuǎn)向不變的條件下，可以改變從動軸的轉(zhuǎn)向。（車床走刀絲杠的三星轉(zhuǎn)向機構(gòu)）§6—5

輪系的應(yīng)用（續(xù)）五、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動在周轉(zhuǎn)輪系中，多采用多個行星輪的結(jié)構(gòu)形式，各行星輪均勻地分布在中心輪四周，如圖所示。這樣，載荷由多對齒輪承受，可大大提高承載能力；又因多個行星輪均勻分布，可大大改善受力狀況此外，采用內(nèi)嚙合又有效地利用了空間，加之其輸入軸與輸出軸共線，可減小徑向尺寸。因此可在結(jié)構(gòu)緊湊的條件下，實現(xiàn)大功率傳動。§6—5

輪系的應(yīng)用（續(xù)