理學(xué)機械基礎(chǔ)輪系

某發(fā)動機傳動系統(tǒng)汽車差速器輪系：一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)第6章輪系基本要求:了解各類輪系的特點，學(xué)會判斷輪系類型熟練掌握各種輪系傳動比的計算方法掌握確定主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系了解輪系的功用§6-1輪系的類型§6-2定軸輪系及其傳動比§6-3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比§6-4復(fù)合輪系及其傳動比§6-5輪系的應(yīng)用§6-1輪系的類型1)定軸輪系:齒輪系傳動過程中，其各齒輪的軸線相對于機架的位置都是固定不變的。3213213′44′5平面定軸輪系空間定軸輪系2)周轉(zhuǎn)輪系：至少有一個齒輪的軸線運動O1O3321OHO23O121OHO2行星輪系差動輪系§6-2定軸輪系及其傳動比(a)傳動比的大小(b)傳動方向輪系的傳動比:輸入軸和輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比。

iab=

a/

b=na/nb確定首末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。122′33′44′5解：(b)方向的判斷：箭頭法例1：已知各齒輪的齒數(shù)，求輪系的傳動比。(一)平面定軸輪系傳動比的計算用“＋”“－”表示(a)傳動比大小=i12

i2′3

i3′4i4′512345678例2：已知各齒輪的齒數(shù)，求輪系的傳動比。(b)方向的判斷：箭頭法(二)空間定軸輪系傳動比的計算解：(a)傳動比大小=i12

i34

i56i78用“＋”“－”表示×(1→k從動輪齒數(shù)積)(1→k主動輪齒數(shù)積)結(jié)論(a)定軸輪系傳動比的大小(b)定軸輪系傳動比的方向1.若首末兩輪軸線平行，轉(zhuǎn)向相同取“+”號、轉(zhuǎn)向相同取“-”號或者用箭頭2.若首末兩輪軸線不平行只能用箭頭惰輪惰輪(過橋輪→既是主動輪又作從動輪)→其齒數(shù)對傳動比無影響作用:①控制轉(zhuǎn)向②中心距較大時可使機構(gòu)緊湊例3：已知各齒輪的齒數(shù)，求輪系的傳動比。(a)大小(b)方向m

→外嚙合次數(shù)解：

已知Z1=16,Z2=32,Z2′=20,Z3=40,Z3′=2(右)，Z4=40,若n1=800r/min,求蝸輪的轉(zhuǎn)速n4及各輪的轉(zhuǎn)向。例4:122′3′43②方向:

畫箭頭求輪系傳動比:

①大小:解:例5:

求i15和提升重物時手柄的轉(zhuǎn)動方向解:

1.行星輪:軸線位置變動,既作自轉(zhuǎn)又作公轉(zhuǎn)§6-3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比行星輪轉(zhuǎn)臂中心輪(一)周轉(zhuǎn)輪系的組成:

2.轉(zhuǎn)臂(行星架,系桿):支持行星輪作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)

3.中心輪(太陽輪):軸線位置固定

4.機架1.以中心輪和轉(zhuǎn)臂作輸入和輸出構(gòu)件→軸線重合

(否則不能傳動)注意事項:3.找基本(單一)周轉(zhuǎn)輪系的方法:

先找行星輪→找其轉(zhuǎn)臂(不一定是簡單的桿件)→

找與行星輪嚙合的中心輪(其軸線與轉(zhuǎn)臂的重合)2.基本周轉(zhuǎn)輪系含一個轉(zhuǎn)臂,若干個行星輪及中心輪(1～2)→要求原動件數(shù)=1分類:(按自由度分類)①差動輪系:②行星輪系:

F=2圖5-4.b(兩個中心輪均轉(zhuǎn)動)F=1圖5-5.c(只有一個中心輪轉(zhuǎn)動)O1圖5-4c.123OHHO2圖5-4.b321HOHO1O3O2→要求原動件數(shù)=2n=4PL=4PH=3F=1n=5PL=5PH=3F=2行星輪系差動輪系分類:按基本構(gòu)件分2K-H2K-H2K-H3KK-H-V●萬向聯(lián)軸節(jié)

→不能直接用定軸輪系的計算方法

→當(dāng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)速=nH,給整個輪系加上-nH的公共轉(zhuǎn)速→轉(zhuǎn)臂靜止→轉(zhuǎn)化輪系(假想的定軸輪系)(各構(gòu)件相對運動不變)圖5-4.d321HO2O1O3(二)周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算(基本～)

1.機構(gòu)反轉(zhuǎn)法(轉(zhuǎn)化機構(gòu))圖5-4.d321HO2O1O3

2.轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件的速度構(gòu)件原來的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化輪系中的轉(zhuǎn)速中心輪1n1n1H=n1-nH行星輪2n2n2H=n2-nH中心輪3n3n3H=n3-nH轉(zhuǎn)臂HnHnHH=nH-nH=0機架0-nH

轉(zhuǎn)化齒輪系的傳動比：

又因為在定軸輪系中有：故有：圖5-4.d321HO2O1O3注意:

1.求得iGKH,并確定其“＋”“－”號→再求其它2.iGKH≠iGK,iGK≠iKG,iGKH≠iKGH3.nG

、nH

、nK中，已知值應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向相同還是相反代入正負(fù)

號,未知值的轉(zhuǎn)向由計算結(jié)果判定。4.式(5-2)只適于G、K輪與轉(zhuǎn)臂H軸線平行時一般計算式:(5-2)正負(fù)號判定，可將轉(zhuǎn)臂H視為靜止，然后按定軸齒輪系判別主從動輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的方法確定。傳動比計算要點：

分清輪系注意符號掌握技巧例:5求nH與n1的關(guān)系=－Z3/Z1n1=nH(1+Z3/Z1)－n3

Z3/Z1注意n有符號n3=0n1=nH(1+Z3/Z1)差動輪系行星輪系設(shè)n1為正，n3為負(fù)解:例62.求nH:123Hn1Hn2Hn3H解:3.求n2:1.

假設(shè)各輪轉(zhuǎn)向(箭頭)已知:n1,Z1,Z2,Z3;求:nH,i1H,n2例7：已知齒數(shù)Z1=15,Z2=25,Z2′

=20,Z3=60。n1=200r/min,n3=50r/min,轉(zhuǎn)向見圖，求nH設(shè)n1為正，n3為負(fù)nH=－8.3r/minn=4,PL=4,PH=2差動輪系解:abcdH例8.已知:Za=100，Zb=99，Zc=101，Zd=100，求:iHa解:若為定軸輪系abcd例題9：已知齒數(shù)Z1=12,Z2=28,Z2’=14,Z3=54。求iSHn3=0手動鏈輪起重鏈輪行星輪行星輪系i1H=iSH=n1/nH=10轉(zhuǎn)臂中心輪解:例題10如圖所示。已知:z1=48,z2=48,z2’=18,

z3=24,n1=250r/min,n3=100r/min,

轉(zhuǎn)向如圖試求nH的大小和方向分析：輪系類型——錐齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機構(gòu)中各輪轉(zhuǎn)向用箭頭判斷解：122’3Hn1Hn2Hn3Hn1n3討論：是否可以將n1代為負(fù)，n3代為正？試算，分析結(jié)果。nH=-50r/min

?轉(zhuǎn)向同n1122'34H§6-4復(fù)合輪系及其傳動比1、復(fù)合齒輪系：既含有定軸齒輪系，又含有行星齒輪系，或者含有多個行星齒輪系的傳動。16452H3(1)(2)H'OH1232'4H

輪系的傳動比：輪系中首輪與末輪的角速度的比值傳動比的計算內(nèi)容包括：傳動比的大小和齒輪的轉(zhuǎn)向。判別：不能通過一次反轉(zhuǎn)得到一個定軸輪系2)分列方程3)聯(lián)立求解4)注意符號1)分清輪系2'34OH1232'4H2、復(fù)合輪系傳動比的計算方法分清輪系的組成→分別寫出各個輪系的傳動比→找出輪系之間的運動關(guān)系→聯(lián)立方程解。計算步驟：d、注意聯(lián)立求解時，各單一輪系的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。a、齒數(shù)比連乘積前的符號；b、已知轉(zhuǎn)速應(yīng)以代數(shù)量代入:即帶“+”或“-”；c、求出的轉(zhuǎn)速也帶有符號，“+”表示與假定的正方向相同，“-”表示與假定的正方向相反；注意：e、找基本周轉(zhuǎn)輪系:

先找行星輪→找其轉(zhuǎn)臂→找與行星輪嚙合的中心輪。定軸輪系:1-2i12=n1/n

2=-Z2/Z1=-

2補充方程:例10:求i1H:n

2’=n

2;n

4=0周轉(zhuǎn)輪系:2’－3－4－H例11:求周轉(zhuǎn)輪系1-2-3-H1:周轉(zhuǎn)輪系4-5-6-H2:nH1=n

4;n

6=n

3=0例12：已知:z1=50，z2=100，z3=z4=40,z4’=41,z5=39,求:i13

。解:1、分清輪系:3-4-4’-5,2(H)組成行星輪系;1-2組成兩定軸輪系。2、分列方程3、聯(lián)立求解

34’5214(a)(b)組合機床走刀機構(gòu)4'543H2n=n5,0=n補充方程：改變齒數(shù)可實現(xiàn)換向傳動！例13求i1H周轉(zhuǎn)輪系1-2-2’-3-H定軸輪系3’-4-5補充方程例14如圖所示的輪系中,已知z1=18,z2=36,z3=z4=z5=50,又知電機M的轉(zhuǎn)速nM=1500r/min,方向如圖,求n4大小及方向(方向標(biāo)出即可)。6-15如圖所示的輪系中,已知z1=z7=18,z2=z3=z4=z5=z6=z8=36,z9=50,z10=25,

又知n1=n10=100r/min,方向如圖所示,求n8的大小及方向。設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云z1z2z3例5：已知馬鈴薯挖掘中：z1＝z2＝z3

，求ω2，

ω3

上式表明輪3的絕對角速度為0，但相對角速度不為0。＝－1＝1ω3＝0ω2＝2ωHz1z3z3z1HH鐵鍬ωHωH模型驗證z2z2§6-5輪系的應(yīng)用1.實現(xiàn)多路輸出2.獲得較大的傳動比3.實現(xiàn)變速4.實現(xiàn)變向5.實現(xiàn)運動的合成6.實現(xiàn)運動的分解1實現(xiàn)大傳動比傳動一對齒輪傳動比一般不大于5~7大傳動比可用定軸輪系多級傳動實現(xiàn)，也可利用周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系實現(xiàn)啤酒大麥發(fā)酵池實例為了使攪拌器緩慢移動，以達(dá)到充分?jǐn)嚢璧哪康?，在電機到移動齒輪間采用了一個行星減速器，其傳動比高達(dá)702.252實現(xiàn)分路傳動利用定軸輪系，可以通過裝在主動軸上的若干齒輪分別將運動傳給多個運動部分，從而實現(xiàn)分路傳動滾齒機實例分兩路將運動分別傳給滾刀和輪坯鐘表時分秒針I(yè)IIVVIIII主軸IV3實現(xiàn)變速與換向傳動汽車齒輪變速箱IIIIVIIIabcH12汽車后橋差速器(牙包)abcH12abcH12abcH122.汽車直行:3.汽車右拐彎:1.組成據(jù)例5:nb=2nH-

na

即:na+nb

=2nH

∵na=

nb,∴na=

nb

=

nH.abllR左右

=

弧長/

半徑pd左naR

+

l=pd右nbR

-

l