第九章 輪系_第1頁
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1、第九章 輪系,,一對齒輪傳動的傳動比是5—7,輪系:由一系列互相嚙合的齒輪組成的傳動機構,用于原動機和執(zhí)行機構之間的運動和動力傳遞。,第九章 輪系,輪系的類型定軸輪系的傳動比計算周轉輪系的傳動比計算復合輪系的傳動比計算輪系的功用其他行星傳動簡介,,,根據(jù)輪系在運轉時各齒輪的幾何軸線在空間的相對位置是否固定,可以將輪系分為三大類:,定軸輪系周轉輪系復合輪系,§9.1 輪系的類型,定軸輪系:當輪系運轉時,所有齒輪

2、的幾何軸線相對于機架的位置均固定不變,,輪系的類型,,周轉輪系: 當輪系運轉時,至少有一個齒輪的幾何軸線相對于基架的位置不固定,而是繞某一固定軸線回轉,輪系的類型,基本構件都是圍繞著同一固定軸線回轉的,輪系的類型,,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,周轉輪系又可分為:差動輪系和行星輪系,輪系的類型,,差動輪系:F=2,,計算圖b)所示機構自由度,圖中齒輪3固定,行星輪系:F=1

3、,計算圖a)所示輪系自由度:,根據(jù)基本構件的特點,輪系可分為: 2K-H 型,3K型, K-H-V型,輪系的類型,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件,輪系的類型,,3K型,復合輪系:由定軸輪系和周轉輪系、或幾部分周轉輪系組成的復雜輪系,定軸輪系 +,周轉輪系,周轉輪系 + 周轉輪系,輪系的類型,,各周轉輪系相互獨立不共用一個系桿,輪系,,定軸輪系,周轉輪系,復合輪系,,定軸輪系+周轉輪

4、系,,周轉輪系+周轉輪系,,行星輪系,差動輪系,2K-H型,3K型,K-H-V型,小結,輪系的類型,齒輪機構的傳動比,§9.2 定軸輪系的傳動比計算,,,轉向相反,轉向相同,輪系的傳動比,傳動比的大小 輸入、輸出軸的轉向關系,定軸輪系的傳動比計算,,一、傳動比的大小,定軸輪系的傳動比計算,,,,,,,,,,,1、平面定軸輪系(各齒輪軸線相互平行),二、傳動比轉向的確定,惰輪,,惰輪:不改變傳動比的大小,但改變輪系的轉向,定

5、軸輪系的傳動比計算,,,,,,,,,,,,,2、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,定軸輪系的傳動比計算,,傳動比方向表示,在傳動比的前面加正、負號,,傳動比方向判斷,畫箭頭,,傳動比方向判斷,畫箭頭,3、輸入、輸出輪的軸線不平行的情況,齒輪1的軸為輸入軸,蝸輪5的軸為輸出軸,輸出軸與輸入軸的轉向關系如圖上箭頭所示。,定軸輪系的傳動比計算,,,傳動比方向表示,,大?。?轉向:,法,2、輸入、輸出輪的軸線

6、相互平行,定軸輪系的傳動比計算,小結,1、所有齒輪軸線都平行的情況,畫箭頭方法確定,可在傳動比大小前加正或負號,3、輸入、輸出齒輪的軸線不平行,畫箭頭方法確定,且不能在傳動比大小前加正或負號,用,定軸輪系傳動比計算公式,周轉輪系傳動比計算,,?,反轉法原理,將周轉輪系轉化為定軸輪系,§9.3 周轉輪系的傳動比計算,周轉輪系的傳動比計算,一、周轉輪系傳動比計算的基本思路,,,,,-w H,,周轉輪系的轉化機構,系桿?機架 周

7、轉輪系?定軸輪系,可直接用定軸輪系傳動比的計算公式。,1 ω1,將輪系按-ωH反轉后,各構件的角速度的變化如下:,2 ω2,3 ω3,H ωH,構件 原角速度 轉化后的角速度,ωH1=ω1-ωH,ωH2=ω2-ωH,ωH3=ω3-ωH,ωHH=ωH-ωH=0,反轉原理:給周轉輪系中的每一個構件都加上一個附加的公共轉動(轉動的角速度為-ωH)后,不會改

8、變輪系中各構件之間的相對運動, 但原周轉輪系將轉化成為一個假想的定軸輪系,稱為周轉輪系的轉化機構。,周轉輪系的傳動比計算,,,,,,,,,,,,二、周轉輪系傳動比的計算方法,,周轉輪系轉化機構的傳動比,周轉輪系的傳動比計算,上式“-”說明在轉化輪系中ωH1 與ωH3 方向相反。,一般周轉輪系轉化機構的傳動比,1、對于差動輪系,給定w1、wk、wH中的任意兩個,可以計算出第三個,從而可以計算周轉輪系的傳動比。,周轉輪系的傳動比計算,周轉輪

9、系的傳動比計算,如果給定另外兩個基本構件的角速度w1、wH中的任意一個,可以計算出另外一個,從而可以計算周轉輪系的傳動比。,2、對于行星輪系,兩個中心輪中必有一個是固定的,若,三、使用轉化輪系傳動比公式時的注意事項,周轉輪系的傳動比計算,(需作矢量作),1、轉化輪系的1輪、k輪和系桿H的軸線需平行,,3、表達式中 w1、wk、wH的正負號問題。若基本構件的實際轉速方向相反,則 w 的正負號應該不同。,2、 是轉化機構中1為主動輪、

10、k為從動輪時的傳動比,其大小和正、負完全按照根據(jù)定軸輪系來處理。周轉輪系傳動比正負是計算出來的,而不是判斷出來的。,周轉輪系的傳動比計算,四、輪系傳動比計算舉例,,,例題1:已知 試求傳動比。,,當系桿轉10000轉時,輪1才轉1轉,二者轉向相同。此例說明周轉輪系可獲得很大的傳動比。,周轉輪系的傳動比計算,,,,,,,,例題2:z1=z2=48,z2’=18, z3=24,n1=250 r/min,

11、n3= 100 r/min,方向如圖所示。求: nH 的大小和方向,,周轉輪系的傳動比計算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,周轉輪系,轉化機構:假想的定軸輪系,,計算轉化機構的傳動比,計算周轉輪系傳動比,- w H,,周轉輪系的傳動比計算,小結,,,,,§9.4 復合輪系的傳動比計算,,,,,- w H,假想的定軸輪系,周轉輪系,- w H1,,,假想的定軸輪系,新周轉輪系,一、復合輪系傳動比的計算方法,復合輪系的傳

12、動比計算,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,也不能對整個機構采用轉化機構的辦法。,1、首先將各個基本輪系正確地區(qū)分開來,2、分別列出計算各基本輪系傳動比的方程式。,3、找出各基本輪系之間的聯(lián)系。,4、將各基本輪系傳動比方程式聯(lián)立求解,即可求得混合輪系的傳動比。,,行星輪,系桿,,中心輪,基本輪系的劃分,復合輪系的傳動比計算,,,,...,,,二、復合輪系傳動比計算舉例,復合輪系的傳動比計算,例題3:已知

13、 試求傳動比 。,,解:1、分析輪系的組成,1、2 ——定軸輪系,2' 、3、4、H——周轉輪系,2、分別寫出各基本輪系的傳動比,定軸輪系 :,周轉輪系 :,3、兩個輪系之間的關系,4、聯(lián)立求解,,,,,二者轉向相反,,二、復合輪系傳動比計算舉例,復合輪系的傳動比計算,,解:1、分析輪系的組成,3'、4、5 ——定軸輪系,1、2-2'、3、5(H)——周轉輪系

14、,2、分別寫出各基本輪系的傳動比,定軸輪系 :,周轉輪系 :,,,例題4:電動卷揚機減速器中,已知 試求傳動比 。,,復合輪系的傳動比計算,3、兩個輪系之間的關系,4、聯(lián)立求解,齒輪1與齒輪5的轉向相同,封閉式行星輪系: 自由度為2的差動輪系的兩個基本構件被定軸輪系封閉起來,組成的自由度為1的復合輪系,§9.5 輪系

15、的功用,輪系的功用,一、實現(xiàn)大傳動比,輪系的傳動比i可達10000。,一對齒輪: i<8,輪系的功用,二、實現(xiàn)相距較遠兩軸之間的傳動,用齒輪1、2實現(xiàn),尺寸較大。,,用齒輪a、b、c和d組成的輪系來傳動,可使結構緊湊。,三、實現(xiàn)變速和換向,輪系的功用,,利用滑移齒輪和牙嵌離合器便可以獲得不同的輸出轉速,汽車上常用的三軸四速變速箱,,車床走刀絲杠三星輪換向機構,,,,,,,,,,,,,,,,,,,輪系的功用,四、實現(xiàn)分路傳動,輪系的

16、功用,,鐘表傳動中,由發(fā)條K驅(qū)動齒輪1轉動時,通過齒輪1與2相嚙合使分針M轉動;由齒輪1、2、3、4、5和6組成的輪系可使秒針S獲得一種轉速;由齒輪1、2、9、10、11和12組成的輪系可使時針H獲得另一種轉速,五、實現(xiàn)結構緊湊且重量較小的大功率傳動,輪系的功用,渦輪螺旋槳發(fā)動機主減速器,,,由多個行星輪共同承擔載荷,六、實現(xiàn)運動的合成與分解,加法機構,減法機構,廣泛用于機床、計算裝置、補償調(diào)整裝置中,兩個輸入,一個輸出,運動合成,,

17、輪系的功用,,差動輪系 F=2,一個輸入,兩個輸出,運動分解,,,,汽車后橋減速器示意圖,輪系的功用,運動分解,七、實現(xiàn)復雜的軌跡運動和剛體導引,行星攪拌器,輪系的功用,,輪系的功用,行星的半徑與內(nèi)齒輪的半徑取不同的比值時,行星輪上各點的運動軌跡,,輪系的功用,,,花鍵軸自動車床下料機械手,小結,實現(xiàn)大傳動比傳動實現(xiàn)相距較遠兩軸之間的傳動實現(xiàn)變速與換向傳動實現(xiàn)分路傳動5實現(xiàn)結構緊湊且重量較小的大功率傳動實現(xiàn)運動的合成與分解

18、實現(xiàn)復雜的軌跡運動和剛體導引,輪系的功用,§9.6 其它行星傳動簡介,一、漸開線少齒差行星傳動,由固定的內(nèi)齒輪1、行星輪2、系桿H、等角速比機構3以及軸組成,輸出機構V,輸出機構示意圖,其他行星傳動簡介,由平行四邊形機構和齒輪機構組成。,,,,三環(huán)傳動沒有專門的輸出機構,因而具有結構簡單、緊湊的優(yōu)點。,其他行星傳動簡介,三環(huán)傳動—一種特殊的漸開線少齒差行星傳動,,,二、擺線針輪傳動,其他行星傳動簡介,組成:1為針輪,2為擺線

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