機械原理輪系結構[共76頁]

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1、第第5 5章章 輪系輪系第第 5 章章 輪系機構輪系機構 主動輪主動輪 從動輪從動輪 一對圓柱齒輪，傳動比不大于一對圓柱齒輪，傳動比不大于57第第5 5章章 輪系輪系問題：問題：大傳動比傳動大傳動比傳動i = 12i = 60i = 720時針：時針：1圈圈分針：分針：12圈圈秒針：秒針：720圈圈12小時小時第第5 5章章 輪系輪系問題問題：變速、換向變速、換向 第第5 5章章 輪系輪系輪系：輪系：由一系列彼此嚙合的齒輪組成的傳動機構，由一系列彼此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。用于原動機和執(zhí)行機構之間的運動和動力傳遞。第第5 5章章 輪系輪系第第 5

2、章章 輪系機構輪系機構5.1 輪系分類及傳動比計算輪系分類及傳動比計算5.2 輪系的功能輪系的功能5.3 輪系的設計輪系的設計5.4 其它類型的行星傳動其它類型的行星傳動第第5 5章章 輪系輪系1212zzzz2112i 外嚙合外嚙合內嚙合內嚙合齒輪機構的傳動比齒輪機構的傳動比122112zzi第第5 5章章 輪系輪系輪系的傳動比：輪系的傳動比：outinioi 傳動比的大小傳動比的大小 輸入、輸出軸的轉向關系輸入、輸出軸的轉向關系5.1 輪系傳動比計算輪系傳動比計算 第第5 5章章 輪系輪系 根據(jù)輪系在運轉過程中，各齒輪的幾何軸線在空間根據(jù)輪系在運轉過程中，各齒輪的幾何軸線在空間的相對位置是

3、否變化，可以將輪系分為三大類：的相對位置是否變化，可以將輪系分為三大類：5.1.1 定軸輪系定軸輪系5.1.2 周轉輪系周轉輪系5.1.3 混合輪系混合輪系輪系的分類輪系的分類 第第5 5章章 輪系輪系5.1.1 定軸輪系：定軸輪系：輪系運轉過程中，所有齒輪軸線的幾輪系運轉過程中，所有齒輪軸線的幾何位置都相對機架固定不動何位置都相對機架固定不動平面定軸輪系平面定軸輪系空間定軸輪系空間定軸輪系輸入輸入輸出輸出輸出輸出第第5 5章章 輪系輪系4 3 2154325115zzzzzzzzi15515443322145433 212iiiii122112zzi455445344343 zzizzi 2

4、3323 2 zzi定軸輪系的傳動比計算定軸輪系的傳動比計算 第第5 5章章 輪系輪系主動輪齒數(shù)連乘積從動輪齒數(shù)連乘積kki11定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比 大?。捍笮。恨D向？轉向？4 3 2154325115zzzzzzzzi ？第第5 5章章 輪系輪系平面定軸輪系（各齒輪軸線相互平行）平面定軸輪系（各齒輪軸線相互平行）惰輪惰輪122112zzi 23323 2zzi455445344343zzizzi 3 215325115 zzzzzzi第第5 5章章 輪系輪系SK360普通車床普通車床走刀絲杠的三星輪換向機構走刀絲杠的三星輪換向機構12341234第第5 5章章 輪系輪系平面定軸輪

5、系（各齒輪軸線相互平行）平面定軸輪系（各齒輪軸線相互平行）惰輪惰輪122112zzi 23323 2zzi455445344343zzizzi 3 215325115 zzzzzzi第第5 5章章 輪系輪系定軸輪系中各輪幾何軸線不都平行，但是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輸入、輸出輪的軸線相互平行的情況 3 2143214 zzzzzzi傳動比方向判斷：畫箭頭傳動比方向判斷：畫箭頭 表示：在傳動比大小前加正負號表示：在傳動比大小前加正負號第第5 5章章 輪系輪系輸入、輸出輪的軸線不平行的情況輸入、輸出輪的軸線不平行的情況 3 2153215zzzzzzi傳

6、動比方向判斷傳動比方向判斷 表示表示畫箭頭畫箭頭第第5 5章章 輪系輪系定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比 主動齒輪齒數(shù)連乘積從動齒輪齒數(shù)連乘積kki11大?。捍笮。恨D向：轉向：m) 1(法（只適合所有齒輪軸線都平行的情況）法（只適合所有齒輪軸線都平行的情況）畫箭頭法（適合任何定軸輪系）畫箭頭法（適合任何定軸輪系）結果表示：結果表示：主動齒輪齒數(shù)連乘積從動齒輪齒數(shù)連乘積kki11（輸入、輸出軸平行）（輸入、輸出軸平行）圖中畫箭頭表示（其它情況）圖中畫箭頭表示（其它情況）第第5 5章章 輪系輪系5.1.2 周轉輪系周轉輪系: 在輪系運轉過程中，至少有一個齒輪軸線在輪系運轉過程中，至少有一個齒輪軸線

7、的幾何位置不固定，而是繞著其它定軸齒輪的軸線回轉的幾何位置不固定，而是繞著其它定軸齒輪的軸線回轉第第5 5章章 輪系輪系2 行星輪行星輪H 系桿（轉臂）系桿（轉臂）3 中心輪中心輪1 中心輪（太陽輪）中心輪（太陽輪）基本構件基本構件KKH第第5 5章章 輪系輪系差動輪系（差動輪系（F2）行星輪系（行星輪系（F1）中心輪是轉動，還是固定？中心輪是轉動，還是固定？第第5 5章章 輪系輪系雙排雙排2KH 型型3K 型型單排單排2KH 型型根據(jù)基本構件不同根據(jù)基本構件不同2KH 型型3K 型型第第5 5章章 輪系輪系周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比 定軸輪系定軸輪系周轉輪系周轉輪系? ?繞固定軸線轉動

8、的系桿繞固定軸線轉動的系桿第第5 5章章 輪系輪系 H- H周轉輪系的周轉輪系的轉化機構轉化機構周轉輪系周轉輪系 H - H=0假想定軸輪系假想定軸輪系第第5 5章章 輪系輪系2K-H型周轉輪型周轉輪系的轉化機構系的轉化機構第第5 5章章 輪系輪系2K-H型周轉輪系轉化機構的傳動比型周轉輪系轉化機構的傳動比133113zziHHHHHHHHi3131131313zziH第第5 5章章 輪系輪系11211nnHnHHnzzzzi一般周轉輪系轉化機構的傳動比一般周轉輪系轉化機構的傳動比各輪齒數(shù)已知，就可以確定各輪齒數(shù)已知，就可以確定 1、 n、 H之間的關系；之間的關系； 如果兩如果兩個已知，就可

9、以計算出第三個，進而可以計算周轉輪系的傳動比。個已知，就可以計算出第三個，進而可以計算周轉輪系的傳動比。2、表達式中、表達式中 1、 n、 H的正負號問題。若的正負號問題。若基本構件的基本構件的實際實際轉速方向相反，則轉速方向相反，則 的正負號應該不同。的正負號應該不同。1、 是轉化機構中齒輪是轉化機構中齒輪1為主動輪、齒輪為主動輪、齒輪n為從動輪時的傳動為從動輪時的傳動比，其大小和方向可以根據(jù)定軸輪系的方法來判斷；比，其大小和方向可以根據(jù)定軸輪系的方法來判斷；Hni1第第5 5章章 輪系輪系 2132313113zzzziHHHHH875. 124287018 例例1：z1=28，z2=18

10、， z2=24，z3=70求求： i1H875.101HH875. 2875. 1111HHi第第5 5章章 輪系輪系11211nnHnHHnzzzzi周轉輪系傳動比計算方法周轉輪系傳動比計算方法nni11周轉輪系周轉輪系轉化機構：假想的定軸輪系轉化機構：假想的定軸輪系計算轉化機構的傳動比計算轉化機構的傳動比計算周轉輪系傳動比計算周轉輪系傳動比- H上角標上角標 HHni1正負號問題正負號問題Hn 1ni1第第5 5章章 輪系輪系例例2：z1=z2=48，z2=18, z3=24， 1 1=250 rad=250 rad/s/s， 3 3= 100 = 100 radrad/s/s，方向如圖所

11、示。求，方向如圖所示。求： H 2H2313418482448第第5 5章章 輪系輪系5.1.3 混合輪系：混合輪系：由定軸輪系和周轉輪系、或幾部分周轉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輪系組成的復雜輪系定軸輪系定軸輪系周轉輪系周轉輪系周轉輪系周轉輪系I 周轉輪系周轉輪系II第第5 5章章 輪系輪系定軸輪系定軸輪系周轉輪系周轉輪系封閉差動輪系封閉差動輪系F = 2 差動輪系差動輪系封閉封閉F = 1 混合輪系混合輪系第第5 5章章 輪系輪系 混合輪系混合輪系周轉輪系周轉輪系I 周轉輪系周轉輪系II周轉輪系周轉輪系I 周轉輪系周轉輪系II? ?各周轉輪系相互獨立各周轉輪系相互獨

12、立不共用一個系桿不共用一個系桿第第5 5章章 輪系輪系混合輪系傳動比計算混合輪系傳動比計算 H? ?第第5 5章章 輪系輪系 23123113zzzziHHH 3545 34535 3zzzzzzi周轉輪系：周轉輪系：1、2（2）、）、3、5（H）定軸輪系：定軸輪系：3、4、5電動卷揚機減速器電動卷揚機減速器H5第第5 5章章 輪系輪系混合輪系傳動比的求解方法：混合輪系傳動比的求解方法：1. 將混合輪系分解為幾個基本輪系；將混合輪系分解為幾個基本輪系；2. 分別計算各基本輪系的傳動比；分別計算各基本輪系的傳動比；3. 尋找各基本輪系之間的關系；尋找各基本輪系之間的關系；4. 聯(lián)立求解。聯(lián)立求解

13、。行星輪行星輪系桿系桿中心輪中心輪周轉輪系周轉輪系定軸輪系定軸輪系第第5 5章章 輪系輪系例例3：z z1 1=20=20，z z2 2=30=30， z z22=20=20， z z3 3=40=40， z z4 4=45=45， z z44=44=44， z z5 5=81=81， z z6 6=80 =80 求求： i1612234456H32020403023123113zzzzi定軸定軸99. 045808144 104654665665zzzziHHHHHH01. 099. 0166HHi行星行星兩個輪系的關系兩個輪系的關系3H混合輪系的傳動比混合輪系的傳動比30001. 0336

14、116Hi第第5 5章章 輪系輪系5.3 輪系的功能輪系的功能5.3.1 實現(xiàn)分路傳動實現(xiàn)分路傳動 主主動動軸軸從動軸從動軸1從動軸從動軸2從動軸從動軸n主動軸主動軸498761235某航空發(fā)動機附加系統(tǒng)某航空發(fā)動機附加系統(tǒng)第第5 5章章 輪系輪系第第5 5章章 輪系輪系5.3.2 實現(xiàn)大傳動比實現(xiàn)大傳動比 ab定軸輪系定軸輪系第第5 5章章 輪系輪系第第5 5章章 輪系輪系第第5 5章章 輪系輪系5.3.3 實現(xiàn)變速和換向實現(xiàn)變速和換向 12雙聯(lián)滑移齒輪雙聯(lián)滑移齒輪1212III第第5 5章章 輪系輪系車床走刀絲杠的三星輪換向機構車床走刀絲杠的三星輪換向機構SK360普通車床普通車床第第5

15、5章章 輪系輪系國產(chǎn)紅旗轎車自動變速機構國產(chǎn)紅旗轎車自動變速機構第第5 5章章 輪系輪系第第5 5章章 輪系輪系第第5 5章章 輪系輪系第第5 5章章 輪系輪系第第5 5章章 輪系輪系第第5 5章章 輪系輪系第第5 5章章 輪系輪系5.3.4 在機構尺寸和重量較小的條件下，實現(xiàn)大功率傳動在機構尺寸和重量較小的條件下，實現(xiàn)大功率傳動 某渦輪螺旋槳發(fā)動機某渦輪螺旋槳發(fā)動機主減速器主減速器第第5 5章章 輪系輪系5.3.5 實現(xiàn)運動的合成與分解實現(xiàn)運動的合成與分解 11313zziH加法機構加法機構)(2131nnnH312nnnH減法機構減法機構廣泛用于機床、計算裝置、補償調整裝置中廣泛用于機床、

16、計算裝置、補償調整裝置中差動輪系差動輪系 F F2 2兩個輸入，一個輸出兩個輸入，一個輸出運動合成運動合成第第5 5章章 輪系輪系一個輸入，兩個輸出一個輸入，兩個輸出運動分解運動分解差速器差速器1355335zznnnniHHH)(2153nnnH211zznnH第第5 5章章 輪系輪系)(2153nnnH53nn Hnnn53汽車直行汽車直行)(2153nnnHLrLrnn53HHnrLrnnrLrn53汽車左轉汽車左轉第第5 5章章 輪系輪系5.3.6 實現(xiàn)執(zhí)行構件的復雜運動實現(xiàn)執(zhí)行構件的復雜運動 行星攪拌器行星攪拌器第第5 5章章 輪系輪系機械手機械手第第5 5章章 輪系輪系輪系功能小結

17、輪系功能小結實現(xiàn)分路傳動實現(xiàn)分路傳動大傳動比大傳動比變速、換向變速、換向大功率傳動大功率傳動運動的合成與分解運動的合成與分解執(zhí)行構件的復雜運動執(zhí)行構件的復雜運動 第第5 5章章 輪系輪系5.4 輪系的設計輪系的設計5.4.1 定軸輪系的設計定軸輪系的設計5.4.2 周轉輪系的設計周轉輪系的設計第第5 5章章 輪系輪系5.4.1 定軸輪系的設計定軸輪系的設計v 輪系類型的選擇輪系類型的選擇 關鍵點：關鍵點： （1 1）正確掌握各種齒輪機構的特點和應用場合；）正確掌握各種齒輪機構的特點和應用場合； （2 2）明確設計要求；）明確設計要求； （3 3）滿足要求的前提下機構越簡單越好。）滿足要求的前提

18、下機構越簡單越好。第第5 5章章 輪系輪系實例分析：滾齒機工作臺傳動系統(tǒng)實例分析：滾齒機工作臺傳動系統(tǒng)第第5 5章章 輪系輪系5.4.1 定軸輪系的設計定軸輪系的設計v 各輪齒數(shù)的確定：完成各級傳動比分配各輪齒數(shù)的確定：完成各級傳動比分配 原則：原則：（1 1）每級傳動比在常用范圍內；）每級傳動比在常用范圍內；（2 2）為了控制外廓尺寸和傳動性能，大傳動比可以通過多級）為了控制外廓尺寸和傳動性能，大傳動比可以通過多級 傳動實現(xiàn)；傳動實現(xiàn)；（3 3）減速傳動，前小后大，均勻變化；）減速傳動，前小后大，均勻變化；（4 4）傳動比分配要同時考慮潤滑、布局、結構尺寸等因素。）傳動比分配要同時考慮潤滑、

19、布局、結構尺寸等因素。第第5 5章章 輪系輪系例例：設計一個總傳動比為設計一個總傳動比為12的定軸輪系。的定軸輪系。第第5 5章章 輪系輪系5.4.1 定軸輪系的設計定軸輪系的設計v 定軸輪系布置方案的選擇：多方案比較選優(yōu)定軸輪系布置方案的選擇：多方案比較選優(yōu)第第5 5章章 輪系輪系5.4.2 周轉輪系的設計周轉輪系的設計v 輪系類型的選擇輪系類型的選擇 關鍵因素：傳動比、傳動效率、結構復雜程度、外廓尺寸、重量關鍵因素：傳動比、傳動效率、結構復雜程度、外廓尺寸、重量 （1 1）傳遞運動時，優(yōu)先考慮傳動比，兼顧其他因素；）傳遞運動時，優(yōu)先考慮傳動比，兼顧其他因素； （2 2）傳遞動力時，優(yōu)先考慮

20、效率，其次考慮傳動比等因素。）傳遞動力時，優(yōu)先考慮效率，其次考慮傳動比等因素。 第第5 5章章 輪系輪系5.4.2 周轉輪系的設計周轉輪系的設計v 各輪齒數(shù)的確定：各輪齒數(shù)的確定：傳動比條件傳動比條件同心條件同心條件裝配條件裝配條件鄰接條件鄰接條件第第5 5章章 輪系輪系 傳動比條件傳動比條件第第5 5章章 輪系輪系 同心條件同心條件第第5 5章章 輪系輪系 裝配條件裝配條件第第5 5章章 輪系輪系 鄰接條件鄰接條件第第5 5章章 輪系輪系例例：設計一個單排設計一個單排2KH負號機構行星輪系，中心輪負號機構行星輪系，中心輪1為輸入構件，系桿為輸出構件，傳動比為為輸入構件，系桿為輸出構件，傳動比

21、為7.33。第第5 5章章 輪系輪系5.4.2 周轉輪系的設計周轉輪系的設計v 均衡裝置設計均衡裝置設計基本構件浮動式基本構件浮動式采用彈性構件采用彈性構件杠桿聯(lián)動式杠桿聯(lián)動式第第5 5章章 輪系輪系5.5 其他類型的行星傳動其他類型的行星傳動5.5.1 漸開線少齒差行星傳動漸開線少齒差行星傳動第第5 5章章 輪系輪系5.5 其他類型的行星傳動其他類型的行星傳動5.5.2 擺線針輪行星傳動擺線針輪行星傳動第第5 5章章 輪系輪系5.5 其他類型的行星傳動其他類型的行星傳動5.5.3 諧波齒輪傳動諧波齒輪傳動第第5 5章章 輪系輪系本章重點小結本章重點小結一、輪系傳動比計算一、輪系傳動比計算定軸輪系是基礎，重點掌握轉向判斷；定軸輪系是基礎，重點掌握轉向判斷；周轉輪系傳動比計算難點：轉化機構周轉輪系傳動比計算難點：轉化機構混合輪系傳動比計算關鍵：基本輪系的劃分混合輪系傳動比計算關鍵：基本輪系的劃分二、比較連桿機構、凸輪機構和齒輪機構，掌握輪系二、比較連桿機構、凸輪機構和齒輪機構，掌握輪系 機構的優(yōu)缺點和應用場合。機構的優(yōu)缺點和應用場合。第第5 5章章 輪系輪系