机械设计基础第八章.ppt

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1、1 由一系列相互啮合的齿轮所由一系列相互啮合的齿轮所组成的传动系统组成的传动系统 轮系轮系2l轮系的功用和分类轮系的功用和分类l定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比l行星轮系的传动比行星轮系的传动比l减速器和无极变速器减速器和无极变速器38-1 轮系的功用和分类轮系的功用和分类l广泛应用于各种机械和仪器仪表中，广泛应用于各种机械和仪器仪表中，如钟表、减速器、增速器、变速器、如钟表、减速器、增速器、变速器、换向机构等。换向机构等。 456一、轮系的功用一、轮系的功用1. 实现较远距离的传动外廓尺寸小，外廓尺寸小，节省空间，节省空间，又可节省材料。又可节省材料。712结构大、小轮易坏结构大、小轮易坏i

2、12=102. 获得大传动比齿轮之间差别减小；齿轮之间差别减小；外廓尺寸小，外廓尺寸小，节省空间、材料。节省空间、材料。8l利用行星轮系可以由齿数相差很少的几个齿轮获得很大的传动比。 如图仅用二对齿轮，其传动比可达10000。91转向相反转向相反转向相同转向相同3. 改变从动轴的转向104. 实现多种传动比移动双联齿轮移动双联齿轮使不同使不同齿数的齿轮进入啮合齿数的齿轮进入啮合可改变输出轴的转速可改变输出轴的转速1 A331254B5A当输入轴当输入轴1的转速一定时，的转速一定时，分别操纵两个制动，输分别操纵两个制动，输出轴出轴B可得到不同的转速。可得到不同的转速。115. 实现分路传动利用轮

3、系可将输入轴的一种转速同时传到几根输出轴上，获得所需的各种转速。12钟表中的轮系钟表中的轮系分针分针(m)秒针秒针(s)时针时针(h)13l滚齿机：实现轮坯与滚刀范成运动。轴I的运动和动力经过锥齿轮1、2传给滚刀，经过齿轮3、4、5、6、7和蜗杆传动8、9传给轮坯。146. 6. 运动的合成和分解运动的合成和分解 运动的合成运动的合成 将两个独立的转动合成为一个转动。将两个独立的转动合成为一个转动。 运动的分解运动的分解 将一个转动分解成两个独立的转动。将一个转动分解成两个独立的转动。15二、轮系的分类二、轮系的分类 根据轮系在传动中各齿轮轴线的各齿轮轴线的位置是否固定位置是否固定，将轮系分类

4、。定轴轮系定轴轮系行星轮系行星轮系161. 定轴轮系定轴轮系l所有齿轮轴线位置都固定不动的轮系所有齿轮轴线位置都固定不动的轮系 （1 1）平面定轴轮系：）平面定轴轮系：由轴线互相平行的由轴线互相平行的圆柱齿轮组成；圆柱齿轮组成； （2 2）空间定轴轮系：）空间定轴轮系：包含相交轴锥齿轮、包含相交轴锥齿轮、交错轴蜗杆传动在内的定轴轮系。交错轴蜗杆传动在内的定轴轮系。17平面定轴轮系平面定轴轮系18空间定轴轮系空间定轴轮系192. 行星轮系行星轮系( (周转轮系）周转轮系）l至少有一个齿轮的轴线绕至少有一个齿轮的轴线绕另一齿轮的固定轴线转动另一齿轮的固定轴线转动的轮系。的轮系。 1 1、3-3-中

5、心轮中心轮( (太阳轮）太阳轮） 2- 2-行星轮行星轮 H- H-行星架行星架( (系杆，转臂系杆，转臂) )2021 差动轮系差动轮系： F=2 F=2，2 2个原动件个原动件 简单行星轮系简单行星轮系： F=1 F=1，1 1个原动件个原动件22l混合轮系混合轮系23248-2 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比l轮系传动比：主动轴与从轮系传动比：主动轴与从动轴的转速动轴的转速(或角速度或角速度)之比，之比，包括包括大小和方向大小和方向。l对于轴线平行的齿轮传动，对于轴线平行的齿轮传动，当主、从动轮当主、从动轮的转向相同时，传动比为正；两轮转向相的转向相同时，传动比为正；两轮转向相反时，传

6、动比为负。反时，传动比为负。lklkklnni25一对外啮合圆柱齿轮一对外啮合圆柱齿轮2112nni12zz26一对内啮合圆柱齿轮一对内啮合圆柱齿轮2112nni12zz27一对锥齿轮相互啮合一对锥齿轮相互啮合2112nni方向如图中箭头所示方向如图中箭头所示12zz28蜗杆蜗轮啮合蜗杆蜗轮啮合2112nni方向如图中箭头所示方向如图中箭头所示12zz29定轴轮系定轴轮系?4114nni30122112zznni233232zznni344334zznni22 nn31l(-1)2表示外啮合的次数表示外啮合的次数l齿轮齿轮3惰轮惰轮(过轮，中介轮）过轮，中介轮）32143224114) 1(z

7、zzzzznni433221343212nnnnnniii)()(342312zzzzzz32l首轮首轮(主动主动)1，末轮末轮(从动从动)k，外啮合次数外啮合次数m各级主动轮齿数的乘积各级从动轮齿数的乘积mkknni) 1(11l如果是空间定轴轮系如果是空间定轴轮系，(-1)m不再适用，需不再适用，需要在图中画箭头表示各轮转向。要在图中画箭头表示各轮转向。33例题例题1 1l图为一定轴轮系。图为一定轴轮系。z1=16，z2=33， z2=16， z3=60，z3=13，z4=19，z5=35，求传动比，求传动比i15。 主动轮：主动轮：1、2、3 从动轮：从动轮：2、3、5 惰惰 轮：轮：4

8、 外啮合次数：外啮合次数：3次次8 .20) 1(321532315zzzzzzi轮轮5与轮与轮1转向相反转向相反34例例2:2:汽车变速器汽车变速器l如图为某汽车变速箱，共有如图为某汽车变速箱，共有四档转速，四档转速，分别为输入分别为输入轴和输出轴，轴和输出轴，A为牙嵌离合为牙嵌离合器。齿轮器。齿轮1、2为常啮合齿轮，为常啮合齿轮，齿轮齿轮4和和6可沿滑键在轴可沿滑键在轴上上移动。第一档传动路线移动。第一档传动路线:1-2-5-6；第二档；第二档:1-2-3-4；第三；第三档由离合器直接将两轴相联，档由离合器直接将两轴相联，为直接档；第四档为直接档；第四档:1-2-7-8-6,为倒档。为倒档

9、。z1=20, z2=35, z3=28, z4=27, z5=18, z6=37, z7=14,求各档传动比求各档传动比35l第一档：第一档：i163.6l第二档：第二档：i141.7l第三档：第三档：i1l第四档：第四档：i164.636 例题例题3l图示为某高炮炮弹钟表引信的齿轮传动机构，z1=25, z1=8, z2=68, z2= z3=10, z3=50, z4=40, 主动轮z1每转过一齿需0.0077s，如需轮4转过330击发引信，试问击发一次， z1应转过多长时间？2341144123170z z zninz z z 14170330360250.007730 s37例题例题

10、4 4 一定轴轮系由圆柱齿轮、一定轴轮系由圆柱齿轮、锥齿轮和蜗杆蜗轮组成，锥齿轮和蜗杆蜗轮组成，已知各轮齿数已知各轮齿数z1=2, z2=50, z2=z3=20, z3=z4=40, 采用右旋蜗杆采用右旋蜗杆,若蜗杆若蜗杆1为主动轮，为主动轮，n1=1500r/min,求齿轮求齿轮4的的转速和转向。转速和转向。381003214324114zzzzzznnimin/151414rinn3940例题例题5l如图所示轮系中，已知单头蜗杆转向和如图所示轮系中，已知单头蜗杆转向和旋向旋向( 右旋右旋 )，z2=56，z2=50，z3=80，z4=30，z5=50，齿轮，齿轮2和齿轮和齿轮4同轴线。同

11、轴线。求求i15及齿轮及齿轮5的转向的转向413 24drr3 2422mzmzmz21023 24zzz42l首轮首轮1，末轮末轮k，外啮合次数外啮合次数ml如果是空间定轴轮系如果是空间定轴轮系，(-1)m不再适用，需不再适用，需要在图中画箭头表示各轮转向。要在图中画箭头表示各轮转向。各主动轮齿数的乘积各从动轮齿数的乘积mkknni) 1(11定轴轮系传动比定轴轮系传动比438-3 行星轮系的传动比行星轮系的传动比l由于行星轮系中行星轮由于行星轮系中行星轮的轴线位置不固定，行的轴线位置不固定，行星轮既自转又公转，是星轮既自转又公转，是一复合运动，其转速不一复合运动，其转速不是一个简单值，不能

12、直是一个简单值，不能直接计算轮系的传动比。接计算轮系的传动比。4445行星轮系的行星轮系的转化轮系转化轮系定轴轮系定轴轮系0332211HHHHHHHHHHnnnnnnnnnnnn46 差动轮系差动轮系 简单行星轮系简单行星轮系47转化轮系中轮转化轮系中轮1 1和和3 3的传动比的传动比HHHnni3113HHHnni3113HHnnnn3113zzHHnnn1Hnn11Hi1113zz注意：注意： i13 i13H i1313- z- z3 3 /z/z1 148推广至一般情况推广至一般情况间主动轮齿数的乘积至轮轮间从动轮齿数的乘积至轮轮k1k1) 1(11mHkHHknnnni间主动轮齿数

13、的乘积至轮轮间从动轮齿数的乘积至轮轮k1k1) 1(1111mHHHHkinnni差动轮系差动轮系 简单行星轮系简单行星轮系49注意的问题注意的问题（1）n1、nk、nH必须必须是轴线平行的相应构是轴线平行的相应构件的转速；件的转速；（2）各转速代入公式）各转速代入公式时，应带有本身的正时，应带有本身的正号或负号。号或负号。HkHHknnnni1150例题例题6 如图所示行星轮系，各轮如图所示行星轮系，各轮齿数为齿数为z1=40, z2=20，z3=80。试计算中心轮试计算中心轮1和系杆和系杆H的传动的传动比比i1H。l首先写出转化轮系的传动比HHHHnnnnni11131311HHnni21

14、3zz齿轮齿轮1和系杆同转向和系杆同转向51例题例题7 如图所示轮系中，如图所示轮系中， z1=100，z2=101，z2=100，z3=99。计算计算i iA1A152AAAAnnnnni111311000011001009910111Ann1000011nniAA系杆转系杆转10000圈，齿轮圈，齿轮1同向转同向转1圈圈四个齿轮的齿数相差不多，但可得到大的传动比四个齿轮的齿数相差不多，但可得到大的传动比10010099101) 1(21322zzzz53AAAAnnnnni11131100110010111Ann10011nniAA 系杆转系杆转100圈时，圈时， 齿轮齿轮1反向转反向转1

15、圈圈100101100100100101) 1(21322zzzz如果齿轮如果齿轮3的齿数由的齿数由99改为改为100只将轮只将轮3 3增加了一个齿，轮增加了一个齿，轮1 1就反就反向旋转。此例说明向旋转。此例说明行星轮系中输行星轮系中输出轴的转向，不仅与输入轴的转出轴的转向，不仅与输入轴的转向有关，并与各轮的齿数有关。向有关，并与各轮的齿数有关。且传动比发生巨大变化，这是行且传动比发生巨大变化，这是行星轮系与定轴轮系不同的地方。星轮系与定轴轮系不同的地方。54例题例题8 如图轮系中，如图轮系中， z1=z2=20, z3=60。（1）轮）轮3固定，求固定，求i1H （2）n1=1, n3=-

16、1, 求求nH 及及i1H （3）n1=1, n3=1, 求求nH 及及i1H HHHnnni113) 1 (Hnn11313zz411HHnni系杆和齿轮系杆和齿轮1转向相同转向相同轮轮1转转4圈，系杆圈，系杆H转转1圈圈55HHHnnnni3113HHnn11313zz （2）n1=1, n3=-1, 求求nH 及及i1H 21Hn轮轮1 1和系杆转向相反。轮和系杆转向相反。轮1 1逆时针转逆时针转1 1圈，轮圈，轮3 3顺时顺时针转针转1 1圈，则系杆顺时针转半圈。圈，则系杆顺时针转半圈。211HHnni56HHHnnnni3113HHnn113 （3）n1=1, n3=1, 求求nH 及及i1H 1Hn轮轮1 1和系杆转向相同，轮和系杆转向相同，轮1 1轮轮3 3各逆各逆时针转时针转1 1圈，则系杆逆时针转圈，则系杆逆时针转1 1圈。圈。11Hi特别强调：特别强调： i13 i13H 一是绝对运动、一是相对运动 i13- z z3 /z z157例题例题9如图所示的差动轮系如图所示的差动轮系中，各轮齿数分别为：中，各轮齿数分别为：z1=15，z2=25，z2=20，z3=60。