機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)輪系解析PPT教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)輪系解析機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)輪系解析8.1輪系的類型齒輪系：由一系列齒輪組成的傳動(dòng)稱為齒輪系第1頁/共39頁8.1輪系的類型（1）定軸輪系1223445定軸輪系：當(dāng)齒輪系轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其中各齒輪的軸線相對于機(jī)架的位置都是固定不動(dòng)的。分類：第2頁/共39頁8.1輪系的類型（2）周轉(zhuǎn)輪系12HH3123第3頁/共39頁8.1輪系的類型討論：針對各種輪系模型，討論應(yīng)用場合。 第4頁/共39頁8.2定軸輪系及其傳動(dòng)比一對齒輪的傳動(dòng)比“”號(hào)表示內(nèi)嚙合,兩輪轉(zhuǎn)向相同，“”號(hào)表示外嚙合,兩輪轉(zhuǎn)向相反。*對于平面齒輪：12zzi12=1122nn輪系中，首末兩齒輪的角速度之比稱為該輪系的傳動(dòng)比。第5頁/

2、共39頁8.2定軸輪系及其傳動(dòng)比圖示的定軸輪系中，為第一主動(dòng)軸，為最末從動(dòng)軸。輪系中各傳動(dòng)比的關(guān)系：1211221212,nzzinnnzz 322122 332132323,znzzzinnnnzzzz3334123 4431434234,nzzzzzinnnnzzzzz 5344124455415452345,zznzzzzinnnnzzzzzz 2233(,)nn nn第6頁/共39頁8.2定軸輪系及其傳動(dòng)比輪系的傳動(dòng)比為：351124155512343234523512 2 3 3 4 451 2341 23( 1)zznzzinzzzzz z z zz z zi i i iz z z

3、 zz z z 定軸輪系的傳動(dòng)比等于組成輪系的各對嚙合齒輪傳動(dòng)比的連乘積，也等于各對齒輪傳動(dòng)中的從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積與主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積之比；而首末兩輪轉(zhuǎn)向之相同或相反（傳動(dòng)比的正負(fù)）則取決于外嚙合的次數(shù)。傳動(dòng)比的正負(fù)號(hào)，還可在圖上根據(jù)內(nèi)嚙合（轉(zhuǎn)向相同）、外嚙合（轉(zhuǎn)向相反）的關(guān)系，一次畫上箭頭來確定。第7頁/共39頁8.2定軸輪系及其傳動(dòng)比推廣到一般情況：設(shè)1、N為定軸輪系的第一主動(dòng)輪和最末從動(dòng)輪，m為外嚙合次數(shù)。111mNNnin 所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積如果定軸輪系中有圓錐齒輪、交錯(cuò)軸斜齒輪或蝸輪蝸桿等空間齒輪，其傳動(dòng)比大小仍可用上式計(jì)算，在圖上用箭頭表示各齒輪的轉(zhuǎn)向。第8頁/共

4、39頁8.2定軸輪系及其傳動(dòng)比例：圖中所示的輪系中，122316,32,20,40,zzzz342(),40zz 右旋,若n1=800r/min，求蝸輪的轉(zhuǎn)速n4及各輪的轉(zhuǎn)向。234114412332 40 408016 20 2z z zninz z z 1414180010 /min80nnri第9頁/共39頁8.3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比一、周轉(zhuǎn)輪系的組成2行星輪H轉(zhuǎn)臂（系桿）1，3中心輪（太陽輪）每個(gè)單一的周轉(zhuǎn)輪系具有一個(gè)系桿，中心輪的數(shù)目不超過二個(gè)。系桿和兩個(gè)中心輪的幾何軸線必需重合，否則不能轉(zhuǎn)動(dòng)。差動(dòng)輪系兩個(gè)原動(dòng)件行星輪系一個(gè)原動(dòng)件第10頁/共39頁8.3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比二、周轉(zhuǎn)輪系傳

5、動(dòng)比的計(jì)算轉(zhuǎn)化輪系（加公共轉(zhuǎn)速-nH)11HHnnn22HHnnn33HHnnn0HHHHnnn構(gòu)件構(gòu)件原來的轉(zhuǎn)速原來的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化輪系中轉(zhuǎn)化輪系中的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速1n12n23n3HnH對轉(zhuǎn)臂H的相對轉(zhuǎn)速111333HHHHHnnninnn1233131 21( 1)Hz zziz zz 3131HHznnnnz 第11頁/共39頁8.3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比一般情形：GK1GKmGHKHnnnn 從動(dòng)輪 至 間所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積從動(dòng)輪 至 間所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積只適用于齒輪G、K和轉(zhuǎn)臂H的軸線相互平行的場合。上述這種運(yùn)用相對運(yùn)動(dòng)原理，將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成假想的定軸輪系，然后計(jì)算其傳動(dòng)比的方法，稱為相對速

6、度法或反轉(zhuǎn)法。應(yīng)用上式時(shí)，應(yīng)令G為主動(dòng)輪，K為從動(dòng)輪，中間各輪的主從地位也按此假設(shè)判定。特別注意轉(zhuǎn)速的正負(fù)號(hào)第12頁/共39頁8.3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比例：圖示行星輪系中，各輪的齒數(shù)為：z1=27,z2=17,z3=61。已知n1=6000r/min，求傳動(dòng)比i1H和轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速nH。3131HHznnnnz 161027HHnnn 116113.2627HHnin 設(shè)n1的轉(zhuǎn)向?yàn)檎?，則1160001840 /min3.26HHnnrinH的轉(zhuǎn)向和n1相同第13頁/共39頁8.3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比還可以計(jì)算出行星齒輪2的轉(zhuǎn)速n2:1221HHnnznnz 26000 184017184027n

7、24764 /minnr 解得：負(fù)號(hào)表示n2的轉(zhuǎn)向與n1相反。第14頁/共39頁8.3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比例：圖示圓錐齒輪組成的行星輪系中，各輪的齒數(shù)為：122320,30,50,80zzzz，已知n1=50r/min。求轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速nH。齒輪1、3和轉(zhuǎn)臂H的軸線重合，故23131 2HHz znnnnz z 設(shè)n1的轉(zhuǎn)向?yàn)檎瑒t5030 80020 50HHnn 得14.7 /minHnrn2不能用此方法計(jì)算nH轉(zhuǎn)向和n1轉(zhuǎn)向相同1,3轉(zhuǎn)向相反第15頁/共39頁8.4混合輪系及其傳動(dòng)比z1=24z2=52z2=21z3=78z3= 18z4=30z5=78求i1H231252782421Z Z

8、Z Z HHnnnn31-差動(dòng)輪系中3535537818nzinz 定軸輪系中143.9Hi混合輪系3133Hnn 代入上式，得116913213HHHnnnn 差動(dòng)輪系定軸輪系將各個(gè)輪系正確區(qū)分，分別列出各輪系的方程式，聯(lián)立求解。第16頁/共39頁8.5輪系的應(yīng)用一、相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動(dòng)較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)第17頁/共39頁8.5輪系的應(yīng)用二、實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)多級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不變時(shí)，利用輪系可使從動(dòng)軸獲得多種工作轉(zhuǎn)速。第18頁/共39頁8.5輪系的應(yīng)用三、獲得大的傳動(dòng)比行星輪系第19頁/共39頁8.5輪系的應(yīng)用四、合成運(yùn)動(dòng)和分解運(yùn)動(dòng)第20頁/共39頁8.5輪系的應(yīng)用差動(dòng)輪系可分解運(yùn)動(dòng)第21

9、頁/共39頁1.圖示輪系中，已知Z1Z251，Z2Z349，試求傳動(dòng)比iH1。 223131 249 49151 51HHz znnnnz z 30n 110.92Hnn 10.08Hnn1112.5HHnin第22頁/共39頁2. 在圖示輪系中，Z1=120, ,48,27,453/22ZZZ已知輪1的轉(zhuǎn)速n1=100r/min(轉(zhuǎn)向如圖)，試求轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速nH 的大小和方向。 123131 245 481120 27HHz znnnnz z 30n 110.67Hnn 11.67Hnn160 /min1.67Hnnr轉(zhuǎn)向與n1相同第23頁/共39頁8-1第24頁/共39頁8-2第25頁/共

10、39頁8-3第26頁/共39頁8-4第27頁/共39頁8-5第28頁/共39頁8-6內(nèi)嚙合系桿第29頁/共39頁8-7第30頁/共39頁8-8第31頁/共39頁8-9第32頁/共39頁例：在圖示輪系中，已知z1=z2=z4=z5=20，z3=z6=60，齒輪1的轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，求齒輪6的轉(zhuǎn)速（大小及方向）。第33頁/共39頁設(shè)n1的轉(zhuǎn)向?yàn)檎?，n6轉(zhuǎn)向與n1相同。第34頁/共39頁例：在圖示輪系中，已知z1=z7=20，z2=z3=z8=30，z4=16，z6=60，n1=1440r/min，求n8的大小及方向。第35頁/共39頁第36頁/共39頁輪系計(jì)算總結(jié)：1.分析圖示輪系每一級(jí)齒輪的嚙合情況（外嚙合，內(nèi)嚙合）判斷輪系的種類（定軸，周轉(zhuǎn)，混合）2.根據(jù)種類選擇計(jì)算公式11( 1)mNNnin 所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積GK( 1)GKHHmGGHGKHKKHinniinn 從動(dòng)輪 至 間所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積從動(dòng)輪 至 間所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積定軸周轉(zhuǎn)將各輪轉(zhuǎn)向標(biāo)出在圖上當(dāng)存在空間齒輪的時(shí)候，不能用外嚙合次數(shù)來判斷正負(fù)，(-1)m改成，轉(zhuǎn)向相同“+”