第6章輪系及其設(shè)計(jì)

1、青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制第第 六章六章 輪系及其設(shè)計(jì)61 輪輪系及其系及其分類分類62 定軸輪系的傳動(dòng)比及其應(yīng)用定軸輪系的傳動(dòng)比及其應(yīng)用63 周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比64 復(fù)合輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用復(fù)合輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用65 行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇66 其他輪系簡(jiǎn)介其他輪系簡(jiǎn)介青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制61 輪輪系及其系及其分類分類定義：定義：由齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱輪系由齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱輪系本章要解決的問(wèn)題：本章要解決的問(wèn)題：輪系分類輪系分類周轉(zhuǎn)輪系（軸有公轉(zhuǎn)）周轉(zhuǎn)輪系（軸有公轉(zhuǎn)）定軸輪系（軸線固定）定軸輪系（軸線

2、固定） 復(fù)合輪系（兩者混合）復(fù)合輪系（兩者混合） 差動(dòng)輪系（差動(dòng)輪系（F=2F=2）行星輪系（行星輪系（F=1F=1）1.1.運(yùn)動(dòng)分析（包括傳動(dòng)比運(yùn)動(dòng)分析（包括傳動(dòng)比i 的計(jì)算和判斷從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向）的計(jì)算和判斷從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向）2.2.行星輪系的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。行星輪系的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。平面定軸輪系平面定軸輪系空間定軸輪系空間定軸輪系青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制62 定軸輪系的傳動(dòng)比及其應(yīng)用定軸輪系的傳動(dòng)比及其應(yīng)用一、傳動(dòng)比大小的計(jì)算一、傳動(dòng)比大小的計(jì)算 i1m=1 /m 強(qiáng)調(diào)下標(biāo)記法對(duì)于齒輪系，設(shè)輸入軸的角速度為對(duì)于齒輪系，設(shè)輸入軸的角速度為1 1，輸出軸的角速度，輸出軸的角速

3、度為為m m , ,按定義有：按定義有：一對(duì)齒輪：一對(duì)齒輪： i12 =1 /2 =z2 /z1 可直接得出當(dāng)當(dāng)i i1m1m11時(shí)為減速時(shí)為減速, , i i1m1m11時(shí)為增速。時(shí)為增速。mmi111321432 mmzzzzzzzzmm1433221 所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制二、首、末輪轉(zhuǎn)向的確定二、首、末輪轉(zhuǎn)向的確定2)2)畫(huà)箭頭畫(huà)箭頭設(shè)輪系中有設(shè)輪系中有m m對(duì)外嚙合齒輪，則末輪轉(zhuǎn)向?yàn)閷?duì)外嚙合齒輪，則末輪轉(zhuǎn)向?yàn)?-1)(-1)m m 1 1)用用“” “” “”表示表示外嚙合時(shí)：外嚙合時(shí)：兩箭頭同

4、時(shí)指向（或遠(yuǎn)離）嚙兩箭頭同時(shí)指向（或遠(yuǎn)離）嚙 合點(diǎn)。頭頭相對(duì)或尾尾相對(duì)。合點(diǎn)。頭頭相對(duì)或尾尾相對(duì)。外嚙合齒輪：兩輪轉(zhuǎn)向相反，用外嚙合齒輪：兩輪轉(zhuǎn)向相反，用“”表示；表示；內(nèi)嚙合時(shí)：內(nèi)嚙合時(shí)：兩箭頭同向。兩箭頭同向。兩種方法：兩種方法：適用于平面定軸輪系（適用于平面定軸輪系（軸線平行，兩輪軸線平行，兩輪轉(zhuǎn)向不是相同就是相反轉(zhuǎn)向不是相同就是相反）。）。1 12 2內(nèi)嚙合齒輪：內(nèi)嚙合齒輪：兩輪轉(zhuǎn)向相同，用兩輪轉(zhuǎn)向相同，用“”表示。表示。2 21 11212所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積i1m (-1)(-1)m m 12pvp轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相同

5、轉(zhuǎn)向相同每一對(duì)外齒輪反向一次考慮方向時(shí)有12vpp青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制1 1)錐齒輪錐齒輪對(duì)于空間定軸輪系，只能用畫(huà)箭頭的對(duì)于空間定軸輪系，只能用畫(huà)箭頭的方法來(lái)確定從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向。方法來(lái)確定從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向。2 2)蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿3 3)交錯(cuò)軸斜齒輪交錯(cuò)軸斜齒輪 （畫(huà)速度多邊形確定）（畫(huà)速度多邊形確定）123右右旋旋蝸蝸桿桿21左左旋旋蝸蝸桿桿12伸出左手伸出右手vp1vp212O2O2O1O1Ptt青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制例一：例一：已知圖示輪系中各輪齒數(shù)，已知圖示輪系中各輪齒數(shù)，求傳動(dòng)比求傳動(dòng)比 i15 。齒輪齒輪2 2對(duì)傳動(dòng)比沒(méi)有影響，但能改變從動(dòng)對(duì)傳動(dòng)比沒(méi)有影響，但能改

6、變從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向，稱為輪的轉(zhuǎn)向，稱為過(guò)輪過(guò)輪或或中介輪中介輪。2. 計(jì)算傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)比Z1Z3Z4Z4Z5Z2Z3齒輪齒輪1、5轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反解：解：1.1.先確定各齒輪的轉(zhuǎn)向先確定各齒輪的轉(zhuǎn)向過(guò)輪過(guò)輪z z1 1 z z2 2 zz3 3 zz4 4 z z2 2 z z3 3 z z4 4 z z5 5 =z z1 1 zz3 3 zz4 4 z z3 3 z z4 4 z z5 5 =i15 = 1 /5青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制13132H2H反轉(zhuǎn)原理：反轉(zhuǎn)原理：給周轉(zhuǎn)輪系施以附加的公共轉(zhuǎn)動(dòng)給周轉(zhuǎn)輪系施以附加的公共轉(zhuǎn)動(dòng)H H后，不改變輪后，不改變輪系中各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，系中

7、各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 但原輪系將轉(zhuǎn)化成為一新的定但原輪系將轉(zhuǎn)化成為一新的定軸輪系，可按定軸輪系的公式計(jì)算該新輪系的傳動(dòng)比。軸輪系，可按定軸輪系的公式計(jì)算該新輪系的傳動(dòng)比。類型：類型：基本構(gòu)件：基本構(gòu)件：太陽(yáng)輪（中心輪）、行星架（系桿或轉(zhuǎn)臂）。太陽(yáng)輪（中心輪）、行星架（系桿或轉(zhuǎn)臂）。其它構(gòu)件：行星輪。其它構(gòu)件：行星輪。其運(yùn)動(dòng)有自轉(zhuǎn)和繞中心輪的公轉(zhuǎn)，類似行星運(yùn)動(dòng)，故得名。63 周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比轉(zhuǎn)化后所得輪系稱為原輪系的轉(zhuǎn)化后所得輪系稱為原輪系的2K-H2K-H型型3K3K型型“轉(zhuǎn)化輪系轉(zhuǎn)化輪系”H HH H1 13 32 2施加H H后系桿成為機(jī)架，原輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪

8、系由于輪2既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn),故不能直接求傳動(dòng)比輪1、3和系桿作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制132H1 1 1 1將整個(gè)輪系機(jī)構(gòu)按將整個(gè)輪系機(jī)構(gòu)按H H反轉(zhuǎn)后，各構(gòu)件的角速度的變化如下反轉(zhuǎn)后，各構(gòu)件的角速度的變化如下: :2 2 2 23 3 3 3H H H H轉(zhuǎn)化后，轉(zhuǎn)化后，系桿變成了機(jī)架系桿變成了機(jī)架，周轉(zhuǎn)輪系演變成定軸輪系，周轉(zhuǎn)輪系演變成定軸輪系，構(gòu)件構(gòu)件 原角速度原角速度 轉(zhuǎn)化后的角速度轉(zhuǎn)化后的角速度2H13可直接套用可直接套用定軸輪系定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式。傳動(dòng)比的計(jì)算公式。H H1 11 1H H H H2 22 2H H H H3 33 3H H H HH HH H

9、H H0 0 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制右邊各輪的齒數(shù)為已知，左邊三個(gè)基本構(gòu)件的參數(shù)中，如果已知其中任意兩個(gè)，則可求得第三個(gè)參數(shù)。于是，可求得任意兩個(gè)構(gòu)件之間的傳動(dòng)比。上式上式“”說(shuō)明在轉(zhuǎn)化輪系中說(shuō)明在轉(zhuǎn)化輪系中H H1 1 與與H H3 3 方向相反。方向相反。 特別注意：特別注意： 1.1.齒輪齒輪A A、B B的軸線必須平行。的軸線必須平行。HHHi3113HHAABHBi2132zzzz13zz通用表達(dá)式：通用表達(dá)式：AHBH 轉(zhuǎn)化輪系中由A至B各從動(dòng)輪齒數(shù)乘積轉(zhuǎn)化輪系中由A至B各主動(dòng)輪齒數(shù)乘積HH312.2.計(jì)算公式中的計(jì)算公式中的不能去掉，它不僅表明轉(zhuǎn)化輪系中兩個(gè)不能去掉，它

10、不僅表明轉(zhuǎn)化輪系中兩個(gè)太陽(yáng)輪太陽(yáng)輪A A、B B之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且影響到之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且影響到A A、B B、H H的的計(jì)算結(jié)果。計(jì)算結(jié)果。青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制如果是行星輪系，則如果是行星輪系，則A A、B B中必有一個(gè)為中必有一個(gè)為0 0（不妨設(shè)（不妨設(shè)B B0 0）, ,則上述通式改寫(xiě)如下：則上述通式改寫(xiě)如下：HHAABHBnin1HAHABAHHii 以上公式中的以上公式中的i i 可用轉(zhuǎn)速可用轉(zhuǎn)速n ni i 代替代替: : 兩者關(guān)系如何？ 用轉(zhuǎn)速表示有：用轉(zhuǎn)速表示有：AHBHnnnn1HAHABii 即n ni i=(=(i i/2 /2 )60)60 =i i30

11、30rpmrpm青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制例二例二 2K2KH H 輪系中，輪系中， z z1 1z z2 220, z20, z3 360601)輪輪3 3固定。求固定。求i1H 。2)n n1 1=1, n=1, n3 3=-1, =-1, 求求n nH H 及及i1H 的值。的值。輪1逆轉(zhuǎn)1圈，輪3順轉(zhuǎn)1圈3)n n1 1=1, n=1, n3 3=1, =1, 求求n nH H 及及i1H 的值。的值。輪1、輪3各逆轉(zhuǎn)1圈HHHi3113)1解HHHnni3113)22H13HH0111Hi2132zzzz13zz3 i1H=4 , 齒輪齒輪1和系桿轉(zhuǎn)向相同和系桿轉(zhuǎn)向相同 輪1轉(zhuǎn)

12、4圈，系桿H轉(zhuǎn)1圈。模型驗(yàn)證HHnnnn31HHnn1132/1Hn兩者轉(zhuǎn)向相反。兩者轉(zhuǎn)向相反。得：得： i1H = n1 / nH =2 , 輪1逆時(shí)針轉(zhuǎn)1圈，輪3順時(shí)針轉(zhuǎn)1圈，則系桿順時(shí)針轉(zhuǎn)0.5圈。2060HH31青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制HHHHHnnnnnni313113)3結(jié)論：結(jié)論：1)輪輪1 1轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)4 4圈，系桿圈，系桿H H同向轉(zhuǎn)同向轉(zhuǎn)1 1圈。圈。2)輪輪1 1逆時(shí)針轉(zhuǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)1 1圈，輪圈，輪3 3順時(shí)針轉(zhuǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)1 1圈，則系桿順時(shí)針轉(zhuǎn)圈，則系桿順時(shí)針轉(zhuǎn)0.50.5圈。圈。3)輪輪1 1輪輪3 3各逆時(shí)針轉(zhuǎn)各逆時(shí)針轉(zhuǎn)1 1圈，則系桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)圈，則系桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)1 1

13、圈。圈。特別強(qiáng)調(diào)：特別強(qiáng)調(diào)： i13 iH13 一是絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、一是相對(duì)運(yùn)動(dòng) i1313- z- z3 3/z/z1 1HHnn111Hn=3兩者轉(zhuǎn)向相同。兩者轉(zhuǎn)向相同。得：得： i1H = n1 / nH =1 , 輪1輪3各逆時(shí)針轉(zhuǎn)1圈，則系桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)1圈。n n1 1=1, n=1, n3 3=1,=1,三個(gè)基本構(gòu)件無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)！三個(gè)基本構(gòu)件無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)！這是數(shù)學(xué)上0比0未定型應(yīng)用實(shí)例青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制例三：例三：已知圖示輪系中已知圖示輪系中 z z1 14444，z z2 240,40, z z2242, z42, z3 34242，求，求i iH1H1 解：解：i iH H1

14、313(1 1-H H)/(0-)/(0-H H ) )404042/4442/444242 i i1H1H1-i1-iH H1313結(jié)論：結(jié)論：系桿轉(zhuǎn)系桿轉(zhuǎn)1111圈時(shí)，輪圈時(shí)，輪1 1同向轉(zhuǎn)同向轉(zhuǎn)1 1圈。圈。模型驗(yàn)證若若 Z Z1 1=100, z=100, z2 2=101, z=101, z22=100, z=100, z3 3=99=99。i i1H1H1-i1-iH H13131-1011-10199/10099/100100100結(jié)論：結(jié)論：系桿轉(zhuǎn)系桿轉(zhuǎn)1000010000圈時(shí)，輪圈時(shí)，輪1 1同向轉(zhuǎn)同向轉(zhuǎn)1 1圈。圈。又若又若 Z Z1 1=100, z=100, z2 2=

15、101, z=101, z22=100, z=100, z3 3100100，結(jié)論：結(jié)論：系桿轉(zhuǎn)系桿轉(zhuǎn)100100圈時(shí)，輪圈時(shí)，輪1 1反向轉(zhuǎn)反向轉(zhuǎn)1 1圈。圈。此例說(shuō)明行星輪系中輸出軸的轉(zhuǎn)向，不僅與輸入軸的轉(zhuǎn)向有關(guān)，而且與各輪的齒數(shù)有關(guān)。本例中只將輪3增加了一個(gè)齒，輪1就反向旋轉(zhuǎn)，且傳動(dòng)比發(fā)生巨大變化，這是行星輪系與定軸輪系不同的地方Z2 Z2H= 1-i= 1-i1H1H=z=z2 2z z3 3/z/z1 1z z22=10/11 =10/11 i iH1H11/i1/i1H1H=11=11 i iH1H11000010000 i i1H1H1-i1-iH H1H1H1-1-101/10

16、0101/100i iH1H1-100-100 Z1Z31-10/111-10/11=1/11,=1/11, =1/10000,=1/10000,= =1/100, 1/100, 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制例四：例四：馬鈴薯挖掘機(jī)構(gòu)中已知：馬鈴薯挖掘機(jī)構(gòu)中已知：z z1 1z z2 2z z3 3 ，求，求2 2， 3 3 HHHi1221上式表明上式表明輪輪3 3的絕對(duì)角速度為的絕對(duì)角速度為0 0，但相對(duì)角速度不為，但相對(duì)角速度不為0 0。模型驗(yàn)證HHHi1331HH0221zz1HH0332212)(zzzz13 30 02 222H Hz z2 2z z2 2z z1 1z z2

17、2z z3 3z z1 1z z3 3z z3 3z z1 1HH鐵鍬鐵鍬H HH H青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制H例五：例五：圖示圓錐齒輪組成的輪系中，已知：圖示圓錐齒輪組成的輪系中，已知： z z1 13333，z z2 212, z12, z2233, 33, 求求i3H 解解: :判別轉(zhuǎn)向判別轉(zhuǎn)向: :HHHi1331強(qiáng)調(diào)：如果方向判斷不對(duì)，則會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論：30。提問(wèn)：成立否？HHHi1221事實(shí)上，因角速度事實(shí)上，因角速度2 2是一個(gè)向量，它與牽連角速度是一個(gè)向量，它與牽連角速度H H和相對(duì)和相對(duì)角速度角速度H H2 2之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為： P P為絕對(duì)瞬心，故輪為絕

18、對(duì)瞬心，故輪2 2中心速度為：中心速度為： V V2o2o=r=r2 2H H2 2 H H2 2H H r r1 1/ r/ r2 2HH0313Hi31zzz z1 1z z3 3i3H =2 系桿H轉(zhuǎn)一圈，齒輪3同向2圈=1不成立！不成立！Why? 因兩者軸線不平行H H2 2 2 2H H又又 V V2o2o=r=r1 1H H H H2 2H H2 22 2 = =H H + +H H2 2 r r2 2r r1 1如何求？特別注意：特別注意：轉(zhuǎn)化輪系中兩齒輪軸線不平行時(shí)，不能直接計(jì)算！轉(zhuǎn)化輪系中兩齒輪軸線不平行時(shí)，不能直接計(jì)算！z z2 2o1 12 2H H tg tg1 1 H

19、 H ctg ctg2 2 齒輪齒輪1 1、3 3方向相反方向相反p青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制64 復(fù)合輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用復(fù)合輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用除了上述基本輪系之外，工程實(shí)際中還大量采用混合輪系。將混合輪系分解為將混合輪系分解為基本輪系基本輪系，分別計(jì)算傳動(dòng)比，然后根據(jù)組合，分別計(jì)算傳動(dòng)比，然后根據(jù)組合方式聯(lián)立求解。方式聯(lián)立求解。方法：方法：先找行星輪先找行星輪混合輪系中可能有多個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，而混合輪系中可能有多個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，而一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系中至多一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系中至多只有三個(gè)中心輪。只有三個(gè)中心輪。剩余的就是定軸輪系。剩余的就是定軸輪系。舉例一舉例一P356P356，求圖示電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳

20、動(dòng)比。（自學(xué)），求圖示電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)比。（自學(xué)）傳動(dòng)比求解思路：傳動(dòng)比求解思路：輪系分解的關(guān)鍵是：輪系分解的關(guān)鍵是：將周轉(zhuǎn)輪系分離出來(lái)。將周轉(zhuǎn)輪系分離出來(lái)。系桿（系桿（支承行星輪支承行星輪) )太陽(yáng)輪（太陽(yáng)輪（與行星輪嚙合與行星輪嚙合）青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制A331254KB例六：例六：圖示為龍門(mén)刨床工作臺(tái)的變速機(jī)構(gòu)，圖示為龍門(mén)刨床工作臺(tái)的變速機(jī)構(gòu)，J J、K K為電磁制動(dòng)器，設(shè)已知各輪的齒數(shù)，為電磁制動(dòng)器，設(shè)已知各輪的齒數(shù)，求求J J、K K分別剎車(chē)時(shí)的傳動(dòng)比分別剎車(chē)時(shí)的傳動(dòng)比i i1B1B。解解 1)1)剎住剎住J J時(shí)時(shí) 1 12 23 3為定軸輪系為定軸輪系定軸部分：定軸部

21、分： i i13131 1/3 3周轉(zhuǎn)部分：周轉(zhuǎn)部分： i iB B3535(33-B B)/(0-)/(0-B B) )連接條件：連接條件： 3 333聯(lián)立解得：聯(lián)立解得：BBi11B B5 54 433為周轉(zhuǎn)輪系為周轉(zhuǎn)輪系3 333將兩者連將兩者連接接-z-z3 3/ z/ z1 1=-z=-z5 5/ z/ z33 J)1 ( 3513zzzz青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制2) 2) 剎住剎住K K時(shí)時(shí)A-1A-12 23 3為周轉(zhuǎn)輪系為周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系1 1： i A13(1 -A ) /(0 -A )周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系2 2： i iB B3535(33-B B )/()/(

22、5 5-B B ) )連接條件：連接條件： 5 5A A 聯(lián)立解得：聯(lián)立解得：BBi11總傳動(dòng)比為兩個(gè)串聯(lián)周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比的乘積?？倐鲃?dòng)比為兩個(gè)串聯(lián)周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比的乘積。B B5 54 433為周轉(zhuǎn)輪系為周轉(zhuǎn)輪系5 5A A將兩者連接將兩者連接- z- z3 3 / z/ z1 1- z- z5 5/ z/ z33 BA51)1)(1(5 313zzzzi1A i5BA331254JKB5A青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制混合輪系的解題步驟：混合輪系的解題步驟：1)找出所有的基本輪系。找出所有的基本輪系。2)2)求各基本輪系的傳動(dòng)比。求各基本輪系的傳動(dòng)比。3)根據(jù)各基本輪系之間的連接條件，聯(lián)

23、立基本輪系的傳動(dòng)比根據(jù)各基本輪系之間的連接條件，聯(lián)立基本輪系的傳動(dòng)比 方程組求解。方程組求解。關(guān)鍵是找出周轉(zhuǎn)輪系關(guān)鍵是找出周轉(zhuǎn)輪系! !青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制12輪系的功用輪系的功用1)獲得較大的傳動(dòng)比，而且結(jié)構(gòu)緊湊。獲得較大的傳動(dòng)比，而且結(jié)構(gòu)緊湊。2)實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)。如鐘表時(shí)分秒針；實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)。如鐘表時(shí)分秒針；動(dòng)畫(huà)：1路輸入6路輸出3)換向傳動(dòng)換向傳動(dòng)4)實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)5)運(yùn)動(dòng)合成；運(yùn)動(dòng)合成；加減法運(yùn)算6)運(yùn)動(dòng)分解。運(yùn)動(dòng)分解。汽車(chē)差速器用途：用途：減速器、增速器、變速器、減速器、增速器、變速器、換向機(jī)構(gòu)。換向機(jī)構(gòu)。7)在尺寸及重量較小時(shí)，實(shí)現(xiàn)在尺寸及重量較小時(shí)，實(shí)現(xiàn) 大功

24、率傳動(dòng)大功率傳動(dòng)輪系的傳動(dòng)比輪系的傳動(dòng)比i i可達(dá)可達(dá)1000010000。實(shí)例比較一對(duì)齒輪一對(duì)齒輪i8i0 0 轉(zhuǎn)化輪系中轉(zhuǎn)化輪系中H H1 1與與H Hn n的方向相同。的方向相同。負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)：負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)：i iH H1n1n 0 z z2 2+2h+2h* *a a4)4)鄰接條件鄰接條件 相鄰兩個(gè)行星輪裝入后不發(fā)生干涉相鄰兩個(gè)行星輪裝入后不發(fā)生干涉, ,即兩即兩行星輪中心距應(yīng)大于兩齒頂圓半徑之和行星輪中心距應(yīng)大于兩齒頂圓半徑之和: : 2(r2(r1 1+r+r2 2)sin()sin(/2) )/2r r1 1+r+r2 22(r2(r2 2+h+h* *a am)m) 為便于應(yīng)用，將前

25、三個(gè)條件合并得：為便于應(yīng)用，將前三個(gè)條件合并得：Nzzz:321kiiiHHH111: ) 1(:22:1z z2 2z z1 1( (i1H1H-2)/2-2)/2113) 1(zizHN=zN=z1 1 i1H1H /k/k確定各輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)保證確定各輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)保證z z1 1、z z2 2、z z3 3、N N為正整數(shù)，為正整數(shù)，且且z z1 1、z z2 2、z z3 3均大于均大于z zminmin。 O O1 1O O2 2 2r 2ra2a2O1O2kizizizzHHH1111111:) 1(:2)2(:配齒公式配齒公式青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制舉例：舉例：已知已知i

26、i1H1H5 5，K=3K=3，采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，確定各輪齒數(shù)。，采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，確定各輪齒數(shù)。解：解：=6:9:24:10=6:9:24:10=1:3/2:4:5/3=1:3/2:4:5/3若取若取z z1 11818，驗(yàn)算鄰接條件：驗(yàn)算鄰接條件：(18+27)sin/3= 39(18+27)sin/3= 39滿足要求。滿足要求。則則z z2 22727，z z3 3727227+229 29 z z2 2+2h+2h* *a a=1:(5-2)/2:(5=1:(5-2)/2:(51):5/31):5/3kiiiNzzzHHH111321:) 1(:22:1: 青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制為了

27、減少因制造誤差引起的多個(gè)行星輪所承擔(dān)載荷不均勻?yàn)榱藴p少因制造誤差引起的多個(gè)行星輪所承擔(dān)載荷不均勻的現(xiàn)象，實(shí)際應(yīng)用時(shí)往往采用均載裝置。的現(xiàn)象，實(shí)際應(yīng)用時(shí)往往采用均載裝置。5)5)行星輪系均載裝置行星輪系均載裝置均載裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用彈性元件使中心輪或系桿浮動(dòng)。均載裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用彈性元件使中心輪或系桿浮動(dòng)。中心輪浮動(dòng)中心輪浮動(dòng)系桿浮動(dòng)系桿浮動(dòng)青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制6-6 6-6 其它輪系簡(jiǎn)介其它輪系簡(jiǎn)介在在2K-H2K-H行星輪系中，去掉小中心輪，將行行星輪系中，去掉小中心輪，將行星輪加大使與中心輪的齒數(shù)差星輪加大使與中心輪的齒數(shù)差z z2 2-z-z1 11 14 4，稱為少齒

28、差傳動(dòng)。傳動(dòng)比為：，稱為少齒差傳動(dòng)。傳動(dòng)比為：HHHi2112若若z z2 2-z-z1 11(1(稱為一齒差傳動(dòng)稱為一齒差傳動(dòng)) )，z z2 2100100，則，則i i1H1H100100。輸入軸轉(zhuǎn)100圈，輸出軸只反向轉(zhuǎn)一圈。可知這種少齒數(shù)差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可獲得很大的單級(jí)傳動(dòng)比。1121zzziH輸出機(jī)構(gòu)輸出機(jī)構(gòu)V系桿為主動(dòng)，輸出行星輪的運(yùn)動(dòng)。由于行星輪作平面運(yùn)動(dòng)，故系桿為主動(dòng)，輸出行星輪的運(yùn)動(dòng)。由于行星輪作平面運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)增加一運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)應(yīng)增加一運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)V V。12iH1=1/ i1H= -z1 /(z2 - z1 )稱此種行星輪系為稱此種行星輪系為 K-H-VK-H-V型。型。Hi1

29、112zz青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制a工程上廣泛采用的是孔銷(xiāo)式輸出機(jī)構(gòu)工程上廣泛采用的是孔銷(xiāo)式輸出機(jī)構(gòu)圖示輸出機(jī)構(gòu)為雙萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)，不僅軸向尺寸圖示輸出機(jī)構(gòu)為雙萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)，不僅軸向尺寸大，而且不適用于有兩個(gè)行星輪的場(chǎng)合，不實(shí)用。大，而且不適用于有兩個(gè)行星輪的場(chǎng)合，不實(shí)用。12dhds當(dāng)滿足條件：當(dāng)滿足條件：銷(xiāo)孔和銷(xiāo)軸始終保持接觸。銷(xiāo)孔和銷(xiāo)軸始終保持接觸。四個(gè)圓心的連線構(gòu)成一四個(gè)圓心的連線構(gòu)成一平行四邊形。平行四邊形。dh= ds + 2a根據(jù)齒廓曲線的不同，目前工程上有兩種結(jié)構(gòu)的減速器，即漸開(kāi)線少齒差行星和擺線針輪減速器。青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制一、漸開(kāi)線少齒差行星齒輪傳動(dòng)一、漸開(kāi)

30、線少齒差行星齒輪傳動(dòng)其齒廓曲線為普通的漸開(kāi)線，齒數(shù)差一般為其齒廓曲線為普通的漸開(kāi)線，齒數(shù)差一般為z z2 2-z-z1 1=1=14 4。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)比大，一級(jí)減速傳動(dòng)比大，一級(jí)減速i1H可達(dá)可達(dá)135135，二級(jí)可達(dá)，二級(jí)可達(dá)10001000以上。以上。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕。與同樣傳動(dòng)比和同樣功率的普結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕。與同樣傳動(dòng)比和同樣功率的普 通齒輪減速器相比，重量可減輕通齒輪減速器相比，重量可減輕1/31/3以上。以上。加工簡(jiǎn)單，裝配方便。加工簡(jiǎn)單，裝配方便。效率較高。一級(jí)減速效率較高。一級(jí)減速0.80.80.940.94, ,比蝸桿傳動(dòng)高。比蝸桿傳動(dòng)高。由于上述優(yōu)點(diǎn)，使

31、其獲得了廣泛的應(yīng)用缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：只能采用正變位齒輪傳動(dòng)，設(shè)計(jì)較復(fù)雜只能采用正變位齒輪傳動(dòng)，設(shè)計(jì)較復(fù)雜。存在重疊干涉現(xiàn)象傳遞功率不大，傳遞功率不大，N45KWN45KW。 受輸出機(jī)構(gòu)限制徑向分力大，行星輪軸承容易損壞。徑向分力大，行星輪軸承容易損壞。 大青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制二、擺線針輪傳動(dòng)二、擺線針輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：行星輪齒廓曲線為擺線行星輪齒廓曲線為擺線( (稱擺線輪稱擺線輪) )，固定輪采用，固定輪采用針輪針輪，針輪針輪O2擺線輪擺線輪銷(xiāo)軸銷(xiāo)軸當(dāng)滿足條件：當(dāng)滿足條件： dh= ds + 2a針齒套針齒套針齒銷(xiāo)針齒銷(xiāo)銷(xiāo)軸套銷(xiāo)軸套dsdhO1齒數(shù)差為齒數(shù)差為: : z z2 2

32、-z-z1 1=1=1a銷(xiāo)孔和銷(xiāo)軸始終保持接觸，銷(xiāo)孔和銷(xiāo)軸始終保持接觸，四個(gè)圓心的連線構(gòu)成一四個(gè)圓心的連線構(gòu)成一平行四邊形。平行四邊形。青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制2r2發(fā)生圓發(fā)生圓外擺線：外擺線：發(fā)生圓發(fā)生圓2 2在導(dǎo)圓在導(dǎo)圓1 1( (r r1 1rr2 2) )上作純滾上作純滾動(dòng)時(shí)，發(fā)生圓上點(diǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)生圓上點(diǎn)P P的軌跡。的軌跡。p3p4p2外擺線外擺線r21導(dǎo)圓導(dǎo)圓r1 p5p1齒廓曲線的形成齒廓曲線的形成青島科技大學(xué)專用 潘存云教授研制M1ao1o4o2o3o512r2p4p5BAr1p1p2p3導(dǎo)圓導(dǎo)圓發(fā)生圓發(fā)生圓外擺線：外擺線：發(fā)生圓發(fā)生圓(r(r2 2) )在導(dǎo)圓在導(dǎo)圓r r1 1 (r (r2 2) )上作純上作純滾動(dòng)時(shí)，發(fā)生圓上點(diǎn)滾動(dòng)時(shí)，發(fā)生圓上點(diǎn)P P的軌跡。的軌跡。短幅外擺線：短幅外擺線：發(fā)生圓在導(dǎo)圓上作純滾動(dòng)時(shí)，與發(fā)生圓在導(dǎo)圓上作純滾動(dòng)時(shí)，與發(fā)生圓上固聯(lián)一點(diǎn)發(fā)生圓上固聯(lián)一點(diǎn)M M的軌跡。的軌跡。齒廓曲線：齒廓曲線：短幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距線短幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距線( (針齒的包絡(luò)線針齒的包絡(luò)線) )