機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第8章-輪系課件

第八章輪系§8.1輪系的分類一、輪系及其分類

輪系：由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)稱為輪系。輪系可分為三種類型：定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、混合輪系1．定軸輪系傳動時每個齒輪的幾何軸線相對于機(jī)架都是固定的，這種輪系稱為定軸輪系。2143定軸輪系定軸輪系2．周轉(zhuǎn)輪系

輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時，至少有一個齒輪軸線的位置不固定，而是繞某一固定軸線回轉(zhuǎn)，則稱該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。差動輪系行星輪系

按照自由度數(shù)目的不同，周轉(zhuǎn)輪系可分為：系桿中心輪（主動）行星輪行星輪系桿中心輪（主動）差動輪系差動輪系：n=4,PL=4,PH=2,F=3n-2PL–PH=2行星輪系桿中心輪（主動）中心輪（固定）行星輪系行星輪系：n=3,PL=3,PH=2,F=3n-2PL–

PH=1差動輪系行星輪系兩個中心輪都能轉(zhuǎn)動，輪系的自由度為2，即具有二個獨(dú)立運(yùn)動，這樣的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動輪系。若只有一個中心輪能轉(zhuǎn)動，輪系的自由度為1，即只需一個原動件，這樣的周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系。周轉(zhuǎn)輪系行星輪系桿中心輪3.混合輪系

既包含定軸輪系部分，又包含周轉(zhuǎn)輪系部分。或者是由幾個周轉(zhuǎn)輪系組成的，這種復(fù)雜輪系稱為混合輪系，又稱為復(fù)合輪系。1．實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動二、輪系的應(yīng)用2．實(shí)現(xiàn)分路傳動滾齒機(jī)上實(shí)現(xiàn)輪坯與滾刀范成運(yùn)動的傳動簡圖3．實(shí)現(xiàn)變速、變向傳動變速輪系機(jī)構(gòu)換向輪系機(jī)構(gòu)4．實(shí)現(xiàn)大傳動比5．實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的合成與分解運(yùn)動的合成齒輪1和齒輪3分別獨(dú)立輸入轉(zhuǎn)速n1、n3，可合成輸出構(gòu)件H的轉(zhuǎn)速。合成運(yùn)動是將兩個輸入運(yùn)動合為一個輸出運(yùn)動；分解運(yùn)動是將一個輸入運(yùn)動分解為兩個輸出運(yùn)動。合成運(yùn)動和分解運(yùn)動都可用差動輪系實(shí)現(xiàn)。6．實(shí)現(xiàn)大功率的傳遞7．實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的旋輪線軌跡教學(xué)幻燈片演示

§8.2定軸輪系的傳動比

在輪系中，輸入軸與輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比稱為輪系的傳動比。

計算輪系傳動比不僅要計算其數(shù)值，還要確定其相對轉(zhuǎn)動方向。一對圓柱齒輪傳動，其傳動比：式中負(fù)號表示外嚙合，正號表示內(nèi)嚙合。傳動比的計算

定軸輪系傳動比的數(shù)值等于組成該輪系的各對嚙合齒輪傳動比的連乘積，也等于各對齒輪中所有從動輪齒數(shù)的乘積與所有主動輪齒數(shù)乘積之比。傳動比的正負(fù)取決于外嚙合的齒輪的對數(shù)。一般定軸輪系的傳動比計算公式為：若輪系中含有錐齒輪、螺旋齒輪和蝸桿傳動等組成空間定軸輪系，其大小可用上式計算，但方向要用箭頭標(biāo)注。m表示外嚙合的齒輪的對數(shù)。首末兩軸線平行的定軸輪系例8.1

圖所示的輪系中，設(shè)蝸桿1為右旋，轉(zhuǎn)向如圖所示，z1=2，z2=40，=18，z3=36，

=20，z4=40，=18，z5=45。若蝸桿轉(zhuǎn)速n1=1000r／min，求內(nèi)齒輪5的轉(zhuǎn)速n5和轉(zhuǎn)向。解：輪系傳動比的大小蝸桿軸的轉(zhuǎn)向n1是給定的，按傳動系統(tǒng)路線依次用箭頭標(biāo)出各級傳動的轉(zhuǎn)向，最后獲得n5的轉(zhuǎn)向。所以，

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8.3周轉(zhuǎn)輪系的傳動比中心輪（太陽輪）：軸線位置固定的齒輪。周轉(zhuǎn)輪系是由行星輪、中心輪和系桿組成的。當(dāng)周轉(zhuǎn)輪系的系桿固定不動時，即成為定軸輪系。一、周轉(zhuǎn)輪系的組成行星輪：軸線位置變動的齒輪。系桿H：支承行星輪自轉(zhuǎn)的構(gòu)件。系桿中心輪（主動）行星輪二、周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算該周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系，該定軸輪系稱為原周轉(zhuǎn)輪系的“轉(zhuǎn)化輪系”。一般公式，設(shè)和為輪系中任意兩個齒輪A和B的轉(zhuǎn)速，為行星架H的轉(zhuǎn)速

在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒輪1對齒輪3的傳動比為:注意：1．此式只適用于單一周轉(zhuǎn)輪系中齒輪A、B和轉(zhuǎn)臂H軸線平行的場合。2．代入上式時，nA、nB、nH值都應(yīng)帶有自己的正負(fù)符號，設(shè)定某一轉(zhuǎn)向?yàn)檎瑒t與其相反的方向?yàn)樨?fù)。

3．上式如用由錐齒輪組成的單一周轉(zhuǎn)輪系，轉(zhuǎn)化輪系的傳動比的正負(fù)號（-l）m不再適用，此時必須用標(biāo)注箭頭的方法確定。周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算方法（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法）周轉(zhuǎn)輪系

定軸輪系（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)）定軸輪系傳動比計算公式求解周轉(zhuǎn)輪系的傳動比反轉(zhuǎn)法解：例8.2如圖所示行星輪系中，已知各輪的齒數(shù)為z1＝100，z2＝101，＝100，z3＝99，求傳動比iH1。解得i1H＝n1/nH=1/10000因此iH1＝nH/n1=10000

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8.4混合輪系的傳動比

求解混合輪系的傳動比，首先必須正確地把混合輪系劃分為定軸輪系與各個單一的周轉(zhuǎn)輪系，并分別列出它們的傳動比計算公式，找出其相互聯(lián)系，然后聯(lián)立求解。例8.3如圖所示的輪系中，各輪的齒數(shù)為:z1=99,z2=100,,z3=100,，z4=36,，z5=28。A軸的轉(zhuǎn)速nA=1000r/min,轉(zhuǎn)向如圖,求B軸的轉(zhuǎn)速nB。解：齒輪1、2-2’、3和H組成的單一周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系傳動比為：3’、4-4’、5組成定軸輪系，其傳動比為：§8.5特殊行星傳動簡介一、漸開線少齒差行星傳動中心輪行星輪3等角速比輸出機(jī)構(gòu)VK等角速比機(jī)構(gòu)少齒差減速器通過它的轉(zhuǎn)化輪系，可求得傳動比兩輪齒數(shù)差越少，傳動比越大。通常齒數(shù)差為1—4。當(dāng)齒數(shù)差為1時，稱為一齒差行星傳動，這時傳動比有最大值。

從而解得即主要優(yōu)點(diǎn)：傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，加工容易，效率高。主要缺點(diǎn)：同時嚙合的齒數(shù)少，承載能力較低，設(shè)計時需要復(fù)雜的變位計算。二、擺線針輪行星傳動擺線針輪行星傳動的工作原理、輸出機(jī)構(gòu)與漸開線少齒差行星傳動基本相同，其結(jié)構(gòu)上的差別在于行星輪2改為延長外擺線的等距曲線作齒廓稱為擺線輪；用針棒代替中心輪1的輪齒，稱為針輪。主要優(yōu)點(diǎn)：同時嚙合的齒數(shù)較多，其承載能力、使用壽命及平穩(wěn)性均比少齒差漸開線行星傳動高。主要缺點(diǎn)：對中心距誤差要求嚴(yán)格，擺線輪的制造需用專用的加工設(shè)備。三、諧波齒輪傳動（利用行星輪的彈性變形實(shí)現(xiàn)傳動的少齒差行星齒輪傳動）傳動比為主要優(yōu)點(diǎn)：①傳動比大，單級傳動比最大可達(dá)500；②結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)目少，體積和質(zhì)量小。③齒與齒之間是面接觸，同時嚙合的齒數(shù)多，承載能力高，傳動平穩(wěn)，無沖擊。主要缺點(diǎn)：柔輪周期性變形，易發(fā)熱和疲勞損壞，對柔輪的材料性能、加工精度和熱處理等要求很高。經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMor