機(jī)械原理第五章輪系(簡(jiǎn)化)

1、 5-1 5-1 定軸齒輪系及其傳動(dòng)比定軸齒輪系及其傳動(dòng)比 5-2 5-2 周轉(zhuǎn)齒輪系及其傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)齒輪系及其傳動(dòng)比 5-3 5-3 復(fù)合齒輪系及其傳動(dòng)比復(fù)合齒輪系及其傳動(dòng)比 5-4 5-4 齒輪系的功用齒輪系的功用 5-5 5-5 新型行星傳動(dòng)簡(jiǎn)介新型行星傳動(dòng)簡(jiǎn)介 5-6 5-6 減速器減速器調(diào)出電腦動(dòng)畫(huà)片：行星與定軸齒輪系：由一系列齒輪組成的傳動(dòng)稱為齒輪系定軸輪系定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系復(fù)合輪系復(fù)合輪系齒輪系的傳動(dòng)比：輪系中首末兩輪的角齒輪系的傳動(dòng)比：輪系中首末兩輪的角速度之比，包括計(jì)算傳動(dòng)比大小和確定速度之比，包括計(jì)算傳動(dòng)比大小和確定首末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。首末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。1223445

2、5-1 5-1 定軸齒輪系及其傳動(dòng)比定軸齒輪系及其傳動(dòng)比1 1、定軸齒輪系、定軸齒輪系：齒輪系傳動(dòng)過(guò)程中，其各齒輪的軸線相齒輪系傳動(dòng)過(guò)程中，其各齒輪的軸線相對(duì)于機(jī)架的位置都是固定不變的。對(duì)于機(jī)架的位置都是固定不變的。122112zzi 12(a)(b)21(c)21(d)21(e)212 2、傳動(dòng)比大小及方向的確定、傳動(dòng)比大小及方向的確定例：設(shè)輪例：設(shè)輪1為首輪，輪為首輪，輪5為末輪，已知各輪齒數(shù)為為末輪，已知各輪齒數(shù)為 z1，z2，z5，求傳動(dòng)比，求傳動(dòng)比i15 .122112zzi 233 23 2zzi 344334zzi 455 45 4zzi 432154325115zzzzzzzz

3、i 43 2154325 4433 2215 4343 212zzzzzzzziiii 4 42 2, 解：解：Z3：僅改變轉(zhuǎn)向，惰輪：僅改變轉(zhuǎn)向，惰輪122 4 4351ni所有主動(dòng)輪齒數(shù)連乘積所有從動(dòng)輪齒數(shù)連乘積11nkkk3.3.首、末兩輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定（與齒輪傳動(dòng)類型有關(guān)）首、末兩輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定（與齒輪傳動(dòng)類型有關(guān)）1）全部由平行軸圓柱齒輪組成的定軸齒輪系，可在傳全部由平行軸圓柱齒輪組成的定軸齒輪系，可在傳動(dòng)比計(jì)算公式的齒數(shù)比前乘以（動(dòng)比計(jì)算公式的齒數(shù)比前乘以（-1）m，m為外嚙合為外嚙合齒輪的對(duì)數(shù)。齒輪的對(duì)數(shù)。 13 2143211.) 1(kkmkkzzzzzzzzi2）輪系中首

4、、末兩輪的軸線不平行輪系中首、末兩輪的軸線不平行時(shí)，采用打箭頭的方式確定轉(zhuǎn)向關(guān)系。時(shí)，采用打箭頭的方式確定轉(zhuǎn)向關(guān)系。12(a)(b)21(d)21(e)211212HH35-2 5-2 周轉(zhuǎn)齒輪系周轉(zhuǎn)齒輪系及其傳動(dòng)比及其傳動(dòng)比 周轉(zhuǎn)齒輪系：周轉(zhuǎn)齒輪系：在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中至少有一個(gè)齒在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線運(yùn)動(dòng)的齒輪輪的幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線運(yùn)動(dòng)的齒輪系稱為周轉(zhuǎn)齒輪系系稱為周轉(zhuǎn)齒輪系1、周轉(zhuǎn)齒輪系的特點(diǎn)、周轉(zhuǎn)齒輪系的特點(diǎn) 由行星輪、中心輪、轉(zhuǎn)臂和機(jī)架組成。行星輪由行星輪、中心輪、轉(zhuǎn)臂和機(jī)架組成。行星輪繞自身幾何軸線回轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)），同時(shí)隨轉(zhuǎn)臂繞繞自身幾何軸

5、線回轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)），同時(shí)隨轉(zhuǎn)臂繞中心輪軸線回轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)）。中心輪軸線回轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)）。OH312H312132中心輪中心輪行星輪行星輪轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臂2、周轉(zhuǎn)齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算（反轉(zhuǎn)法）、周轉(zhuǎn)齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算（反轉(zhuǎn)法）構(gòu)件名稱構(gòu)件名稱各構(gòu)件的絕對(duì)角速度各構(gòu)件的絕對(duì)角速度各構(gòu)件的相對(duì)角速度各構(gòu)件的相對(duì)角速度轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臂中心輪中心輪1中心輪中心輪3 H 3 1 HH = H H = 0 1H = 1 H 3H = 3 H 轉(zhuǎn)化齒輪系的傳動(dòng)比就可以按定軸轉(zhuǎn)化齒輪系的傳動(dòng)比就可以按定軸齒輪系傳動(dòng)比求解：齒輪系傳動(dòng)比求解：13H3H1H3H1H13zzi 1k 21k32HkH1HkH1Hk1z.zzz.zzi 一般計(jì)算公

6、式：一般計(jì)算公式：- H 1 H 3假定轉(zhuǎn)向相同假定轉(zhuǎn)向相同對(duì)上式作以下說(shuō)明：對(duì)上式作以下說(shuō)明：Hz1z21）只適用于轉(zhuǎn)化齒輪系的首末輪的回轉(zhuǎn)軸線平行（或重）只適用于轉(zhuǎn)化齒輪系的首末輪的回轉(zhuǎn)軸線平行（或重合）的周轉(zhuǎn)齒輪系。合）的周轉(zhuǎn)齒輪系。2）齒數(shù)比前一定有）齒數(shù)比前一定有“+”或或“”號(hào)。其正負(fù)號(hào)判定，可將號(hào)。其正負(fù)號(hào)判定，可將轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臂H視為靜止，然后按定軸齒輪系判別主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向關(guān)視為靜止，然后按定軸齒輪系判別主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的方法確定。系的方法確定。1k21k32HkH1HkH1Hk1z.zzz.zzi 3）注意）注意 1 、 k 、 H 應(yīng)分別用正負(fù)號(hào)代入（推導(dǎo)時(shí)假應(yīng)分別用正負(fù)號(hào)代入（推

7、導(dǎo)時(shí)假定三者同向）；定三者同向）；4） 1 、 k 、 H 三個(gè)量，須知其中任意兩個(gè)角速度的三個(gè)量，須知其中任意兩個(gè)角速度的大小和轉(zhuǎn)向，才能確定第三個(gè)角速度的大小和轉(zhuǎn)向；大小和轉(zhuǎn)向，才能確定第三個(gè)角速度的大小和轉(zhuǎn)向；例例注意注意i1kH與與i1K的區(qū)別的區(qū)別例：已知齒數(shù)例：已知齒數(shù)z1=30， z2=20， z2= z3 = 25， n1=100r/min， n3=200r/min。 求求nH。1H2322213解：解：2132H3H1H13zzzznnnni 1） n1與與n3 同向，同向， n1=100r/minn3=200r/min代入，可得代入，可得25302520n200n100iH

8、HH13 nH=-100r/min25302520n200n100iHHH13 nH=700r/min可得可得所求轉(zhuǎn)速的方向，須由計(jì)算結(jié)果得正負(fù)號(hào)來(lái)決定，決不所求轉(zhuǎn)速的方向，須由計(jì)算結(jié)果得正負(fù)號(hào)來(lái)決定，決不能在圖形中直觀判斷！能在圖形中直觀判斷！2） n1與與n3 反向，即用反向，即用 n1=100r/min，n3= -200r/min代入，代入，F(xiàn)=1的行星齒輪系（的行星齒輪系（K輪固定）將輪固定）將nk=0代入下式代入下式可得可得或或 iH1=10000可見(jiàn)行星輪系可實(shí)現(xiàn)很大的傳動(dòng)比。可見(jiàn)行星輪系可實(shí)現(xiàn)很大的傳動(dòng)比。HkH1Hk1nnnni H1Hk1nn1i 故故Hk1H1kH1i1nn

9、i OHK(3)H212O1例：已知齒數(shù)例：已知齒數(shù)z1=100， z2=101， z2=100， z3 =99，(一般用于減速傳動(dòng)一般用于減速傳動(dòng))100001100100991011zzzz1i1nni2132H13H1kH1 33.有多個(gè)行星輪的行星齒輪系有多個(gè)行星輪的行星齒輪系313H422 3 21432H144H1zzzzzz1i1i 313H422 3 2143214zzzzzziH 5-3 5-3 復(fù)合齒輪系及其傳動(dòng)比復(fù)合齒輪系及其傳動(dòng)比12234H1、復(fù)合齒輪系、復(fù)合齒輪系：既含有定軸齒輪系，又含有既含有定軸齒輪系，又含有行星齒輪系行星齒輪系 ， 或者含有多個(gè)行星齒輪系的或者

10、含有多個(gè)行星齒輪系的傳動(dòng)。傳動(dòng)。16452H3(1)(2)HOH12324H 輪系的傳動(dòng)比輪系的傳動(dòng)比：輪系中首輪與末輪的角速度的比值輪系中首輪與末輪的角速度的比值 傳動(dòng)比的計(jì)算內(nèi)容包括傳動(dòng)比的計(jì)算內(nèi)容包括：傳動(dòng)比的大小和齒輪的轉(zhuǎn)向。：傳動(dòng)比的大小和齒輪的轉(zhuǎn)向。2 2 、復(fù)合齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法、復(fù)合齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法2）分列方程）分列方程3）聯(lián)立求解）聯(lián)立求解d、 注意聯(lián)立求解時(shí)，各單一輪系的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。注意聯(lián)立求解時(shí)，各單一輪系的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。4）注意符號(hào)）注意符號(hào)1）分清輪系分清輪系a、齒數(shù)比連乘積前的符號(hào)；、齒數(shù)比連乘積前的符號(hào)；,zzzznnnn3243H4H2 1221

11、zznn 1k21k32HkH1z.zzz.zznnnn b、已知轉(zhuǎn)速應(yīng)以代數(shù)量代入、已知轉(zhuǎn)速應(yīng)以代數(shù)量代入:即帶即帶“+”或或“-” ；c、求出的轉(zhuǎn)速也帶有符號(hào)，、求出的轉(zhuǎn)速也帶有符號(hào)，“+”表示與假定的正方向相同，表示與假定的正方向相同， “-”表示與假定的正方向相反；表示與假定的正方向相反；234OH12324H已知：已知：z z1 1=30=30， z z2 2=20=20， z z22=30=30， z z3 3 = = 2525， z z4 4 = = 100 100 n n1 1=100r/min=100r/min， 求求i i1H1H。OH12324H2342）分列方程）分列方

12、程3）聯(lián)立求解：）聯(lián)立求解：1）分清輪系：分清輪系：,zzzznnnn3243H4H2 1221zznn 1-2為兩定軸輪系，為兩定軸輪系，2-3-4, H為行星輪系。為行星輪系。0,42nnn21212nzzn914) 1(122411zzzznniHH（方向與（方向與n1同向）同向）例例 ：已知：已知z1= 1(右旋右旋), z1=101, z2=99, z4=100, z5=1(右旋右旋), z5=100, z2= z4 , n1=100r/min，試求轉(zhuǎn)臂，試求轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速nH。解：解： 1 1、分清輪系、分清輪系2、分列方程、分列方程1zzzznnnn3243H4H2 2221

13、221nn,99100n,zznn 444514541,100101,nnnzzzznn3 聯(lián)立求解聯(lián)立求解 min/r198001n,1n100101n99100HHH （方向與（方向與n2同向）同向）2342-3-4, H為行星輪系；為行星輪系；1-2，1-5-5-4為兩定軸輪系。為兩定軸輪系。115543422H例：已知例：已知: z1=50，z2=100，z3 = z4 = 40, z4 =41, z5 =39, 求求: i13 。解解:1:1、分清輪系、分清輪系: : 3-4-4-5, 2(H)組成行星輪系組成行星輪系; ;1-2組成組成兩定軸輪系。兩定軸輪系。2、分列方程、分列方程

14、3、 聯(lián)立求解聯(lián)立求解 3452144354H5H3H35zzzzi (a)122112zzi (b)41zzzz1zzi 4354123113 39i41z,39z1354 H2 5,0 其中其中HHHHii353553531改變齒數(shù)可實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)！改變齒數(shù)可實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)！組合機(jī)床走刀機(jī)構(gòu)組合機(jī)床走刀機(jī)構(gòu)45431634252H(a)H1313452H2(c)圖圖(a)1、2、2、3、H為為F = 1的行星齒輪系的行星齒輪系2132H13H13H1zzzz1i1nni (a)4、5、6、H為為F = 1的行星齒輪系的行星齒輪系46H46H46H4zz1i1nni (b)46 213241zz

15、1zzzz1nn (b)634152H2H1如圖如圖(b), 1、2、2、3、H組成組成 F = 1的行星齒輪系的行星齒輪系142H3(a)24(b)1H32 223K型型齒輪系齒輪系 2132H13H13H1zzzz1i1nni (a)齒輪齒輪3、2、2、4、H組成組成 F = 1的行星齒輪系的行星齒輪系 243 2H43H43H4zzzz1i1nni (b) 243 2 213241zzzz1zzzz1nn 5-4 5-4 齒輪系的功用齒輪系的功用1、在體積較小及重量較輕的條件下，實(shí)現(xiàn)大功率傳動(dòng)、在體積較小及重量較輕的條件下，實(shí)現(xiàn)大功率傳動(dòng)2、獲得較大的傳動(dòng)比、獲得較大的傳動(dòng)比3、用作運(yùn)動(dòng)的合成、用作運(yùn)動(dòng)的合成31132H21zznnnni13H3H1H13 31Hnn21n 或或123Hz1= z33H1nn2n 或或4、用作運(yùn)動(dòng)的分解、用作運(yùn)動(dòng)的分解差速機(jī)構(gòu)差速機(jī)構(gòu) 4341nRLR