重慶大學(xué)考研機(jī)械原理課件004

1、第四章 輪系及其設(shè)計(jì) 由一系列齒輪組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)稱為由一系列齒輪組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)稱為輪系輪系( (Gear train) )。輪系應(yīng)用舉例輪系應(yīng)用舉例 導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置汽車后輪中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)汽車后輪中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)第一節(jié)輪系的類型第一節(jié)輪系的類型 輪系輪系定軸輪系定軸輪系所有齒輪幾何軸所有齒輪幾何軸線位置固定線位置固定空間定軸輪系空間定軸輪系平面定軸輪系平面定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系某些齒輪幾何軸線某些齒輪幾何軸線有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)行星輪系行星輪系( (F 1) )差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系( (F 2) )復(fù)合輪系復(fù)合輪系由定軸輪系、周轉(zhuǎn)由定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系組合而成輪系組合而成

2、平面定軸輪系平面定軸輪系Gear train with fixed parallel axes312空間定軸輪系空間定軸輪系Gear train with fixed non-parallel axes1323445行星輪系行星輪系Planetary gear trainH132差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系Differential gear trainH132復(fù)合輪系復(fù)合輪系Combined gear train42 21OOH3復(fù)合輪系復(fù)合輪系Combined gear train156H124H23第二節(jié)第二節(jié) 定軸輪系的傳動(dòng)比定軸輪系的傳動(dòng)比 輪系傳動(dòng)比的計(jì)算，包括確定輪系傳動(dòng)比的計(jì)算，包括確定ii

3、o的大小和輸入軸與輸?shù)拇笮『洼斎胼S與輸出軸轉(zhuǎn)向關(guān)系。出軸轉(zhuǎn)向關(guān)系。定義定義輪系輸入軸的角速度輪系輸入軸的角速度( (或轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速) )與輸出軸的角速與輸出軸的角速度度( (或轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速) )之比，稱為輪系的之比，稱為輪系的傳動(dòng)比傳動(dòng)比( (Train ratio) )，常用，常用iio表示，即表示，即iio in outnoutnout 1. 傳動(dòng)比大小的計(jì)算傳動(dòng)比大小的計(jì)算5151ionni 122112zzi 233223zzi 455454 zzi 344343 zzi 43215432544323125115 zzzzzzzziiiii 結(jié)論結(jié)論定軸輪系的傳動(dòng)比定軸輪系的傳動(dòng)比 所有從

4、動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積圖示輪系，齒輪圖示輪系，齒輪1為主動(dòng)輪，為主動(dòng)輪，齒輪齒輪5為從動(dòng)輪。為從動(dòng)輪。1323 44 52. 主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定通常用畫箭頭的方法確定通常用畫箭頭的方法確定當(dāng)輪系的主、從動(dòng)輪軸線平行當(dāng)輪系的主、從動(dòng)輪軸線平行時(shí)，兩者轉(zhuǎn)向相同用時(shí)，兩者轉(zhuǎn)向相同用“ ”號(hào)表示；號(hào)表示；兩者轉(zhuǎn)向相反，用兩者轉(zhuǎn)向相反，用“ ”號(hào)表示。號(hào)表示。 43215432zzzzzzzz431543 zzzzzz 15i 1323 44 5不影響輪系傳動(dòng)比大小，僅改不影響輪系傳動(dòng)比大小，僅改變從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的齒輪

5、變從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的齒輪過輪過輪蝸桿蝸輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)向判斷蝸桿蝸輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)向判斷右旋蝸桿右旋蝸桿左旋蝸桿左旋蝸桿第三節(jié)第三節(jié) 周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比 周轉(zhuǎn)輪系的組成周轉(zhuǎn)輪系的組成行星輪行星輪( (Planet gear) )輸入輸出構(gòu)件輸入輸出構(gòu)件中心輪和系桿中心輪和系桿按基本構(gòu)件的不同，周轉(zhuǎn)輪系還可分為按基本構(gòu)件的不同，周轉(zhuǎn)輪系還可分為2K H型周轉(zhuǎn)輪型周轉(zhuǎn)輪系，系，3K型周轉(zhuǎn)輪系等。在工程實(shí)際中應(yīng)用最多的是型周轉(zhuǎn)輪系等。在工程實(shí)際中應(yīng)用最多的是2K H型的行星輪系。型的行星輪系?；緲?gòu)件基本構(gòu)件( (Fundamental member) )回轉(zhuǎn)軸線有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸線有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中心輪中心輪(

6、(Central gear) )K，又稱為，又稱為太陽輪太陽輪( (Sun gear) )系桿系桿 ( (Crank arm) )H，又稱為，又稱為行星架行星架( (Planet carrier) )一、周轉(zhuǎn)輪系的結(jié)構(gòu)一、周轉(zhuǎn)輪系的結(jié)構(gòu)兩者回轉(zhuǎn)軸線位兩者回轉(zhuǎn)軸線位置固定并且重合置固定并且重合2K H型行星輪系型行星輪系3H123K型周轉(zhuǎn)輪系型周轉(zhuǎn)輪系132 2H4二、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算二、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算 1. 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的基本思路周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的基本思路周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系假想的定軸輪系假想的定軸輪系原周轉(zhuǎn)輪系的原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)各構(gòu)件的

7、相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變各構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變轉(zhuǎn)化方法轉(zhuǎn)化方法 給整個(gè)機(jī)構(gòu)加上一個(gè)公共角速度給整個(gè)機(jī)構(gòu)加上一個(gè)公共角速度( ( H) )轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化H321O1O3O2OH H H 1 3 23H12O1OHO3O2312O1O3O2HO1O3O2321 3H 2H 1H 周轉(zhuǎn)輪系中所有基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸共線，可以根據(jù)周周轉(zhuǎn)輪系中所有基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸共線，可以根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)寫出三個(gè)基本構(gòu)件的角速度與其齒數(shù)之轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)寫出三個(gè)基本構(gòu)件的角速度與其齒數(shù)之間的比值關(guān)系式。已知兩個(gè)基本構(gòu)件的角速度向量的大小間的比值關(guān)系式。已知兩個(gè)基本構(gòu)件的角速度向量的大小和方向時(shí)，可以計(jì)算出第三個(gè)基本構(gòu)件角速度的大

8、小和方和方向時(shí)，可以計(jì)算出第三個(gè)基本構(gòu)件角速度的大小和方向。向。H321在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中的角速度在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中的角速度( (相對(duì)于系桿的角速度相對(duì)于系桿的角速度) )原角速度原角速度構(gòu)件代號(hào)構(gòu)件代號(hào)周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的角速度周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的角速度 1H 1 H 2H 2 H 3H 3 H HH H H 1 3 2 H2. 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法求轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比求轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比iH轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)H3H1H13 i13zz “ ”號(hào)表示轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒號(hào)表示轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒輪輪1和齒輪和齒輪3轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的一般公式周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的一般公式

9、中心輪中心輪1、n，系桿，系桿H112HH1HH1H1. nnnnnzzzzi H3H1 O1O3O2321 3H 2H 1H 是轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中是轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中1輪主動(dòng)、輪主動(dòng)、n輪從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比，其輪從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比，其大小和符號(hào)完全按定軸輪系處理。正負(fù)號(hào)僅表明在該輪系大小和符號(hào)完全按定軸輪系處理。正負(fù)號(hào)僅表明在該輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，齒輪的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，齒輪1和齒輪和齒輪n的轉(zhuǎn)向關(guān)系。的轉(zhuǎn)向關(guān)系。 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 齒數(shù)比前的齒數(shù)比前的“ ”、“ ”號(hào)號(hào)不僅表明在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)不僅表明在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒輪中齒輪1和齒輪和齒輪n的的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到周轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的大小和正負(fù)號(hào)

10、。系傳動(dòng)比的大小和正負(fù)號(hào)。 1、 n 和和 H是周轉(zhuǎn)輪系中各基本構(gòu)件的真實(shí)角速是周轉(zhuǎn)輪系中各基本構(gòu)件的真實(shí)角速度，且為代數(shù)量。度，且為代數(shù)量。i1nH行星輪系行星輪系其中一個(gè)中心輪固定其中一個(gè)中心輪固定( (例如中心輪例如中心輪n固定，即固定，即 n 0) ) 差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系 1、 n 和和 H三者需要有兩個(gè)為已知值，才能求解。三者需要有兩個(gè)為已知值，才能求解。H1HH1HH1H110 nniH1H1H1H11,1nniiii 定義定義正號(hào)機(jī)構(gòu)正號(hào)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比符號(hào)為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比符號(hào)為“ ”。負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比符號(hào)為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比符號(hào)為“ ”。 常見常見2K H型型

11、周轉(zhuǎn)輪系及其周轉(zhuǎn)輪系及其 轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算3H12負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu) H3H1H13 i 13zz3H12負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu) H3H1H13 i 13zz3H122 負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu) H3H1H13 i 2132 zzzz3H12負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu) H3H1H13 i 13zz122 3H正號(hào)機(jī)構(gòu)正號(hào)機(jī)構(gòu) H3H1H13 i 2132 zzzz3H122 正號(hào)機(jī)構(gòu)正號(hào)機(jī)構(gòu) H3H1H13 i 2132 zzzz正號(hào)機(jī)構(gòu)正號(hào)機(jī)構(gòu)3H122 H3H1H13 i 2132 zzzz 例例1 圖示輪系，已知圖示輪系，已知z1 100，z2 101，z2 100，z3 99，求傳動(dòng)比求傳動(dòng)

12、比iH1。又若。又若z3 100，其它各輪齒數(shù)不變，其它各輪齒數(shù)不變， iH1又為多又為多少？少？3H122 解解該輪系為正號(hào)機(jī)構(gòu)的行星輪系該輪系為正號(hào)機(jī)構(gòu)的行星輪系2132HH1H13 zzzzi )(12132H1 zzzzi代入各輪齒數(shù)代入各輪齒數(shù)1000011000099991100100991011H1 i100001H iz3=1001001100001010011001001001011H1 i1001H i系桿系桿H與齒輪與齒輪轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同系桿系桿H與齒輪與齒輪轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反 結(jié)論結(jié)論當(dāng)各輪齒數(shù)當(dāng)各輪齒數(shù)相差很小時(shí)，周轉(zhuǎn)輪系可獲得很大的傳動(dòng)相差很小時(shí)，周轉(zhuǎn)輪系可獲得很大的

13、傳動(dòng)比。比。周轉(zhuǎn)輪系輸出構(gòu)件的轉(zhuǎn)向既與輸入運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向有關(guān)，又周轉(zhuǎn)輪系輸出構(gòu)件的轉(zhuǎn)向既與輸入運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向有關(guān)，又與各輪齒數(shù)有關(guān)。與各輪齒數(shù)有關(guān)。周轉(zhuǎn)輪系各輪的轉(zhuǎn)向應(yīng)通過計(jì)算確定。周轉(zhuǎn)輪系各輪的轉(zhuǎn)向應(yīng)通過計(jì)算確定。 例例2 圖示輪系，已知圖示輪系，已知z1 15，z2 25，z2 20，z3 60，n1 200r min，n3 50r min，試求系桿，試求系桿H的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速nH的大小和的大小和方向，方向， n1、n3轉(zhuǎn)向相同時(shí)；轉(zhuǎn)向相同時(shí)； n1、n3轉(zhuǎn)向相反時(shí)。轉(zhuǎn)向相反時(shí)。解解該輪系為負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的差動(dòng)輪系該輪系為負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的差動(dòng)輪系n5201560252132H3H1H13 zzzznnnni6531H

14、nnn n1、n3轉(zhuǎn)向相同時(shí)轉(zhuǎn)向相同時(shí)3H122 minr/756505200H nn1、n3轉(zhuǎn)向相反時(shí)轉(zhuǎn)向相反時(shí)minr/3256505200H n系桿系桿H與齒輪與齒輪1、3轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同系桿系桿H與齒輪與齒輪3轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同 例例3 圖示輪系，已知圖示輪系，已知z1 20，z2 30，z2 50，z3 80，n1 50r min，試求系桿，試求系桿H的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速nH。解解該輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)為一空間該輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)為一空間定軸輪系定軸輪系4 . 3502080301)(112132H13H1 zzzziiminr/7 .14H11H inn3H122 系桿系桿H與齒輪與齒輪1轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向

15、相同第四節(jié)第四節(jié) 復(fù)合輪系的傳動(dòng)比復(fù)合輪系的傳動(dòng)比2K H型周轉(zhuǎn)輪系稱為型周轉(zhuǎn)輪系稱為基本周轉(zhuǎn)輪系基本周轉(zhuǎn)輪系( (Elementary epicyclic gear train) )。既包含定軸輪系又包含基本周轉(zhuǎn)輪。既包含定軸輪系又包含基本周轉(zhuǎn)輪系，或包含多個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系稱為系，或包含多個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系稱為復(fù)合輪系復(fù)合輪系( (Combined gear train) )。 復(fù)合輪系的組成方式復(fù)合輪系的組成方式串聯(lián)型復(fù)合輪系串聯(lián)型復(fù)合輪系( (Series combined gear train) ) 前一基本輪系的輸出構(gòu)件為后前一基本輪系的輸出構(gòu)件為后一基本輪系的輸入構(gòu)件

16、一基本輪系的輸入構(gòu)件封閉型復(fù)合輪系封閉型復(fù)合輪系( (Closed combined gear train) )輪系中包含有自由度為輪系中包含有自由度為2的差的差動(dòng)輪系，并用一個(gè)自由度為動(dòng)輪系，并用一個(gè)自由度為1的輪系將其三個(gè)基本構(gòu)件中的的輪系將其三個(gè)基本構(gòu)件中的兩個(gè)聯(lián)接封閉兩個(gè)聯(lián)接封閉雙重系桿型復(fù)合輪系雙重系桿型復(fù)合輪系( (Combined gear train with double planet carrier) )主周轉(zhuǎn)輪系的系桿內(nèi)有一個(gè)副主周轉(zhuǎn)輪系的系桿內(nèi)有一個(gè)副周轉(zhuǎn)輪系，至少有一個(gè)行星輪周轉(zhuǎn)輪系，至少有一個(gè)行星輪同時(shí)繞著同時(shí)繞著3個(gè)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)個(gè)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)1. 復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法

17、復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法 正確區(qū)分基本輪系；正確區(qū)分基本輪系； 確定各基本輪系的聯(lián)系；確定各基本輪系的聯(lián)系； 列出計(jì)算各基本輪系傳動(dòng)比的方程式；列出計(jì)算各基本輪系傳動(dòng)比的方程式； 求解各基本輪系傳動(dòng)比方程式。求解各基本輪系傳動(dòng)比方程式。 區(qū)分基本周轉(zhuǎn)輪系的思路區(qū)分基本周轉(zhuǎn)輪系的思路行星輪行星輪支支承承系桿系桿中心輪中心輪嚙合嚙合嚙合嚙合中心輪中心輪幾何軸線與系桿重合幾何軸線與系桿重合幾何軸線與系桿重合幾何軸線與系桿重合基本周轉(zhuǎn)輪系基本周轉(zhuǎn)輪系42 21OOH3例例4 圖示輪系，各輪齒數(shù)分別圖示輪系，各輪齒數(shù)分別為為z1 20，z2 40，z2 20，z3 30，z4 80，求輪系的傳動(dòng)比，求輪

18、系的傳動(dòng)比i1H。解解區(qū)分基本輪系區(qū)分基本輪系行星輪系行星輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1 、2組合方式組合方式串聯(lián)串聯(lián)定軸輪系傳動(dòng)比定軸輪系傳動(dòng)比22040122112 zznni行星輪系傳動(dòng)比行星輪系傳動(dòng)比520801)(1124H42H2 zzii復(fù)合輪系傳動(dòng)比復(fù)合輪系傳動(dòng)比10524212H1 iii系桿系桿H與齒輪與齒輪1轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反行星輪系行星輪系2. 復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算舉例復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算舉例22 13 435差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系例例5 圖示電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)減速圖示電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)減速器，已知各輪齒數(shù)分別為器，已知各輪齒數(shù)分別為z1 24，z2 33，z2 21，z3 78，z3 1

19、8，z4 30，z5 78，求傳動(dòng)比，求傳動(dòng)比i15。解解區(qū)分基本輪系區(qū)分基本輪系差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系2 2 、1、3、5( (H) )定軸輪系定軸輪系3 、4、5組合方式組合方式封閉封閉定軸輪系傳動(dòng)比定軸輪系傳動(dòng)比3131878355353 zznni53313nn 差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系2 2 、1、3、5( (H) )定軸輪系定軸輪系3 、4、5組合方式組合方式封閉封閉定軸輪系傳動(dòng)比定軸輪系傳動(dòng)比3131878355353 zznni53313nn 差動(dòng)輪系傳動(dòng)比差動(dòng)輪系傳動(dòng)比281432124783321325351513 zzzznnnni281433135551 nnnn復(fù)合輪系傳動(dòng)比復(fù)合輪

20、系傳動(dòng)比24.215115 nni齒輪齒輪5與齒輪與齒輪轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同22 13 435差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系1234H65 4 2 1 5n1 例例6 圖示輪系中，圖示輪系中，已知已知1和和5均為單頭右旋蝸桿，各均為單頭右旋蝸桿，各輪齒數(shù)輪齒數(shù)為為z1 101，z2 99，z2 z4，z4 100，z5 100，n1 1r min，方向如圖。求，方向如圖。求nH的大小及方向的大小及方向。 差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系解解區(qū)分基本輪系區(qū)分基本輪系差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉定軸輪系傳動(dòng)比定軸輪系傳動(dòng)比122112zznni 蝸輪蝸輪2

21、轉(zhuǎn)動(dòng)方向向下轉(zhuǎn)動(dòng)方向向下minr/99112122 innn1234H65 4 2 1 5n1差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉定軸輪系傳動(dòng)比定軸輪系傳動(dòng)比122112zznni 蝸輪蝸輪2轉(zhuǎn)動(dòng)方向向下轉(zhuǎn)動(dòng)方向向下51454141zzzznni minr/1000010141144 innn蝸輪蝸輪4轉(zhuǎn)動(dòng)方向向上轉(zhuǎn)動(dòng)方向向上minr/99112122 innn差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉定軸輪系傳動(dòng)比定軸輪系傳動(dòng)比minr/99112

22、122 innnminr/1000010141144 innn差動(dòng)輪系傳動(dòng)比差動(dòng)輪系傳動(dòng)比24H4H24H2 zznnnni110000101991HH nn系桿系桿H的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速minr/19800001H n系桿系桿H與蝸輪與蝸輪2轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同1234H65 4 2 1 5n1差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系第五節(jié)第五節(jié) 行星輪系的效率行星輪系的效率-1011-20.5-0.200.2-0.5-5-10520.8-0.5-0.2-5-21.21.00.60.80.10.20.70.9-1-0.11.52361110.5250.5-10.210-40.1-9iH1i1H 1H H1 H1 1HH1 n

23、H1 1H 正號(hào)機(jī)構(gòu)正號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)2K-H型行星輪系效率曲線型行星輪系效率曲線iH1n 結(jié)論結(jié)論1. 對(duì)于對(duì)于2K H型行星輪系負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)，型行星輪系負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)，i1H 1。無論是中。無論是中心輪心輪1主動(dòng)還是系桿主動(dòng)還是系桿H主動(dòng)，輪系的效率均高于其轉(zhuǎn)化機(jī)主動(dòng)，輪系的效率均高于其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的效率構(gòu)的效率 H。對(duì)于負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)，無論是用作增速還是減速，都具有較對(duì)于負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)，無論是用作增速還是減速，都具有較高的效率。設(shè)計(jì)行星輪系時(shí)，若用于傳遞功率，應(yīng)盡可能高的效率。設(shè)計(jì)行星輪系時(shí)，若用于傳遞功率，應(yīng)盡可能選用負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)。選用負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)。2. 2K H型行星輪系正號(hào)機(jī)構(gòu)，型行星輪系正號(hào)機(jī)構(gòu)，i1H 1

24、。當(dāng)系桿。當(dāng)系桿H為主為主動(dòng)件時(shí)，行星輪系的效率動(dòng)件時(shí)，行星輪系的效率 H1總為正值，機(jī)構(gòu)將不會(huì)發(fā)生總為正值，機(jī)構(gòu)將不會(huì)發(fā)生自鎖；當(dāng)中心輪自鎖；當(dāng)中心輪1為主動(dòng)件時(shí)，為主動(dòng)件時(shí)， 1H有可能為零，輪系可能有可能為零，輪系可能發(fā)生自鎖。發(fā)生自鎖。正號(hào)機(jī)構(gòu)多用在要求傳動(dòng)比很大，但傳遞動(dòng)力不大的正號(hào)機(jī)構(gòu)多用在要求傳動(dòng)比很大，但傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。場(chǎng)合。第六節(jié)第六節(jié) 行星輪系的設(shè)計(jì)行星輪系的設(shè)計(jì)一、行星輪系的類型選擇一、行星輪系的類型選擇行星輪系類型選擇行星輪系類型選擇 二、行星輪系各輪齒數(shù)的確定二、行星輪系各輪齒數(shù)的確定行星輪系各輪齒數(shù)的確定行星輪系各輪齒數(shù)的確定 三、行星輪系的均載裝置三、行星輪系

25、的均載裝置行星輪系的均載裝置行星輪系的均載裝置例例7某攪拌機(jī)擬采用一套行星輪系作為其傳動(dòng)裝置，某攪拌機(jī)擬采用一套行星輪系作為其傳動(dòng)裝置，已知輸入轉(zhuǎn)速為已知輸入轉(zhuǎn)速為nin 2200r min，工作要求的輸出轉(zhuǎn)速為，工作要求的輸出轉(zhuǎn)速為nout 300r min，試選擇輪系類型并確定各輪的齒數(shù)和行星，試選擇輪系類型并確定各輪的齒數(shù)和行星輪個(gè)數(shù)。輪個(gè)數(shù)。解解33.73002200outin nn 選擇單排選擇單排2K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星輪系。負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星輪系。3H12 選擇輪系類型選擇輪系類型輪系用于攪輪系用于攪拌機(jī)，傳遞動(dòng)力是其主要功能要求拌機(jī)，傳遞動(dòng)力是其主要功能要求之一，要求所選輪系具有較高的效

26、之一，要求所選輪系具有較高的效率。應(yīng)選用率。應(yīng)選用負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)。選擇負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的具體型式應(yīng)考選擇負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的具體型式應(yīng)考慮其傳動(dòng)比范圍，兼顧結(jié)構(gòu)的復(fù)雜慮其傳動(dòng)比范圍，兼顧結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和外廓尺寸等。程度和外廓尺寸等。確定各輪齒數(shù)和行星輪個(gè)數(shù)確定各輪齒數(shù)和行星輪個(gè)數(shù) 為了提高承載能力和解決動(dòng)載荷為了提高承載能力和解決動(dòng)載荷問題，初選問題，初選k 4。利用安裝條件確定利用安裝條件確定z1：132HnHnDH11ikNz N 22 33 44 55 66 z1 12 18 24 30 36 22123/224NN 采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，為避免根切并考慮使結(jié)構(gòu)更為采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，為避免根切并考慮使結(jié)構(gòu)更

27、為緊湊，取緊湊，取z1 18為初選方案。為初選方案。利用傳動(dòng)比條件確定利用傳動(dòng)比條件確定z3：1H13) 1(ziz 14418) 1322(3 z不滿足鄰接條件，該方案不能采用。不滿足鄰接條件，該方案不能采用。利用同心條件確定利用同心條件確定z2：1H1222ziz 4818223222 z利用鄰接條件校核兩相鄰行星輪利用鄰接條件校核兩相鄰行星輪齒頂是否會(huì)發(fā)生干涉齒頂是否會(huì)發(fā)生干涉： a2212180sin)(hzkzz7 .46180sin)(21 kzz不等式左邊不等式左邊 502a2 hz不等式右邊不等式右邊 132HnHnD改取改取k 3，根據(jù)安裝條件，根據(jù)安裝條件滿足鄰接條件，最后

28、設(shè)計(jì)方案為：滿足鄰接條件，最后設(shè)計(jì)方案為：k 3 z1 18 z2 48 z3 114H11ikNz 2293/223NN N 22 44 66 88 110 z1 9 18 27 36 45 仍取仍取z1 18，由于傳動(dòng)比，由于傳動(dòng)比i1H未改未改變，變，z3仍為仍為114，z2仍為仍為48。再校核。再校核鄰接條件：鄰接條件：502a2 hz不等式右邊不等式右邊 2 .57180sin)(21 kzz不等式左邊不等式左邊 132HnHnD 1. 實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng) 若僅用一對(duì)齒輪實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，必將使兩輪的尺若僅用一對(duì)齒輪實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，必將使兩輪的尺寸相差懸殊，外廓尺寸龐

29、大，故一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比一般不寸相差懸殊，外廓尺寸龐大，故一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比一般不大于大于8。實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比應(yīng)采用輪系。實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比應(yīng)采用輪系。第七節(jié)輪系的功能第七節(jié)輪系的功能 換檔變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不變的條件下，通換檔變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不變的條件下，通過換檔可使從動(dòng)軸得到不同的轉(zhuǎn)速。過換檔可使從動(dòng)軸得到不同的轉(zhuǎn)速。2. 實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)1212III 周轉(zhuǎn)輪系為一簡(jiǎn)單二級(jí)行星輪系變速器。其結(jié)構(gòu)較周轉(zhuǎn)輪系為一簡(jiǎn)單二級(jí)行星輪系變速器。其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但操作方便，可在運(yùn)動(dòng)中變速，又可利用摩擦為復(fù)雜，但操作方便，可在運(yùn)動(dòng)中變速，又可利用摩擦制動(dòng)器的打滑起到過載保護(hù)作用。制動(dòng)器的打滑

30、起到過載保護(hù)作用。B1A264533. 實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng) 車床走刀絲桿的三星輪換向機(jī)構(gòu)。在主動(dòng)軸轉(zhuǎn)向不變車床走刀絲桿的三星輪換向機(jī)構(gòu)。在主動(dòng)軸轉(zhuǎn)向不變的條件下，可改變從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向。的條件下，可改變從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向。4. 實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng) 某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)。它可把發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的運(yùn)某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)。它可把發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的運(yùn)動(dòng)分解成六路傳出，帶動(dòng)各附件同時(shí)工作。動(dòng)分解成六路傳出，帶動(dòng)各附件同時(shí)工作。IIIIIIVIVVI主軸主軸5. 實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)大功率行星傳動(dòng)大功率行星傳動(dòng)6. 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)合成與分解實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)合成與分解運(yùn)動(dòng)合成與分解運(yùn)動(dòng)合成與分解

31、第八節(jié)第八節(jié) 少齒差傳動(dòng)簡(jiǎn)介少齒差傳動(dòng)簡(jiǎn)介 漸開線行星減速傳動(dòng)，當(dāng)行星輪齒數(shù)與其嚙合的內(nèi)齒漸開線行星減速傳動(dòng)，當(dāng)行星輪齒數(shù)與其嚙合的內(nèi)齒輪齒數(shù)相差很少時(shí)，稱為輪齒數(shù)相差很少時(shí)，稱為少齒差行星傳動(dòng)少齒差行星傳動(dòng)( (Planetary transmission with small teeth difference) )。特點(diǎn)特點(diǎn)裝配方便、體積小，傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比大、不需要裝配方便、體積小，傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比大、不需要貴重金屬銅。貴重金屬銅。常見類型常見類型 擺線針輪傳動(dòng)擺線針輪傳動(dòng)( (Cycloidal-pin wheel planetary gearing) )；諧波齒輪傳動(dòng)諧波齒輪傳動(dòng)

32、( (Harmonic drive) )；活齒傳動(dòng)活齒傳動(dòng)( (Movable-tooth drive) )等等。等等。輸出機(jī)構(gòu)輸出機(jī)構(gòu)H12V 一、一、 漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng) K-H-V行星輪系行星輪系傳動(dòng)比傳動(dòng)比21HH2H1H2H21zznnnnnnni 2122HHVzzzii z1 z2 1時(shí)，稱為一齒差行星輪系。時(shí)，稱為一齒差行星輪系。 去掉去掉2K H型型行星輪系的小中行星輪系的小中心輪，把行星輪的齒數(shù)做成與內(nèi)心輪，把行星輪的齒數(shù)做成與內(nèi)齒輪只差齒輪只差1 4齒，就構(gòu)成了少齒差齒，就構(gòu)成了少齒差行星齒輪傳動(dòng)。行星齒輪傳動(dòng)。特點(diǎn)特點(diǎn)用于減速傳動(dòng)時(shí)，以系桿

33、用于減速傳動(dòng)時(shí)，以系桿H為為主動(dòng)件，系桿通常做成偏心軸。主動(dòng)件，系桿通常做成偏心軸。需要采用能傳遞兩平行軸回需要采用能傳遞兩平行軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)軸器作為運(yùn)動(dòng)的輸出轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)軸器作為運(yùn)動(dòng)的輸出機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)V。adhdsOhOsO1O2工程上廣泛采用的孔銷式輸出機(jī)構(gòu)工程上廣泛采用的孔銷式輸出機(jī)構(gòu)當(dāng)滿足條件當(dāng)滿足條件dh ds 2a，四個(gè)圓心的連線構(gòu)成平行四，四個(gè)圓心的連線構(gòu)成平行四邊形，銷孔和銷軸始終保持接觸。邊形，銷孔和銷軸始終保持接觸。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 傳動(dòng)比大，一級(jí)減速傳動(dòng)比傳動(dòng)比大，一級(jí)減速傳動(dòng)比iHV可達(dá)可達(dá)100，二級(jí)減速傳，二級(jí)減速傳動(dòng)比可達(dá)動(dòng)比可達(dá)10000以上。以上。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量

34、輕。與同樣傳動(dòng)比和同樣功結(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，重量可減輕率的普通齒輪減速器相比，重量可減輕1/3以上。以上。 加工裝配及維修方便。加工裝配及維修方便。 效率較高。一級(jí)傳動(dòng)效率較高。一級(jí)傳動(dòng) = =0.8% 0.87%, ,比蝸桿傳動(dòng)比蝸桿傳動(dòng)高。高。 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 由于是齒數(shù)差少的內(nèi)傳動(dòng)嚙合，為避免產(chǎn)生齒廓重由于是齒數(shù)差少的內(nèi)傳動(dòng)嚙合，為避免產(chǎn)生齒廓重疊干涉，一般需采用大嚙合角的正變位齒輪傳動(dòng)，疊干涉，一般需采用大嚙合角的正變位齒輪傳動(dòng)，徑向分力大徑向分力大, ,行星輪軸承容易損壞。行星輪軸承容易損壞。 需要輸出機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)較復(fù)雜，傳遞功率受限，一般需

35、要輸出機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)較復(fù)雜，傳遞功率受限，一般P 45kW。 應(yīng)用應(yīng)用 廣泛用于冶金機(jī)械、食品工業(yè)、石油化工、起重運(yùn)廣泛用于冶金機(jī)械、食品工業(yè)、石油化工、起重運(yùn)輸及儀表制造等行業(yè)，一般用于中、小功率傳動(dòng)。輸及儀表制造等行業(yè)，一般用于中、小功率傳動(dòng)。dsO1針輪針輪1O2針齒套針齒套a 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( (稱為擺線輪稱為擺線輪) )，固定輪采用針輪。，固定輪采用針輪。齒數(shù)差齒數(shù)差z1 z2 1當(dāng)滿足條件當(dāng)滿足條件dh ds 2a，四個(gè)圓心的，四個(gè)圓心的連線構(gòu)成平行四邊連線構(gòu)成平行四邊形，銷孔和銷軸始形，銷孔和銷軸始終保持接觸

36、。終保持接觸。dh傳動(dòng)比傳動(dòng)比銷軸銷軸擺線輪擺線輪2銷軸套銷軸套針齒銷針齒銷2122HHVzzzii 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 傳動(dòng)比大，一級(jí)減速傳動(dòng)比傳動(dòng)比大，一級(jí)減速傳動(dòng)比iHV 9 115，多級(jí)可獲得更，多級(jí)可獲得更大減速比。大減速比。 結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力高結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力高( (理論上有近半數(shù)的理論上有近半數(shù)的齒同時(shí)處于嚙合狀態(tài)齒同時(shí)處于嚙合狀態(tài)) )、使用壽命長(zhǎng)。、使用壽命長(zhǎng)。 無齒頂相碰和齒廓重疊干涉等問題。無齒頂相碰和齒廓重疊干涉等問題。 傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)90% 94%左右。左右。 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 擺線輪、針輪、輸出機(jī)構(gòu)和機(jī)殼制造精度高，工藝復(fù)擺線輪、針輪

37、、輸出機(jī)構(gòu)和機(jī)殼制造精度高，工藝復(fù)雜。雜。 要求用較好的材料，生產(chǎn)成本高。要求用較好的材料，生產(chǎn)成本高。 應(yīng)用應(yīng)用 在軍工、礦山、冶金、造船、化工等工業(yè)部門得到廣在軍工、礦山、冶金、造船、化工等工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。泛應(yīng)用。 三、三、 諧波齒輪傳動(dòng)諧波齒輪傳動(dòng) 組成組成 剛輪剛輪、柔輪柔輪、波發(fā)生器波發(fā)生器( (主動(dòng)構(gòu)件主動(dòng)構(gòu)件) ) 剛輪剛輪1柔輪柔輪2波發(fā)生器波發(fā)生器H嚙合嚙合嚙合嚙合嚙出嚙出嚙入嚙入脫開脫開脫開脫開 工作原理工作原理剛輪剛輪柔輪柔輪波發(fā)生器波發(fā)生器 波發(fā)生器旋轉(zhuǎn)時(shí)，迫使柔輪變?yōu)闄E圓，使長(zhǎng)軸兩端波發(fā)生器旋轉(zhuǎn)時(shí)，迫使柔輪變?yōu)闄E圓，使長(zhǎng)軸兩端附近的齒進(jìn)入嚙合狀態(tài)，短軸附近的齒則脫開，其余不附近的齒進(jìn)入嚙合狀態(tài)，短軸附近的齒則脫開，其余不同區(qū)段上的齒處于逐漸嚙入狀態(tài)或逐漸嚙出狀態(tài)。同區(qū)段上的齒處于逐漸嚙入狀態(tài)或逐漸嚙出狀態(tài)。 波 發(fā) 生 器 連波 發(fā) 生 器 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔輪續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔輪的變形部位也隨的變形部位也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使輪齒之轉(zhuǎn)動(dòng)，使輪齒依次進(jìn)入嚙合，依次進(jìn)入嚙合，然后又依次退出然后又依次退出