第六章輪系及其設(shè)計(jì)

1、第六章第六章 輪系及其設(shè)計(jì)輪系及其設(shè)計(jì) 6-1 輪系的類型和應(yīng)用輪系的類型和應(yīng)用 6-2 輪系的傳動(dòng)比計(jì)算輪系的傳動(dòng)比計(jì)算 6-3 行星輪系的效率行星輪系的效率 6-4 行星輪系的設(shè)計(jì)行星輪系的設(shè)計(jì) 6-5 其他行星傳動(dòng)簡(jiǎn)介其他行星傳動(dòng)簡(jiǎn)介 在實(shí)際機(jī)械中，為在實(shí)際機(jī)械中，為了滿足不同的工作需要，了滿足不同的工作需要，僅用一對(duì)齒輪組成的齒僅用一對(duì)齒輪組成的齒輪機(jī)構(gòu)往往是不夠的。輪機(jī)構(gòu)往往是不夠的。例如在機(jī)床中，為了使例如在機(jī)床中，為了使主軸獲得多級(jí)轉(zhuǎn)速；在主軸獲得多級(jí)轉(zhuǎn)速；在鐘表中為了使時(shí)針、分鐘表中為了使時(shí)針、分針和秒針的轉(zhuǎn)速具有一針和秒針的轉(zhuǎn)速具有一定的比例關(guān)系。定的比例關(guān)系。 主動(dòng)輪主動(dòng)輪

2、 從動(dòng)輪從動(dòng)輪 一對(duì)圓柱齒輪，一對(duì)圓柱齒輪，傳動(dòng)比不大于傳動(dòng)比不大于57時(shí)針：時(shí)針：1圈圈分針：分針：12圈圈秒針：秒針：720圈圈12小時(shí)小時(shí)i = 12i = 60i = 720l 由一系列齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，由一系列齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，稱為齒輪系，簡(jiǎn)稱輪系。稱為齒輪系，簡(jiǎn)稱輪系。用于原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行用于原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞。6-1 輪系的類型和應(yīng)用輪系的類型和應(yīng)用定軸輪系定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系混合輪系混合輪系l輪系輪系行星輪系行星輪系 差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系1. 定軸輪系定軸輪系(ordinary gear train)l 輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中各齒

3、輪輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中各齒輪軸線位置固定不動(dòng)，這種所有軸線位置固定不動(dòng)，這種所有齒輪幾何軸線的位置在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)齒輪幾何軸線的位置在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中均不變的輪系，稱為程中均不變的輪系，稱為定軸定軸輪系（或普通輪系）。輪系（或普通輪系）。定軸輪系定軸輪系平面定軸輪系平面定軸輪系空間定軸輪系空間定軸輪系平面定軸輪系平面定軸輪系空間定軸輪系空間定軸輪系輸入輸入輸出輸出輸出輸出1223445定軸輪系定軸輪系2. 周轉(zhuǎn)輪系（周轉(zhuǎn)輪系（epicyclic gear train)l 輪系運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中至少有一個(gè)齒輪幾何軸線的位輪系運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中至少有一個(gè)齒輪幾何軸線的位置并不固定，而是繞其它齒輪的固定軸線回轉(zhuǎn)，稱置并不固定，而是繞

4、其它齒輪的固定軸線回轉(zhuǎn)，稱該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。 132HH123o112o2H3中心輪中心輪行星輪行星輪轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臂 外力矩通常由軸線固定的外力矩通常由軸線固定的系桿系桿或或中心輪中心輪輸入輸輸入輸出，這些能夠出，這些能夠承受外載荷且軸線與主軸線重合的構(gòu)承受外載荷且軸線與主軸線重合的構(gòu)件件稱為周轉(zhuǎn)輪系的稱為周轉(zhuǎn)輪系的基本構(gòu)件基本構(gòu)件。系桿系桿中心輪中心輪（主動(dòng)）（主動(dòng)）行星輪行星輪行星輪行星輪系桿系桿中心輪中心輪（主動(dòng)）（主動(dòng)）H 系桿（轉(zhuǎn)臂）系桿（轉(zhuǎn)臂）3 中心輪中心輪1 中心輪（太陽(yáng)輪）中心輪（太陽(yáng)輪）基本構(gòu)件基本構(gòu)件l 周轉(zhuǎn)輪系按自由度的數(shù)目不同，可分為差動(dòng)輪周轉(zhuǎn)輪系按自由度

5、的數(shù)目不同，可分為差動(dòng)輪系和行星輪系。系和行星輪系。2242433HLppnF1）差動(dòng)輪系）差動(dòng)輪系 兩個(gè)中心輪都不固定、自由度為兩個(gè)中心輪都不固定、自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系稱的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動(dòng)輪系。為差動(dòng)輪系。l 一個(gè)中心輪固定、自由度為一個(gè)中心輪固定、自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系稱為行的周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系。星輪系。1232333HLppnF2）行星輪系）行星輪系l根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系中根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系中基本構(gòu)件基本構(gòu)件的不同分為的不同分為:lK-中心輪，中心輪， H-系桿系桿l(2) 3K型周轉(zhuǎn)輪系型周轉(zhuǎn)輪系l(1) 2K-H型周轉(zhuǎn)輪系型周轉(zhuǎn)輪系3.混合輪系混合輪系(compound gear train)l

6、由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系或者由兩個(gè)以上的周由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系或者由兩個(gè)以上的周轉(zhuǎn)輪系所組成的輪系，稱為混合輪系。轉(zhuǎn)輪系所組成的輪系，稱為混合輪系。 l1、實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動(dòng)、實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動(dòng)2、實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)、實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng) 當(dāng)輸入軸的轉(zhuǎn)速一定時(shí)，利用輪系可將當(dāng)輸入軸的轉(zhuǎn)速一定時(shí)，利用輪系可將輸入軸的一種轉(zhuǎn)速同時(shí)傳到幾根輸出軸上，輸入軸的一種轉(zhuǎn)速同時(shí)傳到幾根輸出軸上，獲得所需的各種轉(zhuǎn)速。獲得所需的各種轉(zhuǎn)速。l3、實(shí)現(xiàn)變速變向傳動(dòng)、實(shí)現(xiàn)變速變向傳動(dòng) 輸入軸的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向不變，利用輪系可使輸輸入軸的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向不變，利用輪系可使輸出軸得到若干種轉(zhuǎn)速或改變輸出軸的轉(zhuǎn)向，這出軸得到若干種轉(zhuǎn)速或

7、改變輸出軸的轉(zhuǎn)向，這種傳動(dòng)稱為變速變向傳動(dòng)。種傳動(dòng)稱為變速變向傳動(dòng)。1n4n3n 3n 3n車床走刀絲杠的三星輪換向機(jī)構(gòu)車床走刀絲杠的三星輪換向機(jī)構(gòu)SK360普通車床普通車床l4、實(shí)現(xiàn)大速比大功率傳動(dòng)、實(shí)現(xiàn)大速比大功率傳動(dòng)兩組輪系傳動(dòng)比相同，但是結(jié)構(gòu)尺寸不同兩組輪系傳動(dòng)比相同，但是結(jié)構(gòu)尺寸不同10000i11HHv各齒廓嚙合處的徑向分力和各齒廓嚙合處的徑向分力和行星輪公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心慣性行星輪公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心慣性力得以平衡，可大大改善受力力得以平衡，可大大改善受力狀況；狀況；周轉(zhuǎn)輪系常采用多個(gè)行星輪均周轉(zhuǎn)輪系常采用多個(gè)行星輪均布的結(jié)構(gòu)形式布的結(jié)構(gòu)形式v多個(gè)行星輪共同分擔(dān)載荷，多個(gè)行星輪共同分擔(dān)

8、載荷，可以減少齒輪尺寸可以減少齒輪尺寸;在較小的外廓尺寸下，傳遞功率達(dá)在較小的外廓尺寸下，傳遞功率達(dá)2850kWl5、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解v差動(dòng)輪系可以把兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)。差動(dòng)輪系可以把兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)。)(3121nnnH z1=z3v差動(dòng)輪系的運(yùn)動(dòng)合成特性，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、計(jì)算差動(dòng)輪系的運(yùn)動(dòng)合成特性，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、計(jì)算機(jī)構(gòu)和補(bǔ)償調(diào)整等裝置中。機(jī)構(gòu)和補(bǔ)償調(diào)整等裝置中。運(yùn)動(dòng)輸入運(yùn)動(dòng)輸入運(yùn)動(dòng)輸出運(yùn)動(dòng)輸出v差動(dòng)輪系可以將一個(gè)基本構(gòu)件的主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)按所需比例分解差動(dòng)輪系可以將一個(gè)基本構(gòu)件的主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)按所需比例分解成另兩個(gè)基本構(gòu)件的不同轉(zhuǎn)動(dòng)。成另兩個(gè)基本構(gòu)件的不同轉(zhuǎn)動(dòng)

9、。4341nrLrnnrLrn v 汽車后橋的汽車后橋的差動(dòng)器能根據(jù)汽差動(dòng)器能根據(jù)汽車不同的行駛狀車不同的行駛狀態(tài)，自動(dòng)將主軸態(tài)，自動(dòng)將主軸的轉(zhuǎn)速分解為兩的轉(zhuǎn)速分解為兩后輪的不同轉(zhuǎn)動(dòng)。后輪的不同轉(zhuǎn)動(dòng)。6-2 輪系的傳動(dòng)比計(jì)算輪系的傳動(dòng)比計(jì)算l一、定軸輪系的傳動(dòng)比一、定軸輪系的傳動(dòng)比l1、傳動(dòng)比的大小、傳動(dòng)比的大小l2、首末兩輪的轉(zhuǎn)向、首末兩輪的轉(zhuǎn)向 輪系傳動(dòng)比是指輪系運(yùn)動(dòng)時(shí)其輪系傳動(dòng)比是指輪系運(yùn)動(dòng)時(shí)其輸入軸與輸輸入軸與輸出軸的角速度或轉(zhuǎn)速之比。出軸的角速度或轉(zhuǎn)速之比。l1、傳動(dòng)比的大小、傳動(dòng)比的大小1 5 輸入軸與輸出軸之間的傳動(dòng)比為輸入軸與輸出軸之間的傳動(dòng)比為:515115nni 輪系中各對(duì)

10、嚙合齒輪的傳動(dòng)比大小為：輪系中各對(duì)嚙合齒輪的傳動(dòng)比大小為：,122112zzi 233223zzi ,344343 zzi 455454 zzi 51 5432432154432312 iiii33 44 4321543215 zzzzzzzzi一般定軸輪系的傳一般定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算公式為：動(dòng)比計(jì)算公式為：所所有有主主動(dòng)動(dòng)輪輪齒齒數(shù)數(shù)連連乘乘積積到到從從所所有有從從動(dòng)動(dòng)輪輪齒齒數(shù)數(shù)連連乘乘積積到到從從BABAiBAAB 所有主動(dòng)輪齒數(shù)連乘積到從所有從動(dòng)輪齒數(shù)連乘積到從BABAiBAABl式中式中A表示輸入軸，表示輸入軸，B表示輸出軸。表示輸出軸。l 平面定軸輪系和空間定軸輪系的傳動(dòng)比平面定軸

11、輪系和空間定軸輪系的傳動(dòng)比大小均可用上式計(jì)算，但轉(zhuǎn)向的確定有不大小均可用上式計(jì)算，但轉(zhuǎn)向的確定有不同的方法。同的方法。l 2、首末兩輪的轉(zhuǎn)向、首末兩輪的轉(zhuǎn)向l（1）平面定軸輪系）平面定軸輪系如何表示一對(duì)平行軸齒輪的轉(zhuǎn)向？如何表示一對(duì)平行軸齒輪的轉(zhuǎn)向？機(jī)構(gòu)運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖動(dòng)簡(jiǎn)圖投影方向投影方向齒輪回轉(zhuǎn)方向齒輪回轉(zhuǎn)方向線速度方向線速度方向用線速度方用線速度方向表示齒輪向表示齒輪回轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)方向機(jī)構(gòu)運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖動(dòng)簡(jiǎn)圖投影方向投影方向一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比一對(duì)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。號(hào)表示外嚙合兩輪轉(zhuǎn)向相反。12zzi12=121

12、2432154323543243215443231215) 1(zzzzzzzziiiii122112zzi455454zzi344343zzi233223zzi若傳動(dòng)比的計(jì)算結(jié)若傳動(dòng)比的計(jì)算結(jié)果為正，則表示輸果為正，則表示輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)向相同，為負(fù)則表向相同，為負(fù)則表示轉(zhuǎn)向相反。示轉(zhuǎn)向相反。m為外嚙合的對(duì)數(shù)為外嚙合的對(duì)數(shù)11211) 1( kkmkkzzzzi*平面定軸輪系：平面定軸輪系：12334454321543235115) 1(zzzzzzzzil 平面定軸輪系的轉(zhuǎn)向關(guān)系可用在上式平面定軸輪系的轉(zhuǎn)向關(guān)系可用在上式右側(cè)的分式前加注右側(cè)的分式前加注(-1)m來(lái)表示，來(lái)

13、表示，m為從輸為從輸入軸到輸出軸所含外嚙合齒輪的對(duì)數(shù)。入軸到輸出軸所含外嚙合齒輪的對(duì)數(shù)。l 若傳動(dòng)比的計(jì)算結(jié)果為正，則表示輸若傳動(dòng)比的計(jì)算結(jié)果為正，則表示輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)向相同，為負(fù)則表示轉(zhuǎn)入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)向相同，為負(fù)則表示轉(zhuǎn)向相反。向相反。 l也可以在機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖上用箭頭來(lái)表示。也可以在機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖上用箭頭來(lái)表示。 l（2）空間定軸輪系）空間定軸輪系l 空間定軸輪系的傳動(dòng)比可用下式計(jì)算，但轉(zhuǎn)空間定軸輪系的傳動(dòng)比可用下式計(jì)算，但轉(zhuǎn)向關(guān)系則必須在機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖上用箭頭來(lái)表示。向關(guān)系則必須在機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖上用箭頭來(lái)表示。 11211 kkkkzzzzi如何確定空間定軸輪系中的轉(zhuǎn)向關(guān)系？如何確定空間定軸輪系中的轉(zhuǎn)向關(guān)

14、系？空間定軸輪系傳動(dòng)比前空間定軸輪系傳動(dòng)比前的的“+”、“”號(hào)沒(méi)有號(hào)沒(méi)有實(shí)際意義實(shí)際意義空間定軸輪系中含有軸空間定軸輪系中含有軸線不平行的齒輪傳動(dòng)線不平行的齒輪傳動(dòng)不不平平行行不平行不平行“+”、“”不能表示不不能表示不平行軸之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系平行軸之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系如何表示一對(duì)圓錐齒輪的轉(zhuǎn)向？如何表示一對(duì)圓錐齒輪的轉(zhuǎn)向？ 向方影投向方影投齒輪回轉(zhuǎn)方向齒輪回轉(zhuǎn)方向線速度方向線速度方向表示齒輪回表示齒輪回轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)方向機(jī)構(gòu)運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖動(dòng)簡(jiǎn)圖投影投影線速度方向線速度方向用線速度方用線速度方向表示齒輪向表示齒輪回轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)方向如何表示如何表示蝸桿蝸輪傳動(dòng)蝸桿蝸輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向？的轉(zhuǎn)向？向方影投向方影投蝸桿回轉(zhuǎn)方

15、向蝸桿回轉(zhuǎn)方向蝸輪回轉(zhuǎn)方向蝸輪回轉(zhuǎn)方向蝸桿上一點(diǎn)蝸桿上一點(diǎn)線速度方向線速度方向機(jī)構(gòu)運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖動(dòng)簡(jiǎn)圖右旋蝸桿右旋蝸桿表示蝸桿、蝸輪表示蝸桿、蝸輪回轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)方向蝸桿旋向影響蝸輪的回轉(zhuǎn)方向蝸桿旋向影響蝸輪的回轉(zhuǎn)方向如何判斷如何判斷蝸桿、蝸輪蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)向？的轉(zhuǎn)向？右旋蝸桿右旋蝸桿左旋蝸桿左旋蝸桿以左手握住蝸桿，四指以左手握住蝸桿，四指指向蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指向蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指的指向?yàn)閲Ш宵c(diǎn)處蝸指的指向?yàn)閲Ш宵c(diǎn)處蝸輪的線速度方向。輪的線速度方向。左左手手規(guī)規(guī)則則右右手手規(guī)規(guī)則則以右手握住蝸桿，四指以右手握住蝸桿，四指指向蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指向蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指的指向?yàn)閲Ш宵c(diǎn)處蝸指的指向?yàn)閲Ш宵c(diǎn)處

16、蝸輪的線速度方向。輪的線速度方向。蝸桿的轉(zhuǎn)向蝸桿的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比的大?。簜鲃?dòng)比的大?。?212zzi 齒輪的轉(zhuǎn)向齒輪的轉(zhuǎn)向：在圖上做箭頭表示。在圖上做箭頭表示。對(duì)于空間齒輪：對(duì)于空間齒輪：1212121） 對(duì)于圓錐齒輪傳動(dòng)，表示方向的箭頭應(yīng)對(duì)于圓錐齒輪傳動(dòng)，表示方向的箭頭應(yīng)該同時(shí)指向嚙合點(diǎn)即箭頭對(duì)箭頭，或同時(shí)該同時(shí)指向嚙合點(diǎn)即箭頭對(duì)箭頭，或同時(shí)背離嚙合點(diǎn)即箭尾對(duì)箭尾。背離嚙合點(diǎn)即箭尾對(duì)箭尾。2）對(duì)于蝸桿傳動(dòng)，可用左右手規(guī)則進(jìn)行判斷。）對(duì)于蝸桿傳動(dòng)，可用左右手規(guī)則進(jìn)行判斷。432154325115zzzzzzzzin5*空間定軸輪系：空間定軸輪系：2231n112233445l惰輪惰輪2332231

17、22112,zzizzi13213213221231213) 1(zzzzzziii 3 2153215zzzzzzi例例6-1：求秒針與分針的傳動(dòng)比及分針與時(shí)針的傳動(dòng)比。：求秒針與分針的傳動(dòng)比及分針與時(shí)針的傳動(dòng)比。608864601463523663zzzznniiSMl解：解：12682424111912102912zzzziiMH二、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比二、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比l 周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比不能直接計(jì)算，可將整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比不能直接計(jì)算，可將整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加上一個(gè)與系桿周轉(zhuǎn)輪系加上一個(gè)與系桿H的轉(zhuǎn)速大小相等、方的轉(zhuǎn)速大小相等、方向相反的公共轉(zhuǎn)速向相反的公共轉(zhuǎn)速（-H）使其轉(zhuǎn)化為假想的定軸

18、使其轉(zhuǎn)化為假想的定軸輪系輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法。 13132H2HH HH H1 13 32 2132H轉(zhuǎn)化后，系桿變成了機(jī)架，周轉(zhuǎn)輪系演變成定軸輪系轉(zhuǎn)化后，系桿變成了機(jī)架，周轉(zhuǎn)輪系演變成定軸輪系2H13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后，后，不改變輪系中各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但原輪系將轉(zhuǎn)不改變輪系中各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但原輪系將轉(zhuǎn)化成為一新的定軸輪系，可按定軸輪系的公式計(jì)算該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。新輪系的傳動(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轉(zhuǎn)化輪系轉(zhuǎn)化輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系給整個(gè)周

19、轉(zhuǎn)輪系加一個(gè)與系桿給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加一個(gè)與系桿H的角速度的角速度大小相等、方向相反的公共角速度大小相等、方向相反的公共角速度 H-H構(gòu)件名稱構(gòu)件名稱 原周轉(zhuǎn)輪系中原周轉(zhuǎn)輪系中各構(gòu)件的角速度各構(gòu)件的角速度轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的角速度構(gòu)件的角速度系桿系桿 0 HHHH 中心輪中心輪1 HH 11行星輪行星輪2 HH 22中心輪中心輪3 HH 33在在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中系桿系桿H變成了機(jī)架變成了機(jī)架把一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系把一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成了定軸輪系化成了定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法）周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法） 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系 定軸輪系定軸輪系（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)）（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)）

20、定軸輪系傳動(dòng)定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算公式比計(jì)算公式求解周轉(zhuǎn)輪系求解周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比的傳動(dòng)比反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法構(gòu)件名稱構(gòu)件名稱 原周轉(zhuǎn)輪系中原周轉(zhuǎn)輪系中各構(gòu)件的角速度各構(gòu)件的角速度轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的角速度構(gòu)件的角速度系桿系桿 0 HHHH 中心輪中心輪1 HH 11中心輪中心輪3 HH 33計(jì)算該轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)（定軸計(jì)算該轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)（定軸輪系）的傳動(dòng)比：輪系）的傳動(dòng)比：輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸 Hi13H 1H1 H3 H 3 )(12zz )(23zz )(13zz 1331zzHH l 周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)為周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)為一定軸輪系，一定軸輪系，因此轉(zhuǎn)化因此轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中輸入和輸出軸之間的傳動(dòng)比可用

21、定軸輪系傳機(jī)構(gòu)中輸入和輸出軸之間的傳動(dòng)比可用定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法求出，轉(zhuǎn)向也可用定軸輪系的判斷動(dòng)比的計(jì)算方法求出，轉(zhuǎn)向也可用定軸輪系的判斷方法確定。方法確定。132132313113zzzzzziHHHHH各主動(dòng)齒輪齒數(shù)乘積到各從動(dòng)齒輪齒數(shù)乘積到KAKAiHKHAHKHAHAKl推廣：推廣：l差動(dòng)輪系：差動(dòng)輪系：13311331zziHHHHH1331311zzzzH3113il若已知若已知3、H ，可求出可求出1 ，則則 ：l行星輪系：若行星輪系：若3固定固定13113031zziHHHHH1311zzHHHi11l已知已知H ，可求出可求出1 ，則則 ：l應(yīng)用上式時(shí)應(yīng)注意：應(yīng)用上式時(shí)應(yīng)

22、注意： l1）上式只適用于輸入、輸出軸軸線與系桿）上式只適用于輸入、輸出軸軸線與系桿H的回的回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)軸線重合或平行時(shí)重合或平行時(shí)的情況。的情況。l l2）式中）式中“”號(hào)的判斷方法同定軸輪系的傳動(dòng)比號(hào)的判斷方法同定軸輪系的傳動(dòng)比的正、負(fù)號(hào)判斷方法相同。的正、負(fù)號(hào)判斷方法相同。 l3）將）將A、K、H的數(shù)值代入上式時(shí)，必須同時(shí)的數(shù)值代入上式時(shí)，必須同時(shí)帶帶“”號(hào)。號(hào)。 l例例6-2：圖示：圖示2K-H型行星輪系中，已知型行星輪系中，已知Z1=100，Z2=101，Z2=100，Z3=99，試求輸入件試求輸入件H對(duì)輸出輪對(duì)輸出輪1的傳動(dòng)比的傳動(dòng)比iH1。213221131031zzzziHHHH

23、H）（l解：解：111i10000100100991010HHHHl正號(hào)機(jī)構(gòu)正號(hào)機(jī)構(gòu)當(dāng)系桿轉(zhuǎn)當(dāng)系桿轉(zhuǎn)10000轉(zhuǎn)時(shí)，輪轉(zhuǎn)時(shí)，輪1同向同向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。v若將若將z3由由99改為改為100，則，則1000010100100100100101213213 zzzziH1001100001010011 Hi當(dāng)系桿轉(zhuǎn)當(dāng)系桿轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)時(shí)，輪轉(zhuǎn)時(shí)，輪1反向反向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。1001 Hi行星輪系中行星輪系中從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向不僅與不僅與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向有關(guān)，有關(guān)，而且與輪系中而且與輪系中各輪的齒數(shù)各輪的齒數(shù)有關(guān)。有關(guān)。l負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu) 2132313113zzzziHHHHH875. 12

24、4287018 例例6-3：z1=28，z2=18， z2=24，z3=70求求： i1H875.101HH875. 2875. 1111HHiH1H3例例6-4：z1=z2=48，z2=18, z3=24， 1 1=250 =250 rad/srad/s， 3 3= 100 = 100 rad/srad/s，方向如圖所示。求方向如圖所示。求： H 34100250HH2H231132132313113 zzzziHHHHH341848244850HH1H3H2v1v313zz=1例例6-5:圖示汽車差速器中：圖示汽車差速器中： Z1= Z3 ，nH= n4n1 =n3 當(dāng)汽車走直線時(shí)，若不打

25、滑：當(dāng)汽車走直線時(shí)，若不打滑：22H45差速器差速器HHHnnnni3113汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車體將以汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車體將以繞繞P點(diǎn)旋轉(zhuǎn)：點(diǎn)旋轉(zhuǎn)： 2Lv1v3PV1=(r-L) V3=(r+L) n1 /n3 = V1 / V3r轉(zhuǎn)彎半徑，轉(zhuǎn)彎半徑，該輪系根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑該輪系根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑r大小自動(dòng)分解大小自動(dòng)分解nH使使n1 、n3符合轉(zhuǎn)彎的要求符合轉(zhuǎn)彎的要求= (r-L) / (r+L) 2L輪距輪距13r式中行星架的轉(zhuǎn)速式中行星架的轉(zhuǎn)速nH由發(fā)動(dòng)機(jī)提供由發(fā)動(dòng)機(jī)提供，1133113zznnnniHHH312nnnH431nnnnH4131nrLrnLrLrnn43nrLrnl汽車左轉(zhuǎn)彎：汽車左轉(zhuǎn)彎：

26、l汽車直線行駛：汽車直線行駛：v1v3 2Lv1v3Pr122112ZZiHHHHkHHkHHki111=112 kkzzzz （1）只適用于轉(zhuǎn)化輪系中只適用于轉(zhuǎn)化輪系中首首、末輪與轉(zhuǎn)臂末輪與轉(zhuǎn)臂的回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)軸線平行（或重合）的行星輪系。軸線平行（或重合）的行星輪系。 o112o2H31H21H23213133113ZZiHHH1121) 1( kkmHkzzzzi對(duì)于平面齒輪系：對(duì)于平面齒輪系：“”號(hào)與輪系的結(jié)構(gòu)有關(guān)。號(hào)與輪系的結(jié)構(gòu)有關(guān)。HkHHkHHki111=112 kkzzzz（2）齒數(shù)比前一定要帶齒數(shù)比前一定要帶“+”或或“-”號(hào)，號(hào)，o112o2H31223H1223H1H223對(duì)

27、于空間齒輪系：對(duì)于空間齒輪系： 1223HHHHHi3131132132ZZZZ式中式中“-”轉(zhuǎn)化輪系中轉(zhuǎn)化輪系中1、3轉(zhuǎn)向相反。轉(zhuǎn)向相反。2312HkH1（3）式中式中、應(yīng)分別用帶應(yīng)分別用帶“+”、“-”號(hào)的數(shù)值帶入，號(hào)的數(shù)值帶入，其其“+”、“-”表示表示1、k、H三者真實(shí)轉(zhuǎn)向是否相同。三者真實(shí)轉(zhuǎn)向是否相同。例：馬鈴薯挖掘機(jī)構(gòu)中已知：例：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上式表明輪上式表明輪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。HHHi1331HH0221zz1HH033221

28、2)(zzzz13 30 02 222H Hz z2 2z z2 2z z1 1z z2 2z z3 3z z1 1z z3 3z z3 3z z1 1HH鐵鍬鐵鍬H HH H三、混合輪系的傳動(dòng)比三、混合輪系的傳動(dòng)比l 混合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算的首要問(wèn)題是劃分出定混合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算的首要問(wèn)題是劃分出定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系；再分別應(yīng)用定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系；再分別應(yīng)用定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式計(jì)算。系傳動(dòng)比的計(jì)算公式計(jì)算。abHg122 .分列方程分列方程：3.聯(lián)立求解：聯(lián)立求解：4.注意符號(hào)注意符號(hào)：行星輪行星輪 轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臂 中心輪中心輪1.分拆輪系分拆輪系：l查找周轉(zhuǎn)輪系的方法：查

29、找周轉(zhuǎn)輪系的方法：l先找先找行星輪行星輪幾何軸幾何軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪；線轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪；l再找再找系桿系桿支持行星支持行星輪的構(gòu)件；輪的構(gòu)件；l中心輪中心輪與行星輪嚙與行星輪嚙合的齒輪。合的齒輪。例例6-6:已知：已知：rpmnzznna20030030201212得.4020800200rpmnnnzznnnniHHHabHbHaHabl解：解：abHg12l例例6-7l解：解：3121321313113zzzziHHHHH6116613131 zzl1由定軸輪系由定軸輪系1-6求求611154615364 zzzzzz63636631913616131HHH由定軸輪系由定軸輪系4-5-5-1-1-

30、6求求6461H輪輪3與輪與輪6反向反向例例6-721323131131zzzziHHHHHHzzzzzzi35535335535338.5411HHi由差動(dòng)輪系由差動(dòng)輪系1-2-2-3-H由定軸輪系由定軸輪系3- 4-5輪輪1與與H同向同向l例例6-8HHHHHHizzzzi2661727171171HhHii326355335zziHhHHhHHh67.231135617211zzzzzziHHHHhHhHizzi263533105H07輪輪1與與H同向同向同心條件同心條件系桿的回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與中心輪的軸線相重合系桿的回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與中心輪的軸線相重合若采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪或高度變位齒輪傳動(dòng)，則同若采用標(biāo)

31、準(zhǔn)齒輪或高度變位齒輪傳動(dòng)，則同心條件為心條件為23rr 2321zzzz 21rr 例例：z z1 1=20=20，z z2 2=30=30， z z22=20=20， z z3 3=40=40， z z4 4=45=45， z z44=44=44， z z5 5=81=81， z z6 6=80 =80 求求： i1612234456H32020403023123113zzzzi定軸定軸99. 045808144 104654665665zzzziHHHHHH01. 099. 0166HHi行星行星兩個(gè)輪系的關(guān)系兩個(gè)輪系的關(guān)系3H混合輪系的傳動(dòng)比混合輪系的傳動(dòng)比30001. 0336116H

32、i輪輪1與輪與輪6同向同向22040122112zznni9 . 020503030nnnn 3 243B4B24 2zzzziB(1) 定軸輪系定軸輪系1、2 (2) 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系2、3、3、4、B。 9 . 0n0nnBB2min/16.2639 . 12Brnnmin/5002rnB與輪與輪1反向反向（1）行星輪系）行星輪系 2、1、7、6、 A 2253075207261A6A2A26zzzznnnni21A2nnn2300 r/min （3）行星輪系）行星輪系 3、4、5、B1252535B5B3B35zznnnni23nn 11B2nn1502300Bn r/min （02年期

33、末）年期末）B與與A反向反向圖示輪系中，已知圖示輪系中，已知151z1203z454z15 4z185z246zi16, 試求傳動(dòng)比試求傳動(dòng)比 802z（03年期末）年期末）(1) 定軸輪系定軸輪系 1、2 3161580122112zznni (2) 行星輪系行星輪系 2、3、4、4 、5、6 452412015) 1(463 423663zzzznnnniHHH1536nnHnnH623 8)n163(32nn32nn32nnn1121H16161i輪輪1與輪與輪6同向同向（05年期末）年期末）r/min 6004n572530701521324341413zzzznnnni 1、2、2、

34、3、4 行星輪系行星輪系 570441nnn4 、5 定軸輪系定軸輪系 20240455445zznni4820512451415iiir/min 304814401515inn蝸輪蝸輪5將逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)將逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) （06年期末）年期末）1) 1、2、3 為定軸輪系為定軸輪系 min/2 .20051001513rnnnH517851331zznn2) 4、5、5、6、H 為差動(dòng)輪系為差動(dòng)輪系 421186324 54656446zzzznnnniHHHmin/25. 04546rnnnnHp（07年期末）年期末）375415775zznnnnnnnniBBBBB175343620182

35、413145141zzzznnii13. 28171BABiiA與與B同向同向圖示復(fù)合輪圖示復(fù)合輪系中系中，已知，已知301z201z304z40 3z304z155z, 試求軸試求軸、之間的傳動(dòng)比（即之間的傳動(dòng)比（即i4H的大?。┑拇笮。?302z（08年期末）年期末）1) 1、5、4、4、 3 為定軸輪系為定軸輪系 2302040301413433131zzzznni2) 1、2、3、H 為差動(dòng)輪系為差動(dòng)輪系 33090133113zznnnniHHH903zHHnnnn3131133;nnnn312nn341nnH343040433434zznni3434nn31644HHnni1) 1

36、、2為定軸輪系為定軸輪系 22040122112zznnimin/60120212rn41560342423234zznnnni2) 3、4、2 為周轉(zhuǎn)輪系為周轉(zhuǎn)輪系 min/3003rn04n總總 復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)l第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和綜合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和綜合l1、有關(guān)機(jī)構(gòu)組成的基本概念、有關(guān)機(jī)構(gòu)組成的基本概念l機(jī)械、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件、機(jī)械、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件、l運(yùn)動(dòng)副、約束、自由度、運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)副、約束、自由度、運(yùn)動(dòng)鏈l2、平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算、平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算l機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件，l注意：復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束注意：復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束；l3

37、、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析l拆桿組、機(jī)構(gòu)的級(jí)別、高副低代；拆桿組、機(jī)構(gòu)的級(jí)別、高副低代；第三章第三章 連桿機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)l一、平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化一、平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化l基本形式、單移動(dòng)副的形式及演化基本形式、單移動(dòng)副的形式及演化l二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件l鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件l如何判斷機(jī)構(gòu)的類型？如何判斷機(jī)構(gòu)的類型？三、平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性三、平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性l1、壓力角和傳動(dòng)角；曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑、壓力角和傳動(dòng)角；曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角的位置；塊機(jī)構(gòu)的

38、最小傳動(dòng)角的位置；l2、極為夾角；急回運(yùn)動(dòng)；行程速比系數(shù)；哪、極為夾角；急回運(yùn)動(dòng)；行程速比系數(shù)；哪些機(jī)構(gòu)具有急回特性；些機(jī)構(gòu)具有急回特性；l3、死點(diǎn)位置；哪些機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)位置？何時(shí)出、死點(diǎn)位置；哪些機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)位置？何時(shí)出現(xiàn)？死點(diǎn)位置有何作用？現(xiàn)？死點(diǎn)位置有何作用？四、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析四、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 1、速度瞬心；瞬心數(shù)目及位置的確定三心定、速度瞬心；瞬心數(shù)目及位置的確定三心定理；用瞬心法求機(jī)構(gòu)的速度；理；用瞬心法求機(jī)構(gòu)的速度；l2、解析法分析機(jī)構(gòu)的速度、加速度、解析法分析機(jī)構(gòu)的速度、加速度l列矢量方程、坐標(biāo)方程；求速度、加速度。列矢量方程、坐標(biāo)方程；求速度、加速度。五、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)

39、計(jì)五、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)l1、函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、函數(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)l解析法解析法l2、導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)l作圖法作圖法l3、軌跡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、軌跡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)l4、按從動(dòng)件急回特性設(shè)計(jì)、按從動(dòng)件急回特性設(shè)計(jì)l作圖法作圖法l一、凸輪機(jī)構(gòu)的類型一、凸輪機(jī)構(gòu)的類型l1、凸輪機(jī)構(gòu)各部分名稱、凸輪機(jī)構(gòu)各部分名稱l2、凸輪機(jī)構(gòu)的命名、凸輪機(jī)構(gòu)的命名l3、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)l二、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律l常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其特點(diǎn)常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其特點(diǎn)三、凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理三、凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理l1、反轉(zhuǎn)法原理；、反轉(zhuǎn)法原理；l2、作圖法求凸輪輪廓（基圓半徑、行程、行程、作圖法求凸輪輪

40、廓（基圓半徑、行程、行程運(yùn)動(dòng)角、偏距等）；運(yùn)動(dòng)角、偏距等）；l3、解析法；、解析法；l4、理論輪廓；工作輪廓；、理論輪廓；工作輪廓；四、凸輪基本尺寸確定四、凸輪基本尺寸確定l1、壓力角的確定、壓力角的確定l壓力角的確定；壓力角、基圓半徑、偏距之間壓力角的確定；壓力角、基圓半徑、偏距之間的關(guān)系；如何選擇偏置的方向改善傳力性能；的關(guān)系；如何選擇偏置的方向改善傳力性能；l2、滾子半徑的選擇、滾子半徑的選擇第五章第五章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)l一、齒輪機(jī)構(gòu)的類型一、齒輪機(jī)構(gòu)的類型l二、齒廓嚙合基本定律二、齒廓嚙合基本定律l1、節(jié)圓；、節(jié)圓；l2、共軛、共軛 齒廓；齒廓；l3、齒廓嚙合基本定律、齒廓嚙合基本定律l三、漸開(kāi)線和漸開(kāi)線方程三、漸開(kāi)線和漸開(kāi)線方程l1、漸開(kāi)線形成：基圓、壓力角、曲率半徑、漸開(kāi)線形成：基圓、壓力角、曲率半徑l2、漸開(kāi)線的性質(zhì)、漸開(kāi)線的性質(zhì)l3、漸開(kāi)線方程、漸開(kāi)線方程l四、漸開(kāi)線齒廓的嚙合特性四、漸開(kāi)線齒廓的嚙合特性l1、傳動(dòng)比不變；、傳動(dòng)比不變；l2、漸開(kāi)線齒輪的可分性、漸開(kāi)線齒輪的可分性l3、嚙合線、嚙合角、嚙合線、嚙合角l五、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)及幾五、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸何尺寸l1、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓