機(jī)械基礎(chǔ) 教學(xué)最好的PPT 第六章-輪系 (公開課)

第六章輪系本章主要內(nèi)容及教學(xué)目的◆齒輪系及其分類◆定軸輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算◆周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算◆復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

◆了解輪系的組成和分類；◆掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法；

本章重點(diǎn)：周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算主要內(nèi)容教學(xué)目的§6—1輪系及其分類

輪系：用一系列互相嚙合的齒輪將主動(dòng)軸和從動(dòng)軸連接起來(lái)，這種多齒輪的傳動(dòng)裝置稱為輪系。

輪系定軸輪系（普通輪系）

周轉(zhuǎn)輪系

復(fù)合輪系

定+周

周+周

§6—1輪系及其分類

（續(xù)）一、定軸輪系及圖例

定義：指各齒輪軸線的位置都相對(duì)機(jī)架固定不動(dòng)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。（導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置）§6—1輪系及其分類

（續(xù)）二、周轉(zhuǎn)輪系及圖例定義：至少有一個(gè)齒輪的軸線（位置不固定）繞另一齒輪的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。§6—1輪系及其分類

（續(xù)）復(fù)合輪系：既含有定軸輪系又含有周轉(zhuǎn)輪系，或包含有幾個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系。三、復(fù)合輪系（混合輪系）§6—2

定軸輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算一、傳動(dòng)比大小的計(jì)算結(jié)論二、首未輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定§6—2

定軸輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）1、在首未輪的軸線相互平行時(shí)，當(dāng)兩輪轉(zhuǎn)向相同時(shí)，在其傳動(dòng)比前加注“+”來(lái)表示；而當(dāng)兩者轉(zhuǎn)向相反時(shí)，在其傳動(dòng)比前加注“－”來(lái)表示，2、首末兩軸不平行

方向用箭頭表示

在運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖上用箭頭標(biāo)明兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。傳動(dòng)比的大小計(jì)算：§6—2

定軸輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）三、惰輪（過(guò)橋齒輪）惰輪：

不改變傳動(dòng)比的大小，但改變輪系的轉(zhuǎn)向

§6—2

定軸輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）四、定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算示例如圖所示：Z1=20,Z2=40,Z2’=30,Z3=80,Z3’=30,Z4=20,Z5=15,W1=300rad/s,求W5的大小和方向。解：根據(jù)定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式可知：將齒數(shù)代入上式，即結(jié)論：齒輪5的大小為112.5rad/s，方向與齒輪1相反§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算一、周轉(zhuǎn)輪系的組成

如圖所示，黃色齒輪既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)稱為行星輪；綠色和白色齒輪和齒輪的幾何軸線的位置固定不動(dòng)稱為太陽(yáng)輪，它們分別與行星輪相嚙合；支持行星輪作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的構(gòu)件稱為行星架或系桿。行星輪、太陽(yáng)輪、行星架以及機(jī)架組成周轉(zhuǎn)輪系。一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系中，行星輪可有多個(gè)，太陽(yáng)輪的數(shù)量不多于兩個(gè)，行星架只能有一個(gè)。行星輪：周轉(zhuǎn)輪系中軸線不固定的齒輪。中心輪（太陽(yáng)輪）：軸線固定并與主軸線重合的齒輪。系桿（行星架）：周轉(zhuǎn)輪系中支撐行星輪的構(gòu)件。機(jī)架：§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）二、周轉(zhuǎn)輪系的分類根據(jù)其自由度的數(shù)目分：差動(dòng)輪系：自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系。行星輪系：自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系?！?—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）三、周轉(zhuǎn)傳動(dòng)比的計(jì)算原輪系轉(zhuǎn)化輪系基本思路：

設(shè)法使系桿H固定不動(dòng)，將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系。周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)化輪系）：

指給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加上一個(gè)“-wH”的公共角速度，使系桿H變?yōu)橄鄬?duì)固定后，所得到的假想的定軸輪系。（“相對(duì)速度法”或“反轉(zhuǎn)法”）§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）示例：周轉(zhuǎn)輪系加上一公共角速度“-wH”后，各構(gòu)件的角速度：轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i13H

可按定軸輪系傳動(dòng)比的方法求得：一般的計(jì)算公式：§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）注意事項(xiàng)：1、上式只適用于轉(zhuǎn)化輪系首末兩輪軸線平行的情況。2、齒數(shù)比之前要加“+”號(hào)或“–”號(hào)來(lái)表示各對(duì)齒輪之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系。3、將ω1、ωn、ωH

的數(shù)值代入上式時(shí)，必須同時(shí)帶“±”號(hào)。

§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）四、小結(jié)①在周轉(zhuǎn)輪系各輪齒數(shù)已知的條件下，如果給定w1、wn和wH中的兩個(gè)，第三個(gè)就可以由上式求出。②對(duì)于行星輪系，有一個(gè)中心輪的轉(zhuǎn)速為零，這時(shí)在另一中心輪和系桿的角速度中，只要再給定一個(gè)，其運(yùn)動(dòng)便是確定的了，利用上式便求出該輪系的傳動(dòng)比為：§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）五、周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算示例例1：在圖示的輪系中，設(shè)z1=z2=30,z3=90,試求在同一時(shí)間內(nèi)當(dāng)構(gòu)件1和3的轉(zhuǎn)數(shù)分別為n1=1,n3=-1(設(shè)逆時(shí)針為正)時(shí)，nH及i1H的值。解：此輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為：（負(fù)號(hào)表明二者的轉(zhuǎn)向相反）§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）例2:在圖示的周轉(zhuǎn)輪系中，設(shè)已知z1=100,z2=101,z2’=100,試求傳動(dòng)比iH1。解：輪3為固定輪(即n3=0)該輪系為行星輪系，其傳動(dòng)比：

當(dāng)系桿（行星架）轉(zhuǎn)10000轉(zhuǎn)時(shí)，輪1轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向與系桿的轉(zhuǎn)向相同。例2（續(xù)）:在圖示的周轉(zhuǎn)輪系中，設(shè)已知z1=100,z2=101,z2’=100,試求傳動(dòng)比iH1。§6—3

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）若將z3由99改為100，則當(dāng)系桿轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)時(shí)，輪1反向轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。注意：行星輪系中從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向不僅與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向有關(guān)，而且與輪系中各輪的齒數(shù)有關(guān)?！?—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算在計(jì)算混合輪系傳動(dòng)比時(shí)，既不能將整個(gè)輪系作為定軸輪系來(lái)處理，也不能對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的辦法。復(fù)合（混合）輪系：既含有定軸輪系又含有周轉(zhuǎn)輪系，或包含有幾個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系。一、基本概念及計(jì)算方法§6—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）關(guān)鍵是先要把其中的周轉(zhuǎn)輪系部分劃分出來(lái)首先找出行星輪，然后找出系桿，以及與行星輪相嚙合的所有中心輪。每一系桿，連同系桿上的行星輪和與行星輪相嚙合的中心輪就組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系在將周轉(zhuǎn)輪系一一找出之后，剩下的便是定軸輪系部分。復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算的一般步驟：周轉(zhuǎn)輪系的找法：1.正確劃分輪系中的定軸輪系部分和周轉(zhuǎn)輪系。3.將各傳動(dòng)比關(guān)系式聯(lián)立求解。2.分別計(jì)算各輪系的傳動(dòng)比?！?—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）1）劃分輪系：b.

由齒輪2

’、3、4及系桿H所組成的周轉(zhuǎn)輪系部分。2）計(jì)算各輪系傳動(dòng)比a.

定軸輪系部分例1:如圖所示的輪系中，設(shè)已知各輪齒數(shù)，試求其傳動(dòng)比。解：a.

由齒輪1、2組成定軸輪系部分；§6—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）輪系的傳動(dòng)比b.

周轉(zhuǎn)輪系部分3）將（1）、（2）聯(lián)立求解：§6—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）例2：圖示為一電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的減速器運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,已知各輪齒數(shù),試求:傳動(dòng)比i15a）雙聯(lián)行星輪2-2’，中心輪1、3，和系桿H（齒輪5）組成一個(gè)差動(dòng)輪系；解：

1）輪系劃分b）齒輪3’、4、5組成定軸輪系a）差動(dòng)輪系部分：2）計(jì)算各輪系傳動(dòng)比§6—4

復(fù)合（混合）輪系及其傳動(dòng)比的計(jì)算（續(xù)）b）定軸輪系部分3）聯(lián)立(1)、(2)求解一、實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)：§6—5

輪系的應(yīng)用

利用輪系可以使一個(gè)主動(dòng)軸帶動(dòng)若干個(gè)從動(dòng)軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)，并獲得不同的轉(zhuǎn)速。（機(jī)械式鐘表）（某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)圖）二、獲得較大的傳動(dòng)比§6—5

輪系的應(yīng)用（續(xù)）

采用周轉(zhuǎn)輪系，可以在使用很少的齒輪并且也很緊湊的條件下，得到很大的傳動(dòng)比?！?—5

輪系的應(yīng)用（續(xù)）三、實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)在主軸轉(zhuǎn)速不變的條件下，利用輪系可使從動(dòng)軸得到若干種轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)。§6—5

輪系的應(yīng)用（續(xù)）四、實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)

在主軸轉(zhuǎn)向不變的條件下，可以改變從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向。（車床走刀絲杠的三星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)）§6—5

輪系的應(yīng)用（續(xù)）五、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)在周轉(zhuǎn)輪系中，多采用多個(gè)行星輪的結(jié)構(gòu)形式，各行星輪均勻地分布在中心輪四周，如圖所示。這樣，載荷由多對(duì)齒輪承受，可大大提高承載能力；又因多個(gè)行星輪均勻分布，可大大改善受力狀況此外，采用內(nèi)嚙合又有效地利用了空間，加之其輸入軸與輸出軸共線，可減小徑向尺寸。因此可在結(jié)構(gòu)緊湊的條件下，實(shí)現(xiàn)大功率傳動(dòng)?！?—5

輪系的應(yīng)用（續(xù)