機械基礎輪系

機械基礎輪系第1頁/共49頁第六章輪系

在實際使用的機械設備中，依靠一對齒輪傳動往往是不夠的，需要多對或多級齒輪傳動來完成人們所預期的功用要求和工作目的，為此就有必要采用輪系。由一系列相互嚙合的齒輪組成的傳動系統(tǒng)稱為輪系。第2頁/共49頁【教學內(nèi)容】輪系分類及其應用特點定軸輪系傳動比計算定軸輪系中任意從動齒輪的轉(zhuǎn)速計算第3頁/共49頁§6—1輪系的分類及其應用特點一、輪系的分類

輪系的形式很多，按照輪系傳動時各齒輪的軸線位置是否固定分為定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和混合輪系三大類。

第4頁/共49頁定軸輪系1該機構中所有齒輪均具有固定幾何軸線位置，可以實現(xiàn)大的傳動比、變速、變向及回轉(zhuǎn)的合成或分解。1、定軸輪系第5頁/共49頁定軸輪系2

該機構中所有齒輪均具有固定幾何軸線位置，可以實現(xiàn)大的傳動比、變速及變向1、定軸輪系第6頁/共49頁1、定軸輪系

當輪系運轉(zhuǎn)時，所有齒輪的幾何軸線位置相對于機架固定不變，也稱為普通輪系。

單式輪系復式輪系回歸輪系第7頁/共49頁定軸輪系運動結構簡圖第8頁/共49頁2、周轉(zhuǎn)輪系

當輪系運轉(zhuǎn)時，至少有一個齒輪的幾何軸線相對于機架的位置是不固定的，而是繞另一個齒輪的幾何軸線轉(zhuǎn)動。

行星輪系

差動輪系注意它們之間的區(qū)別第9頁/共49頁第10頁/共49頁3、混合輪系

在輪系中，既有定軸輪系又有周轉(zhuǎn)輪系。

第11頁/共49頁知識鏈接齒輪在軸上的固定方式齒輪與軸之間的關系結構簡圖單一齒輪雙聯(lián)齒輪固定（齒輪與軸固定為一體，齒輪與軸一同轉(zhuǎn)動，齒輪不能沿軸向移動）空套（齒輪與軸空套，齒輪與軸各自轉(zhuǎn)動，互不影響）滑移（齒輪與軸周向固定，齒輪與軸一同轉(zhuǎn)動，但齒輪可沿軸向滑移）第12頁/共49頁二、輪系的應用特點1、可獲得較大的傳動比一對齒輪傳動比一般不大于3~5，imax≤8。大傳動比可用定軸輪系多級傳動實現(xiàn)，也可利用周轉(zhuǎn)輪系和復合輪系實現(xiàn)。第13頁/共49頁應用實例：啤酒大麥發(fā)酵池

為了使攪拌器緩慢移動，以達到充分攪拌的目的，在電機到移動齒輪間采用了一個行星減速器，其傳動比高達702.25。第14頁/共49頁一對齒輪受結構限制，中心距較近。2、可作較遠距離的傳動輪系節(jié)省材料、減輕重量、降低成本和空間。第15頁/共49頁增加中間輪2實現(xiàn)變向要求一對外嚙合齒輪，主、從動輪（1、3）轉(zhuǎn)向相反中間輪（惰輪或過橋輪）131323、可方便地實現(xiàn)變速和變向要求第16頁/共49頁二級變速三星輪換向機構第17頁/共49頁汽車齒輪變速箱IIIIVIII第18頁/共49頁123H45123H行星架H的轉(zhuǎn)速是輪1、3轉(zhuǎn)速的合成。汽車后橋差速器的輪系可根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑大小自動分解，nH使n1、n3符合轉(zhuǎn)彎的要求4、可合成或分解運動第19頁/共49頁非平行軸（空間）定軸輪系一、定軸輪系中各輪轉(zhuǎn)向的判斷按照輪系中各齒輪的軸線是否平行，有兩種情況：平行軸（平面）定軸輪系1、用標注箭頭來確定；2、通過數(shù)外嚙合齒輪的對數(shù)來確定外嚙合齒輪的對數(shù)為偶數(shù)，則首末兩輪轉(zhuǎn)向相同外嚙合齒輪的對數(shù)為奇數(shù)，則首末兩輪轉(zhuǎn)向相反§6—2定軸輪系傳動比計算第20頁/共49頁平面輪系空間輪系第21頁/共49頁一對圓柱齒輪傳動轉(zhuǎn)向的表達12121212外嚙合：兩輪轉(zhuǎn)向相反內(nèi)嚙合：兩輪轉(zhuǎn)向相同注：箭頭表示可見側圓周速度方向。第22頁/共49頁一對圓錐齒輪傳動轉(zhuǎn)向的表達兩箭頭同時指向嚙合點兩箭頭同時相背嚙合點1212注：蝸桿傳動按第六章。第23頁/共49頁思考！平行軸傳動的定軸輪系1233′451、用標注箭頭來確定；2、因外嚙合齒輪的對數(shù)為偶數(shù)（2對），則1、5兩輪轉(zhuǎn)向相同。如何判斷以下定軸輪系中各輪的轉(zhuǎn)向？第24頁/共49頁輪系中各輪回轉(zhuǎn)方向只能用箭頭標注在圖上。156342ⅠⅡⅣⅢ非平行軸傳動的定軸輪系思考！如何判斷以下定軸輪系中各輪的轉(zhuǎn)向？第25頁/共49頁二、傳動比1432ⅠⅡⅢ兩級齒輪傳動裝置1、傳動路線動力輸入傳動路線動力輸出在計算傳動比大小之前要先學會分析傳動路線第26頁/共49頁例1

如圖所示輪系，分析該輪系傳動路線。解該輪系傳動路線為：ⅠⅢⅡⅣⅤⅥⅠⅡⅢⅣⅤⅥ第27頁/共49頁2、傳動比計算以前述兩級齒輪傳動裝置為例，求其總傳動比。即定軸輪系的傳動比等于首末兩輪的轉(zhuǎn)速之比。由上式可知，定軸輪系的傳動比為：1432ⅠⅡⅢ傳動路線第28頁/共49頁平行軸定軸輪系中，若以1表示首輪，以k輪表示末輪，外嚙合的對數(shù)為m,則總傳動比為：當結果為正，表示首末兩輪回轉(zhuǎn)方向相同。當結果為負，表示首末兩輪回轉(zhuǎn)方向相反。注：轉(zhuǎn)向也可用箭頭在圖上依次畫出來確定。第29頁/共49頁例2

如圖所示輪系，已知各齒輪齒數(shù)及n1轉(zhuǎn)向，求i19和判定n9轉(zhuǎn)向。136897542ⅠⅥⅡⅣⅢⅤ為正，首末兩輪回轉(zhuǎn)方向相同。惰輪解：轉(zhuǎn)向也可通過在圖上依次畫箭頭來確定。注：齒輪z2的大小對總傳動比i19毫無影響，叫惰輪。第30頁/共49頁惰輪（中間輪或過橋輪）的應用惰輪惰輪加奇數(shù)個惰輪，首末兩輪轉(zhuǎn)向相同。加偶數(shù)個惰輪，首末兩輪轉(zhuǎn)向相反。惰輪只改變從動輪回轉(zhuǎn)方向，不改變傳動比大小。知識鏈接第31頁/共49頁2576431ⅠⅡⅣⅢⅤ例3如圖所示，已知z1=24，z2=28，z3=20，z4=60，z5=20，z6=20，z7=28，齒輪1為主動件。分析該機構的傳動路線；求傳動比i17；若齒輪1轉(zhuǎn)向已知，試判定齒輪7的轉(zhuǎn)向。第32頁/共49頁分析該輪系傳動路線為：ⅠⅡⅢⅣⅤ解根據(jù)公式結果為負值，說明從動輪7與主動輪1的轉(zhuǎn)向相反。各輪轉(zhuǎn)向如圖中箭頭所示。第33頁/共49頁惰輪2576431ⅠⅡⅣⅢⅤ第34頁/共49頁§6—3定軸輪系中任意從動齒輪的轉(zhuǎn)速計算一、任意從動齒輪的轉(zhuǎn)速計算由定軸輪系的傳動比：得定軸輪系中任意從動輪轉(zhuǎn)速n末：第35頁/共49頁10ⅠⅡⅢⅣ1234596781條3條1條問：Ⅳ軸可獲得幾種轉(zhuǎn)速？解：（1）找出各軸間傳動線路的數(shù)量。（2）一般情況下，變速級數(shù)等于各軸間傳動線路數(shù)量的連乘積。因此Ⅳ軸可獲得1×3×1=3種轉(zhuǎn)速。變速級數(shù)的判定6-7-8為三聯(lián)滑移齒輪滑移齒輪變速機構第36頁/共49頁分別求出該變速機構中Ⅳ軸的三種轉(zhuǎn)速各為多少？分析該變速機構的傳動路線為:Ⅰ（nⅠ

）ⅡⅢⅣ（nⅣ

）(1)5-6嚙合時

nⅣ(2)4-7嚙合時

nⅣ(3)3-8嚙合時

nⅣ例4解：第37頁/共49頁輪系末端是齒條傳動的計算簡易機床拖板箱傳動系統(tǒng)末輪z的轉(zhuǎn)速為：末輪z的移動速度為：輸入軸每回轉(zhuǎn)一周，末輪z沿齒條的移動距離為：末輪z的模數(shù)末輪z的齒數(shù)特例第38頁/共49頁練習1、如圖所示為多刀半自動車床主軸箱的傳動系統(tǒng)。已知：帶輪直徑D1=D2=180mm,z1=45，z2=72，z3=36，z4=81，z5=59，z6=54，z7=25,

z8=88.試求：當電動機轉(zhuǎn)速n1=1443r/mm時，主軸Ⅲ的各級轉(zhuǎn)速。第39頁/共49頁1-3和5-7為雙聯(lián)滑移齒輪1條2條2條ⅠⅡⅢD12486D2317

5第40頁/共49頁分析該變速機構的傳動路線為:ⅠⅡⅢ（nⅢ

）第41頁/共49頁Ⅴ軸可獲得1×2×2=4種轉(zhuǎn)速。ⅠⅡⅢD12486D2317

5（1）1-2和5-6嚙合（2）1-2和7-8嚙合（4）3-4和5-6嚙合（3）3-4和7-8嚙合nⅢnⅢnⅢnⅢ解：第42頁/共49頁練習

2、如圖所示，已知：z1=16，z2=32，z3=20，z4=40，蝸桿z5=2，蝸輪z6=40，n1=800

r/min。試分析該傳動機構的傳動路線；計算蝸輪的轉(zhuǎn)速n6并確定各輪的回轉(zhuǎn)方向。解：1234ⅠⅡⅢ56分析該變速機構的傳動路線為:Ⅰ（nⅠ

）ⅡⅢ第43頁/共49頁小結定軸輪系中各輪轉(zhuǎn)向的判斷方法：平行軸傳動的定軸輪系：1、用標注箭頭來確定；2、當外嚙合齒輪的對數(shù)為偶數(shù)，則首末兩輪轉(zhuǎn)向相同；為奇數(shù)時，則轉(zhuǎn)向相反。非平行軸傳動的定軸輪系：只能用標注箭頭來確定。定軸輪系的傳動比為：第44頁/共49頁小結1、定軸輪系中任意從動輪轉(zhuǎn)速n末：2、輪系末端是齒條傳動的計算末輪z的移動速度為：輸入軸每回轉(zhuǎn)一周，末輪z沿齒條的移動距離為：模數(shù)、齒數(shù)第45頁/共49