機(jī)械原理-齒輪系及其設(shè)計(jì)課件

§11-1齒輪系及其分類§11-2定軸輪系的傳動(dòng)比§11-3周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比§11-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比§11-8其他新型行星齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介§11-7行星輪系的類型選擇及設(shè)計(jì)的基本知識(shí)第11章齒輪系及其設(shè)計(jì)§11-5輪系的功用§11-6行星輪系的效率§11-1齒輪系及其分類§11-2定軸輪系的傳動(dòng)比§111輪系：用一系列相互嚙合的齒輪將主動(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。輪系應(yīng)用舉例

導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置§11-1齒輪系及其分類輪系：用一系列相互嚙合的齒輪將主動(dòng)軸和從動(dòng)軸連接起來(lái)，這種多2汽車后輪中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)12345應(yīng)用1

應(yīng)用2汽車后輪中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)12345應(yīng)用1應(yīng)用23輪系定軸輪系所有齒輪幾何軸線位置固定空間定軸輪系平面定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系某些齒輪幾何軸線有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)行星輪系(F

1)差動(dòng)輪系(F

2)復(fù)合輪系由定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系組合而成根據(jù)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各個(gè)齒輪的軸線相對(duì)于機(jī)架的位置是否都是固定的，將輪系分為：輪系定軸輪系所有齒輪幾何軸線位置固定空間定軸輪系平面定軸輪系4平面定軸輪系空間定軸輪系輸入輸出輸出（1）定軸輪系所有齒輪幾何軸線位置固定。平面定軸輪系空間定軸輪系輸入輸出輸出（1）定軸輪系5平面定軸輪系312平面定軸輪系3126空間定軸輪系1323'44'5空間定軸輪系1323'44'57（2）周轉(zhuǎn)輪系輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，至少有一個(gè)齒輪軸線的位置不固定，而是繞某一固定軸線回轉(zhuǎn)，則稱該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。(mvi)周轉(zhuǎn)輪系（2）周轉(zhuǎn)輪系(mvi)周轉(zhuǎn)輪系8基本構(gòu)件

行星輪——2

行星架（系桿、轉(zhuǎn)臂）——H

中心輪（太陽(yáng)輪）——1、3

機(jī)架周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系的組成基本構(gòu)件行星輪——2周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系的組成9F=1

（有一個(gè)中心輪作了機(jī)架）F=2（中心輪都是轉(zhuǎn)動(dòng)的）H123o112o2H3中心輪行星輪轉(zhuǎn)臂差動(dòng)輪系按自由度的數(shù)目分類行星輪系F=1（有一個(gè)中心輪作了機(jī)架）F=2（中心輪都是10321341234421行星輪系：自由度F＝1的周轉(zhuǎn)輪系。差動(dòng)輪系行星輪系中心輪是轉(zhuǎn)動(dòng)，還是固定？差動(dòng)輪系：自由度F＝2的周轉(zhuǎn)輪系。321341234421行星輪系：自由度F＝1的周轉(zhuǎn)輪系。差11雙排2K－H型單排2K－H型根據(jù)基本構(gòu)件不同分類2K－H型3K型K－H－

V型雙排2K－H型單排2K－H型根據(jù)基本構(gòu)件不同分類2K－H123K型3K型13周轉(zhuǎn)輪系定軸輪系435H126123H145H2周轉(zhuǎn)輪系2周轉(zhuǎn)輪系1復(fù)合輪系1復(fù)合輪系2（3）復(fù)合輪系由基本周轉(zhuǎn)輪系與定軸輪系或者由幾個(gè)周轉(zhuǎn)輪系組成的輪系，稱為混合輪系。周轉(zhuǎn)輪系定軸輪系435H126123H145H2周轉(zhuǎn)輪系2周14輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果各齒輪軸線的位置都固定不動(dòng)，則稱之為定軸輪系（或稱為普通輪系）。3124(mvi)§11-2定軸輪系的傳動(dòng)比多級(jí)定軸輪系輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果各齒輪軸線的位置都固定不動(dòng)，15

輪系傳動(dòng)比的計(jì)算，包括確定iij的大小和輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)向關(guān)系。

定義

輪系輸入軸的角速度(或轉(zhuǎn)速)與輸出軸的角速度(或轉(zhuǎn)速)之比，稱為輪系的傳動(dòng)比，常用iij表示，即1.傳動(dòng)比大小的計(jì)算輪系傳動(dòng)比的計(jì)算，包括確定iij的大小和輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)16齒輪1為主動(dòng)輪，齒輪5為從動(dòng)輪惰輪齒輪1為主動(dòng)輪，齒輪5為從動(dòng)輪惰輪17

結(jié)論

定軸輪系的傳動(dòng)比

所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積齒輪1為主動(dòng)輪，齒輪5為從動(dòng)輪1323

44

5結(jié)論定軸輪系的傳動(dòng)比所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積所有主動(dòng)輪18（1）.平面定軸輪系（各齒輪軸線相互平行）惰輪2.首、末輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定

法一：當(dāng)輪系的主、從動(dòng)輪軸線平行時(shí)，內(nèi)嚙合時(shí)兩者轉(zhuǎn)向相同用“

”號(hào)表示；外嚙合時(shí)兩者轉(zhuǎn)向相反，用“

”號(hào)表示。（1）.平面定軸輪系（各齒輪軸線相互平行）惰輪2.首、末輪轉(zhuǎn)19機(jī)械原理-齒輪系及其設(shè)計(jì)ppt課件20'12334'45法二：用畫箭頭的方法確定w1w5(mvi)定軸輪系'12334'45法二：用畫箭頭的方法確定w1w5(mvi)21（2）.輪系中的齒輪的幾何軸線不平行錐齒輪方向：相對(duì)或相背蝸輪蝸桿：當(dāng)交錯(cuò)角Σ＝90o時(shí)，蝸輪蝸桿旋向相同，主動(dòng)輪，左旋用左手，右旋用右手，四指為旋轉(zhuǎn)方向，大拇指的反向是嚙合點(diǎn)處從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)方向。（2）.輪系中的齒輪的幾何軸線不平行錐齒輪方向：相對(duì)或相背22定軸輪系中各輪幾何軸線不都平行，但是輸入、輸出輪的軸線相互平行的情況傳動(dòng)比方向判斷：畫箭頭表示：在傳動(dòng)比大小前加正負(fù)號(hào)定軸輪系中各輪幾何軸線不都平行，但是輸入、輸出輪的軸線相互平23輸入、輸出輪的軸線不平行的情況傳動(dòng)比方向判斷表示畫箭頭輸入、輸出輪的軸線不平行的情況傳動(dòng)比方向判斷畫箭頭241233'44'51233'44'525定軸輪系的傳動(dòng)比

轉(zhuǎn)向：法（只適合所有齒輪軸線都平行的情況）畫箭頭法（適合任何定軸輪系）結(jié)果表示：±（輸入、輸出軸平行）圖中畫箭頭表示（其它情況）大小：定軸輪系的傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向：法（只適合所有齒輪軸線都平行的情況）26結(jié)論：①輪系傳動(dòng)比等于各級(jí)齒輪傳動(dòng)比的連乘積；=i12i23i3'4i4'5w2w2w3w3'w4w4'i15=w1w5z2z1(-)z3z2(+)z4z3'(-)z5z4'(-)=z3z4z5=(-1)3z1z3'

z4'

定義用imn=(-1)m所有從動(dòng)輪齒數(shù)連乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)連乘積③同時(shí)與兩個(gè)齒輪嚙合的齒輪稱為惰輪，在計(jì)算式中不出現(xiàn)，其作用表現(xiàn)為：m.結(jié)構(gòu)要求；n.改變轉(zhuǎn)向；④空間定軸輪系轉(zhuǎn)向用箭頭方式確定。其中：m,n分別為主動(dòng)輪和從動(dòng)輪；m為外嚙合齒輪的對(duì)數(shù)。②計(jì)算式為結(jié)論：①輪系傳動(dòng)比等于各級(jí)齒輪傳動(dòng)比的連乘積；=i1227給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加一個(gè)與系桿H的角速度大小相等、方向相反的公共角速度

ωH-wH213H123H00w1wHw2w3213H123H00wH1wH2wH3轉(zhuǎn)化輪系§11-3

周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比差動(dòng)輪系轉(zhuǎn)換輪系給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加一個(gè)與系桿H的角速度大小相等、方向相反的公共28構(gòu)件名稱原周轉(zhuǎn)輪系中的角速度轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件的角速度wHH

=wH

-

wH

=0注意：在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中系桿H變成了機(jī)架。給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加一個(gè)與系桿H的角速度大小相等、方向相反的公共角速度

ωH-wH213H123H00w1wHw2w3213H123H00wH1wH2wH3轉(zhuǎn)化輪系wH1

=w1-

wHwH2=w2-

wHwＨw1w2w3wH3=w3-

wH系桿Ｈ中心輪１中心輪

3行星輪

2“轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)”－－經(jīng)加上附加轉(zhuǎn)動(dòng)后所得的機(jī)構(gòu)稱為原來(lái)周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。構(gòu)件名稱原周轉(zhuǎn)輪系中的角速度轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件的角速度wHH29計(jì)算該轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)（定軸輪系）的傳動(dòng)比：213H123H00wH1wH2wH3轉(zhuǎn)化輪系iH=13w1Hw3Hw3-wH=w1-wHz2z1(-)z3z2(+)=z3z1(-)=推論：周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算式為iH=mnwmHwnHwn-wH=wm-wH(-1)r

f(z)=說(shuō)明：①r為轉(zhuǎn)化輪系中外嚙合齒輪對(duì)數(shù)；②f(z)為轉(zhuǎn)化輪系中由m傳遞至n的用齒數(shù)表示的傳動(dòng)比計(jì)算式;③對(duì)于差動(dòng)輪系，若已知兩個(gè)原動(dòng)件值，則可求出另一構(gòu)件值；若已知一原動(dòng)件值，可求出另兩構(gòu)件的傳動(dòng)比值；④對(duì)于差動(dòng)輪系，原動(dòng)件角速度有符號(hào)，需正確帶入；計(jì)算該轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)（定軸輪系）的傳動(dòng)比：213H123H00wH30213H123H00wH1wH2wH3轉(zhuǎn)化輪系iH=mnwmHwnHwn-wH=wm-wH(-1)n

f(z)=⑤對(duì)于行星輪系，因其中必有一中心輪固定，假設(shè)中心輪3固定，于是有：iH=13w1Hw3H0-wH=w1-wHz3z1(-)=0-wH/

wHw1/

wH-wH/

wHz3z1(-)=-1i1H-1z3z1(-)==iH13i1H=1-iH13imH=1-iHmn推論：213H123H00wH1wH2wH3轉(zhuǎn)化輪系iH=mnw31例1例1'例1例1'32例2'

：z1=48,z2=42，z2’=18,z3=21，n1=100r/min，n3=80r/min，方向如圖所示。求：nH2H2‘31例2'：z1=48,z2=42，z2’=18,z333例3′：z1=28，z2=18，z2’=24，z3=70

求：i1H例3′：z1=28，z2=18，z2’=24，z3=70341、計(jì)算復(fù)合輪系傳動(dòng)比的正確方法是：（1）正確區(qū)分基本輪系（2）分別列出各基本輪系傳動(dòng)比的方程式（3）找出各基本輪系之間的聯(lián)系（4）將各基本輪系傳動(dòng)比方程式聯(lián)立求解§11-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比1、計(jì)算復(fù)合輪系傳動(dòng)比的正確方法是：（1）正確區(qū)分基本輪系（352、從復(fù)合輪系中找定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的方法：找定軸輪系的方法是：如果一系列互相嚙合的齒輪的幾何軸線都是不動(dòng)的，那么這些齒輪和機(jī)架便組成一個(gè)定軸輪系。找周轉(zhuǎn)輪系的方法是：a.先找行星輪;b.再找系桿，有幾個(gè)系桿就有幾個(gè)周轉(zhuǎn)輪系;c.再找中心輪；那么這些行星輪、中心輪、行星架及機(jī)架便組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系。2、從復(fù)合輪系中找定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的方法：找定軸輪系的方法36例2例237例4′：在圖示混合輪系中，已知各輪的齒數(shù)。求i14。解：435H21w2

=wH（3）

對(duì)于定軸輪系：對(duì)于行星輪系：分析左邊為定軸輪系，右邊為周轉(zhuǎn)輪系。左右兩邊輪系的關(guān)系：例4′：在圖示混合輪系中，已知各輪的齒數(shù)。求i14。解：438例5′已知圖示的輪系中各齒輪的齒數(shù)為Z1=Z3=15，Z2’=60，Z2=Z3,

=20，Z4=65，

試求輪系的傳動(dòng)比i1H

解：右邊定軸輪系：左邊行星輪系：兩個(gè)輪系的關(guān)系混合輪系的傳動(dòng)比例5′已知圖示的輪系中各齒輪的齒數(shù)為Z1=Z3=15，Z39例6′：z1=20，z2=30，z2’=20，z3=40，z4=45，z4’=44，z5=81，z6=80求：i16122‘344‘56H解：左邊定軸輪系：右邊行星輪系：兩個(gè)輪系的關(guān)系混合輪系的傳動(dòng)比例6′：z1=20，z2=30，z2’=20，z3=4040例7′如圖所示的輪系中，已知蝸桿1為單頭右旋蝸桿，轉(zhuǎn)向如圖，轉(zhuǎn)速n1=1500r/min，各輪齒數(shù)分別為z2=50，z21=z31=30，z3=z4=z5=20，z41=40，z51=15，z6=60，求nH的大小及方向。解：左邊定軸輪系：右邊行星輪系：兩個(gè)輪系的關(guān)系由（1）（2）（3）得方向向下例7′如圖所示的輪系中，已知蝸桿1為單頭右旋蝸桿，轉(zhuǎn)向如圖，411．實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)Ⅰ123456789nm齒坯右旋單頭蝸桿單頭滾刀§11-5輪系的功用1．實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)Ⅰ123456789nm齒坯右旋單頭蝸桿單422.實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng)2.實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng)43Ⅳ12346578xyⅠⅡⅢn1n33.實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)Ⅳ12346578xyⅠⅡⅢn1n33.實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)44機(jī)械原理-齒輪系及其設(shè)計(jì)ppt課件454.實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)4.實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)465.實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成6.實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的分解7.實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)5.實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成