輪系及其設(shè)計(jì)課件

輪系及其設(shè)計(jì)§11-1輪系的類型與應(yīng)用一、輪系的分類1．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)，則稱之為定軸輪系（或稱為普通輪系）。3124(avi)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。321341234421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。差動(dòng)輪系行星輪系(avi)3．混合輪系既包括定軸輪系，又包括周轉(zhuǎn)輪系，或由多個(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周轉(zhuǎn)輪系1(avi)(avi)二、輪系的功用1．實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)兩軸之間的傳動(dòng)2．實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)Ⅰ123456789BA齒坯右旋單頭蝸桿單頭滾刀(avi)3．實(shí)現(xiàn)變速變向傳動(dòng)Ⅳ12346578xyⅠⅡⅢn1n35n13HH221n342L4．實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解運(yùn)動(dòng)輸入運(yùn)動(dòng)輸出運(yùn)動(dòng)輸出r'12334'45§11-2定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算一、輪系傳動(dòng)比的定義w1

輸入軸與輸出軸之間的角速度之傳動(dòng)比:w5包含兩個(gè)方面：大小與轉(zhuǎn)向(avi)二、平面定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算輪系中各對嚙合齒輪的傳動(dòng)比為：i12=w1w2=z3z2=-z2z1i23=w2w3=-z4z3'i3'4=w3'w4'12334'45w1w5=-z5z4'i4‘5=w4'w5且：w3=w3

'，

w4=w4'結(jié)論：①輪系傳動(dòng)比等于各級齒輪傳動(dòng)比的連乘積；②計(jì)算式為=i12i23i3'4i4'5此輪系傳動(dòng)比為：w2w2w3w3'w4w4'i15=w1w5z2z1(-)z3z2(+)z4z3'(-)z5z4'(-)=z3z4z5=(-1)3z1z3'

z4'

i12=w1w2=-z2z1=z3z2i23=w2w3=-z4z3'i3'4=w3'w4'12334'45w1w5=-z5z4'i4‘5=w4'w5，，，定義用iAB

=(-1)n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：A.結(jié)構(gòu)要求；B.改變轉(zhuǎn)向；④首末兩輪相對轉(zhuǎn)向還可用尖頭方式確定。其中：A,B分別為主動(dòng)輪和從動(dòng)輪；n為外嚙合齒輪的對數(shù)。三、空間定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算特點(diǎn)：

①轉(zhuǎn)向關(guān)系需使用箭頭方式獲取和表示；iAB

=所有從動(dòng)輪齒數(shù)連乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)連乘積v②輪系傳動(dòng)比大小的計(jì)算方式同平面定軸輪系一致，即1233'44'5(avi)(avi)(avi)§11-3周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比中心輪中心輪行星輪系桿特點(diǎn)：①有一個(gè)軸線不固定的齒輪；②兩個(gè)中心輪與系桿共軸線；③一個(gè)中心輪固定為行星輪系；中心輪都運(yùn)動(dòng)為差動(dòng)輪系。

213H123H000太陽輪給整個(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)化輪系轉(zhuǎn)化輪系(avi)差動(dòng)輪系(avi)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

=ABwAHwBHwB-wH=wA-wH(-1)n

f(z)=說明：①n

為轉(zhuǎn)化輪系中外嚙合齒輪對數(shù)；②f(z)為轉(zhuǎn)化輪系中由A傳遞至B的用齒數(shù)表示的傳動(dòng)比計(jì)算式。③對于差動(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對于差動(dòng)輪系，原動(dòng)件角速度有符號，需正確帶入；213H123H00wH1wH2wH3轉(zhuǎn)化輪系iH

=ABwAHwBHwB-wH=wA-wH(-1)n

f(z)=⑤

對于行星輪系，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

/

wH

w1/

wH

-wH

/

wH

z3z1(-)=-1i1H-1z3z1(-)==iH13i1H=1-iH13iAH

=1-iHAB推論：其中：B為固定中心輪B§11-4混合輪系的傳動(dòng)比

在圖(b)中，因?yàn)橐话闱闆r下，wH1≠

wH2

，所以不任給系統(tǒng)一個(gè)(-wH1)或(-wH2)都無法同時(shí)使兩系桿禁止。把這種由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系或者由兩個(gè)以上的周轉(zhuǎn)輪系組成的，不能直接用反轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)化為定軸輪系的輪系，稱為混合輪系。435H2(a)1wH-wHH'6123H145H2(b)例：在圖示混合輪系中，已知各輪的齒數(shù)。求i14。解：因?yàn)?35H21w2

=wHi14=w1w4=w1w2wHw4而=i12iH4

所以問題轉(zhuǎn)化為分別求解定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。對于定軸輪系有