輪系創(chuàng)新組合及虛擬演示實驗臺

1、JLLX型輪系創(chuàng)新組合及虛擬演示實驗臺一、 功能簡介本實驗臺是在結(jié)合高校機械教材輪系相關(guān)理論知識，并吸收了國內(nèi)教儀市場同類裝置優(yōu)點的基礎(chǔ)上精心設(shè)計的，它集搭建靈活，組裝方便，展示美觀于一體。是一款實用性強，供高校機械專業(yè)師生進行輪系創(chuàng)新設(shè)計拼裝方案的平臺。由于輪系本身具有的運動特點,尤其是周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系結(jié)構(gòu)的特殊性,如果僅就平面圖形的觀察,學生很難從實質(zhì)上理解其運動形式,容易在輪系傳動比計算或其運動分析過程中產(chǎn)生困惑.正由于輪系類型的多樣性,如:定軸輪系、差動輪系、行星輪系及復(fù)合輪系,如果對每種輪系都設(shè)計一種模型的話,必將顯得凌亂,而且在大部分結(jié)構(gòu)上重復(fù),尤其是作為實驗來講,每種輪系都需要

2、一到兩個電動機來帶動,必將造成所需電機數(shù)目及其它基本結(jié)構(gòu)的增多.為了避免上述問題,本設(shè)計按照現(xiàn)代機械原理和結(jié)構(gòu)理論,以提高學生設(shè)計思維能力、動手能力、創(chuàng)新能力為出發(fā)點,設(shè)計了一種多功能模塊化輪系實驗臺.通過定軸輪系、差動輪系、復(fù)合輪系、周轉(zhuǎn)輪系、運動分解、合成結(jié)構(gòu)互換來實現(xiàn)的.因各輪系由若干個獨立零件組成,學生可以自行組裝在一起并通過實驗來掌握各輪系的特點.二、 實驗?zāi)康?. 掌握輪系創(chuàng)新模型的使用方法及實驗原理2. 訓練學生的工程實踐動手能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設(shè)計的能力3. 加深對輪系機構(gòu)的組成原理及其運動特性的理解和感性認識。4. 了解周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系機構(gòu)的特殊性。三、 性能特點1

3、 / 121、可組成性能各異的輪系機構(gòu)系統(tǒng)，有利于培養(yǎng)機構(gòu)方案的設(shè)計能力；2、本實驗裝置各傳動系統(tǒng)層次分明，聯(lián)接可靠，不會產(chǎn)生構(gòu)件之間的運動干涉或脫離；3、該實驗裝置和聯(lián)接方式具有設(shè)計巧妙，拆裝輕松方便，結(jié)構(gòu)緊湊，元件之間的通用性好.4、實驗臺搭接調(diào)整靈活方便，各件尺寸準確；5、實驗臺能根據(jù)學生設(shè)計能力能搭接多種類型的輪系并能靈活運動、無卡滯干涉現(xiàn)象。四、實驗項目及內(nèi)容1. 2K-H型 行星輪系 16種2. 2K-H型 差動輪系 24種3. 3K周轉(zhuǎn)輪系 1種4. 定軸輪系 1種5. 復(fù)合輪系 2種6. 運動分解、合成 2種周轉(zhuǎn)輪系分類:1. 定軸輪系2. 周轉(zhuǎn)輪系平面定軸輪系:空間定軸輪系:

4、定軸輪系的傳動比計算: 當定軸輪系運轉(zhuǎn)時，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，稱為輪系的傳動比(Train ratio)，常用i表示。在一個輪系中，若設(shè)1為輪系的輸入軸，k為輸出軸，則該輪系的傳動比為i1k=1/k=n1/nk，和n分別表示軸的角速度和軸的轉(zhuǎn)速。 輪系傳動比的計算，除了需要確定i1k的大小之外，還需要確定輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)向關(guān)系。周轉(zhuǎn)輪系:1.行星輪系2. 差動輪系3. 2K-H型行星輪系4. 3K型周轉(zhuǎn)輪系 周轉(zhuǎn)輪系由行星輪(Planet gears)、太陽輪(Sun gears)和系桿組成，太陽輪又稱為中心輪，常用字母K表示；系桿又稱為轉(zhuǎn)臂或行星架(

5、Planet carrier)，常用字母H表示。 周轉(zhuǎn)輪系的太陽輪和系桿的回轉(zhuǎn)軸線必須共線，否則輪系不能運轉(zhuǎn)。周轉(zhuǎn)輪系一般都以太陽輪和系桿作為運動和動力的輸入或輸出構(gòu)件，因此它們又被稱為周轉(zhuǎn)輪系的基本構(gòu)件(Fundamental members) 。 根據(jù)自由度的不同，周轉(zhuǎn)輪系可以分為自由度為1的行星輪系(Planetary gear train)和自由度為2的差動輪系(Differential gear train)。 按基本構(gòu)件的特點，周轉(zhuǎn)輪系還可分為2K-H型周轉(zhuǎn)輪系，3K型周轉(zhuǎn)輪系等。在工程實際中應(yīng)用最多的是2K-H型的行星輪系周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算 由于周轉(zhuǎn)輪系中所有基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸共

6、線，無論行星輪的軸線方向如何，總可以根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系寫出三個基本構(gòu)件的角速度與其齒數(shù)之間的比值關(guān)系式。當已知兩個基本構(gòu)件的角速度矢量的大小和方向時，就可以利用該關(guān)系式計算出第三個基本構(gòu)件角速度的大小和方向。上式中，齒數(shù)比前的“”、“”號對計算的正確性非常重要，必須根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系(定軸輪系)中齒輪m、n的傳動關(guān)系來確定。其方法是：先假定齒輪m的轉(zhuǎn)向，按定軸輪系的傳動關(guān)系確定出齒輪n的轉(zhuǎn)向。兩者轉(zhuǎn)向相同取“”號，否則取“”號。 “”、“”號與周轉(zhuǎn)輪系中兩太陽輪的真實轉(zhuǎn)向無直接關(guān)系，即“”號并不表示兩太陽輪的真實轉(zhuǎn)向一定相同， “”號并不表示兩太陽輪的真實轉(zhuǎn)向一定相反。輪系的功能與用途

7、:1. 實現(xiàn)大傳動比傳動若僅用一對齒輪實現(xiàn)較大的傳動比，必將使兩輪的尺寸相差懸殊，外廓尺寸龐大，故一對齒輪的傳動比一般不大于8。實現(xiàn)大傳動比應(yīng)采用輪系。4. 實現(xiàn)分路傳動 此為某航空發(fā)動機附件傳動系統(tǒng)。它可把發(fā)動機主軸的運動分解成六路傳出，帶動各附件同時工作。少齒差傳動 當z2z1=1時，機構(gòu)為一齒差行星輪系，這時，iH1=-z1。 (一) 漸開線少齒差行星齒輪傳動 在圖示行星輪系中，如果取消太陽輪，而把行星輪的齒數(shù)做成與內(nèi)齒輪只差幾個齒(通常為14齒)，并安裝成圖示結(jié)構(gòu)形式，就構(gòu)成了少齒差行星齒輪傳動。這種輪系用于減速傳動時，應(yīng)以系桿H為主動件，系桿通常做成偏心軸。輸出運動為行星輪的轉(zhuǎn)動。由

8、于行星輪作一般平面運動，需要采用能傳遞兩平行軸回轉(zhuǎn)運動的聯(lián)軸器作為運動的輸出機構(gòu)，輸出機構(gòu)常用V表示。 K-H-V行星輪系 由于機構(gòu)中只有一個太陽輪，故這種輪系又稱為K-H-V行星輪系，其傳動比可根據(jù)這種輪系傳動比公式計算。 (二) 擺線針輪傳動 擺線針輪行星傳動的工作原理和結(jié)構(gòu)與漸開線少齒差行星傳動基本相同。如圖所示，由系桿H、行星輪2(擺線齒輪)和中心輪1(內(nèi)齒輪)組成。 擺線針輪行星傳動與漸開線少齒差傳動的不同之處在于齒廓曲線。其中心輪上的內(nèi)齒是帶套筒的圓柱銷形針齒，而擺線齒行星輪的齒廓曲線則是短幅外擺線的等距曲線。擺線針輪行星傳動 (三) 諧波齒輪傳動 諧波齒輪傳動的主要組成

9、部分如圖示，H為波發(fā)生器，它相當與行星輪系中的系桿；齒輪1為剛輪，其齒數(shù)為z1，它相當于中心輪；齒輪2為柔輪，其齒數(shù)為z2，可產(chǎn)生較大的彈性變形，它相當于行星輪。系桿H的外緣尺寸大于柔輪內(nèi)孔直徑，所以將它裝入柔輪內(nèi)孔后，柔輪變成橢圓形，橢圓長軸處的輪齒與剛輪相嚙合而短軸處的輪齒脫開，其他各點則處于嚙合和脫開的過渡狀態(tài)。諧波齒輪傳動六、主要技術(shù)參數(shù)1、 供電電源：220V/50HZ；（帶短路、過載、接地保護，電器元件全部采用國際電氣標準器件）2、 直流帶減速器電機功率：90W；3、 電機轉(zhuǎn)速可調(diào)：0-250rpm；4、 主實驗臺外形尺寸（mm）：1200×350×650；5、

10、 主實驗臺重量（mm）：約100Kg;6、 零件陳列柜：1600×450×1000；七、零件配置單 （ 單位：MM）序號名 稱規(guī)格型號數(shù) 量1方鋼支架1臺2支架電機底座1臺3支架立柱25×625.510根4支架墊腳4個5支架螺母10個6支架套管10個7支架銷釘10個8支架蝶形螺母M810個9平墊圈12#10個10固定電機螺栓、螺母、平墊、彈簧墊圈六角頭M6×304個11固定機座螺栓六角頭M8×254個12SPZ型V帶LP = 9002根13SPZ型V帶輪1D1 = 504只14SPZ型V帶輪2D2 = 1008只15主動軸L = 8520根16

11、主動軸L = 798根17主動軸L = 1164根18行星齒輪軸8根19C型平鍵5×1220個20C型平鍵4×128個21卡環(huán)20個22滑塊35×40×11610只23滑塊螺栓圓柱頭內(nèi)六角M8X3010個24銅套8個25軸端蓋40個26軸端蓋螺釘十字槽沉頭M5×16(全長)40個輪系齒輪表輪系名稱齒數(shù)模數(shù)軸孔d數(shù)量材料備注Z1=20m=2201件45#Z2=30m=2201件45#Z2=24m=2201件45#Z3=30m=2261件45#Z3=20m=2201件45#Z4=29m=2201件45#Z1=20m=2201件45#Z2=30m=2

12、201件45#Z2=27m=2203件45#Z3=20m=2201件45#Z4=29m=2201件45#內(nèi)齒輪Z=81m=21件45#Z1=20m=2201件45#Z2=30m=2201件45#Z2=24m=2201件45#Z3=30m=2201件45#Z3=24m=2201件45#Z4=30m=2221件45#Z4=27m=2203件45#Z5=20m=2201件45#Z6=29m=2201件45#Z1=20m=2201件45#Z2=30m=2201件45#Z2=27m=2201件45#Z2=27m=2261件45#Z4=60m=2.5201件45#Z5=30m=2.5201件45#Z5=20m=2201件45#Z6=29m=2201件45#Z11=20m=2.5201件45#1. 配套工具：序號名 稱規(guī)格型號數(shù) 量1內(nèi)六角板手1.5mm-10mm(9P)1套2活動板手6#1把3活動板手10#1把4直尺