機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 輪系

第五章.輪系精品資料§5-1輪系的類型(lèixíng)§5-2定軸輪系及其傳動(dòng)比§5-3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比§5-4復(fù)合輪系及其傳動(dòng)比§5-5輪系的應(yīng)用§5-6幾種特殊的行星傳動(dòng)簡介精品資料調(diào)出電腦(diànnǎo)動(dòng)畫片：行星與定軸齒輪(chǐlún)系：由一系列齒輪(chǐlún)組成的傳動(dòng)稱為齒輪(chǐlún)系05swf00.swf,05swf03.swf,定軸輪系.AVI,圖5—1定軸輪系.swf定軸輪系§5-1輪系的類型精品資料周轉(zhuǎn)(zhōuzhuǎn)輪系05swf05.swf,周轉(zhuǎn)輪系1.AVI,周轉(zhuǎn)輪系1(1).AVI,三行星(xíngxīng)齒輪系.avi,周轉(zhuǎn)輪系1(2).AVI精品資料復(fù)合(fùhé)輪系齒輪系的傳動(dòng)比：輪系中首末兩輪的角速度之比，包括計(jì)算傳動(dòng)比大小和確定(quèdìng)首末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。混合輪系.swf,復(fù)合輪系.avi,精品資料122'344'5§5-2定軸齒輪(chǐlún)系及其傳動(dòng)比1、定軸齒輪系：齒輪系傳動(dòng)過程中，其各齒輪的軸線相對(xiāngduì)于機(jī)架的位置都是固定不變的。精品資料12(a)(b)212、傳動(dòng)比大小(dàxiǎo)及方向的確定05swf03.swf,精品資料(d)21(e)21(c)21錐齒輪機(jī)構(gòu)(jīgòu).avi蝸輪傳動(dòng).avi精品資料例：設(shè)輪1為首輪，輪5為末輪，已知各輪齒(lúnchǐ)數(shù)為z1，z2，…z5，求傳動(dòng)比i15.122′4′435解：1ni所有主動(dòng)輪齒數(shù)連乘積所有從動(dòng)輪齒數(shù)連乘積===11nkwwkkZ3：僅改變(gǎibiàn)轉(zhuǎn)向，惰輪精品資料3.首、末兩輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定（與齒輪傳動(dòng)(chuándòng)類型有關(guān)）1）全部由平行(píngxíng)軸圓柱齒輪組成的定軸齒輪系，可在傳動(dòng)比計(jì)算公式的齒數(shù)比前乘以（-1）m，m為外嚙合齒輪的對數(shù)。2）輪系中首、末兩輪的軸線不平行時(shí)，采用打箭頭的方式確定轉(zhuǎn)向關(guān)系。12(a)(b)21(d)21(e)2112精品資料例：鐘表傳動(dòng)示意圖如下(rúxià)。E為擒縱輪，N為發(fā)條盤，S、M及H各為秒針、分針及時(shí)針。設(shè)Z1=72，Z2=12，Z2'=64，Z3=8，Z3’=60，Z4'=60，Z5=6，Z2"=8，Z6=24，Z6’=6，問Z4、Z7各為多少？解：(1)走秒傳動(dòng)(chuándòng)，由輪1，2(2')，3(3'),4組成定軸輪系,得（a）54321NE76SMH2"2'3'4'6'精品資料(2)走分傳動(dòng)(chuándòng)，由輪1，2組成定軸輪系，得（b）(3)走時(shí)傳動(dòng)(chuándòng)，由輪1，2（2"），6（6'），7組成定軸輪系，得（c）54321NE76SMH2"2'3'4'6'精品資料因故由式（a）、（b）得故54321NE76SMH2"2'3'4'6'精品資料因故由式（b）、（c）得故本題為分路(fēnlù)傳動(dòng)的定軸輪系。各路的首末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系用傳動(dòng)比正、負(fù)號(hào)表示，并可直接用外嚙合的數(shù)目m來確定，即（-1）m。54321NE76SMH2"2'3'4'6'精品資料H§5-3周轉(zhuǎn)(zhōuzhuǎn)齒輪系及其傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)齒輪系：在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中(qízhōng)至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線運(yùn)動(dòng)的齒輪系稱為周轉(zhuǎn)齒輪系精品資料1、周轉(zhuǎn)(zhōuzhuǎn)齒輪系的特點(diǎn)05swf05.swf由行星輪、中心輪、轉(zhuǎn)臂和機(jī)架組成。行星輪繞自身幾何軸線回轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)），同時(shí)隨轉(zhuǎn)臂繞中心輪軸線回轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)）。OH312H312132中心(zhōngxīn)輪行星輪轉(zhuǎn)臂精品資料2、周轉(zhuǎn)齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算(jìsuàn)（反轉(zhuǎn)法）05swf05.swf構(gòu)件名稱各構(gòu)件的絕對角速度各構(gòu)件的相對角速度轉(zhuǎn)臂中心輪1中心輪3H31HH=H—H=01H=1—H3H=3—H轉(zhuǎn)化齒輪系的傳動(dòng)比就可以按定軸齒輪系傳動(dòng)比求解：一般計(jì)算公式：-H1H3假定(jiǎdìng)轉(zhuǎn)向相同精品資料對上式作以下(yǐxià)說明：Hz1z21）只適用于轉(zhuǎn)化齒輪系的首末輪的回轉(zhuǎn)軸線(zhóuxiàn)平行（或重合）的周轉(zhuǎn)齒輪系。2）齒數(shù)比前一定有“+”或“—”號(hào)。其正負(fù)號(hào)判定，可將轉(zhuǎn)臂H視為靜止，然后按定軸齒輪系判別主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的方法確定。3）注意1、

k、

H應(yīng)分別用正負(fù)號(hào)代入（推導(dǎo)時(shí)假定三者同向）；4）1、

k、

H三個(gè)量，須知其中任意兩個(gè)角速度的大小和轉(zhuǎn)向，才能確定第三個(gè)角速度的大小和轉(zhuǎn)向；例注意i1kH與i1K的區(qū)別精品資料例：已知齒數(shù)z1=30，z2=20，z2’=z3=

25，n1=100r/min， n3=200r/min。求nH。1H2’322’213解：1）

n1與n3同向，n1=100r/minn3=200r/min代入，可得nH=-100r/minnH=700r/min可得所求轉(zhuǎn)速的方向，須由計(jì)算結(jié)果得正負(fù)號(hào)來決定，決不能在圖形中直觀(zhíguān)判斷！2）n1與n3反向(fǎnxiànɡ)，即用n1=100r/min，n3=-200r/min代入，精品資料例５－２：在圖５－５所示的行星(xíngxīng)輪系中，各輪的齒數(shù)為Ｚ１＝２７；Ｚ２＝１７；Ｚ３＝６１；已知n1=6000r/min;求傳動(dòng)比i1H和行星(xíngxīng)架Ｈ的轉(zhuǎn)速nH．解精品資料精品資料例５－３在圖５－６所示的圓錐齒輪組成(zǔchénɡ)的差動(dòng)輪系中，已知z1=60;z2=40;z2’=z3=20,若n1和n2均為120r/min,但轉(zhuǎn)向相反,求nH的大小和方向.解精品資料F=1的行星(xíngxīng)齒輪系（K輪固定）將nk=0代入下式可得或iH1=10000可見行星(xíngxīng)輪系可實(shí)現(xiàn)很大的傳動(dòng)比。故OHK(3)H212’O1例：已知齒數(shù)z1=100，z2=101，z2’=100，z3=99，(一般用于減速傳動(dòng))精品資料3.有多個(gè)行星(xíngxīng)輪的行星(xíngxīng)齒輪系313’H422’313’H422’精品資料3421H2'例：圖示為電動(dòng)(diàndònɡ)三爪卡盤的傳動(dòng)輪系，已知Z1=6，Z2=Z2'=25，Z3=57，Z4=56。試求傳動(dòng)比i14。解：此輪系可看作由輪1、2、3和行星(xíngxīng)架H組成的行星(xíngxīng)輪系及由輪4、2'、2、3和行星(xíngxīng)架H組成的另一行星(xíngxīng)輪系組合而成。（1）在1-2-3-H組成的行星輪系中，有：精品資料3421H2'（2）在4-2'-2-3-H組成(zǔchénɡ)的行星輪系中，有：聯(lián)立求解得：精品資料§5-4復(fù)合(fùhé)齒輪系及其傳動(dòng)比122'34H精品資料1、復(fù)合齒輪系：既含有(hányǒu)定軸齒輪系，又含有(hányǒu)行星齒輪系，或者含有(hányǒu)多個(gè)行星齒輪系的傳動(dòng)。16452H3(1)(2)H'OH1232'4H輪系的傳動(dòng)比：輪系中首輪與末輪的角速度的比值傳動(dòng)比的計(jì)算內(nèi)容包括：傳動(dòng)比的大小和齒輪(chǐlún)的轉(zhuǎn)向。精品資料2、復(fù)合(fùhé)齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法2）分列(fēnliè)方程3）聯(lián)立求解d、注意聯(lián)立求解時(shí)，各單一輪系的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。4）注意符號(hào)1）分清輪系a、齒數(shù)比連乘積前的符號(hào)；b、已知轉(zhuǎn)速應(yīng)以代數(shù)量代入:即帶“+”或“-”；c、求出的轉(zhuǎn)速也帶有符號(hào)，“+”表示與假定的正方向相同，“-”表示與假定的正方向相反；2'34OH1232'4H精品資料已知：z1=30，z2=20，z2’=30，z3=

25，z4=

100n1=100r/min， 求i1H。OH1232'4H2'342）分列(fēnliè)方程3）聯(lián)立求解(qiújiě)：1）分清輪系：1-2為兩定軸輪系，2’-3-4,H為行星輪系。精品資料（方向(fāngxiàng)與n1同向）精品資料例5-4在圖5-7所示的電動(dòng)(diàndònɡ)卷揚(yáng)機(jī)減速器中,各齒輪的齒數(shù)為Z1=24;Z2=52;Z2′=21;Z3=78;Z3′=18;Z4=30;Z5=78;求i1H.解:在差動(dòng)輪(dònglún)系中:在定軸輪系中：精品資料精品資料【例5】圖所示為滾齒機(jī)中應(yīng)用的復(fù)合輪系，設(shè)已知各齒輪的齒數(shù)、、（右旋蝸桿）；又已知齒輪1的轉(zhuǎn)速為（方向如圖所示），蝸桿5的轉(zhuǎn)速為（方向如圖所示），試求傳動(dòng)比。圖8-12精品資料【解】由圖可知，齒輪3、4及行星架H組成周轉(zhuǎn)輪系，而齒輪1、2及蝸輪和蝸桿5分別(fēnbié)組成兩個(gè)定軸輪系。各部分的傳動(dòng)比分別(fēnbié)為：因而(yīnér)得：圖8-12精品資料因而(yīnér)得：而由于(yóuyú)、且轉(zhuǎn)向均相同，圖8-12精品資料故將及的值代入后，可以求得：（轉(zhuǎn)向如圖所示）于是(yúshì)，最后可以求得該復(fù)合輪系中構(gòu)件1與H的傳動(dòng)比為：

圖8-12精品資料例：已知z1=1(右旋),z1’=101,z2=99,z4’=100,z5=1(右旋),z5’=100,z2’=z4,n1=100r/min，試求轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速(zhuànsù)nH。解：1、分清(fēnqīng)輪系2、分列方程3聯(lián)立求解（方向與n2同向）2'342’-3-4,H為行星輪系；1-2，1’-5’-5-4’為兩定軸輪系。11'5'5434'2'2H精品資料例：已知:z1=50，z2=100，z3=z4=40,z4’=41,z5=39,求:i13。解:1、分清(fēnqīng)輪系:3-4-4’-5,2(H)組成(zǔchénɡ)行星輪系;1-2組成(zǔchénɡ)兩定軸輪系。2、分列方程3、聯(lián)立求解34’5214(a)(b)H2w=w5,0=w其中改變齒數(shù)可實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)！組合機(jī)床走刀機(jī)構(gòu)4'543精品資料16342'52H(a)H13'13452H2(c)圖(a)1、2、2’、3、H為F=1的行星(xíngxīng)齒輪系(a)4、5、6、H為F=1的行星(xíngxīng)齒輪系(b)(b)634152H2H1精品資料如圖(b),1、2、2'、3、H組成(zǔchénɡ)F=1的行星齒輪系142H3(a)2'4(b)1H32'2''23K型齒輪(chǐlún)系(a)齒輪3、2'、2''、4、H組成F=1的行星齒輪系(b)精品資料例：已知:z1=24，z2=33，z2'=21,z3=78,z3’=18,z4=30,z5=78，轉(zhuǎn)速(zhuànsù)n1=1500r/min.求:n5。543212'3'解:(1)分清(fēnqīng)輪系:1-2-2'-3-H(5)組成周轉(zhuǎn)輪系,3'-4-5組成定軸輪系.(2)分列方程(3)聯(lián)立解方程解得:封閉式復(fù)合輪系122'3(n5與n1轉(zhuǎn)向相同)精品資料例題(lìtí):已知Z1=28;Z2=32;Z′2=20;Z′1=24;Z4=30;m=5;nH1=150r/min;求：Z3;Z5;n1;n2;nH2;iH1H2=?解：Z3=Z1+Z2+Z′2=28+32+20=80Z5=Z′1+2×Z4=24+2×30=84;精品資料精品資料例:已知Z1=21；Z3=63Z4=Z6，求i16=？例．已知：Ｚ１＝２４；Ｚ２＝２０；Ｚ′２＝３５；Ｚ３＝４５；Ｚ′３＝２５；Ｚ４＝５５；n1=50r/min;nH=100r/min;;nH與n1同向，求n4=?精品資料例：已知Z1=21;Z2=24;Z4=18;Z5=27;n1=100r/min;求;Z3;Z6;nH2=?例：已知Z1=1;Z2=30;Z′2=25;Z3=50;Z′3=20;Z4=95;求：i1H=?精品資料精品資料精品資料精品資料精品資料§5-5輪系的應(yīng)用一．實(shí)現(xiàn)(shíxiàn)遠(yuǎn)距