機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件 08輪系

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

課程內(nèi)容第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概論第二章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖第三章平面連桿機(jī)構(gòu)第四章凸輪機(jī)構(gòu)第五章其他常用機(jī)構(gòu)第六章齒輪機(jī)構(gòu)第七章蝸桿傳動(dòng)第八章輪系第九章帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)第十章聯(lián)接第十一章軸第十二章軸承第十三章聯(lián)軸器離合器制動(dòng)器第十四章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)第八章軸系【教學(xué)內(nèi)容】8-1軸系的分類8-2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能根據(jù)工作要求正確選擇輪系；2.能正確計(jì)算定軸輪系傳動(dòng)比；3.能正確計(jì)算行星輪系的傳動(dòng)比；4.正確分析各構(gòu)件的相對運(yùn)動(dòng)速度?！局R(shí)點(diǎn)】

1.輪系的分類與功用：定軸輪系、行星輪系。

2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。

3.行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。8-1輪系的分類8-2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算一、定軸輪系當(dāng)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若其中各齒輪的軸線相對與機(jī)架的位置都是固定不變的，則該輪系稱為定軸輪系。1.定軸輪系的分類

定軸輪系又可以分為平面定軸輪系和空間定軸輪系。由軸線互相平行的圓柱齒輪組成的定軸輪系，稱為平面定軸輪系（圖8-1）。輪系中包含相交軸齒輪、交錯(cuò)軸齒輪的定軸輪系，稱為空間定軸輪系（圖8-2）圖8-1平面定軸輪系圖8-2空間定軸輪系二、行星輪系行星輪系具有一個(gè)自由度的周轉(zhuǎn)輪系。屬共軸式傳動(dòng)裝置。1.行星輪系的組成

在輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，至少一個(gè)齒輪的軸線繞另一齒輪固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，則該輪系稱為行星輪系，主要由行星齒輪、行星架（系桿）和太陽輪組成。行星輪系結(jié)構(gòu)圖8-1輪系的分類8-2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算2.行星輪系的分類（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度分類1）單級行星輪系由一個(gè)行星架及其上的行星輪和相嚙合的中心輪所構(gòu)成的輪系簡稱單級行星輪系。2）多級行星輪系由兩級及以上同類型單級行星輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的輪系稱為多級行星輪系。3）混合行星輪系由一級或多級行星輪系與定軸輪系所組成的輪系稱為混合行星輪系?；旌闲行禽喯?/p>

在行星輪系中，安裝在構(gòu)件H上的齒輪2，繞O'O'回轉(zhuǎn)又隨構(gòu)件H繞OO回轉(zhuǎn)，其運(yùn)動(dòng)類似行星自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故把齒輪2稱為行星齒輪，齒輪1和3稱為中心輪，齒輪1又稱為太陽輪，齒輪3又稱為內(nèi)齒圈。行星輪系中一般都以太陽輪、內(nèi)齒圈或行星架作為輸入或輸出構(gòu)件，稱它們?yōu)榛緲?gòu)件。8-2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算8-1輪系的分類（2）根據(jù)行星輪系自由度的不同分類差動(dòng)輪系：自由度為2的稱為差動(dòng)輪系。簡單行星輪系：自由度為1的稱為簡單行星輪系。行星輪系按中心輪個(gè)數(shù)的不同又可分為：①2K-H型行星輪系由兩個(gè)中心輪（2K）一個(gè)行星架（H）組成

②3K型行星輪系由三個(gè)太陽輪（3K）組成8-2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算8-1輪系的分類

行星輪與輸出軸V之間用等角速輸出機(jī)構(gòu)連接，以實(shí)現(xiàn)等速比的運(yùn)動(dòng)輸出，簡稱為輸出機(jī)構(gòu)（或W機(jī)構(gòu)）。當(dāng)前使用漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)和擺線少齒差傳動(dòng)，皆屬于K-H-V型行星輪系。8-2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算8-1輪系的分類③K-H-V型行星輪系由一個(gè)太陽輪（K）、一

個(gè)行星架（H）和一個(gè)輸出機(jī)構(gòu)（V)所組成的。3.行星輪系的特點(diǎn)及應(yīng)用行星輪系具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大等優(yōu)點(diǎn)，適于結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)。在國防工業(yè)、起重運(yùn)輸、礦山冶金、建筑工業(yè)等行業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。8-2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算8-1輪系的分類一、輪系的傳動(dòng)比在輪系中，輸入軸和輸出軸角速度（或轉(zhuǎn)速）之比，稱為輪系的傳動(dòng)比，常用字母“i”表示，并在其右下角用下標(biāo)表明其對應(yīng)的兩軸。計(jì)算輪系的傳動(dòng)比時(shí)，既要確定傳動(dòng)比的大小，又要確定輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向關(guān)系。8-1軸系的分類8-2

定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

二、傳動(dòng)比的計(jì)算圖a為一對外嚙合圓柱齒輪，兩輪轉(zhuǎn)向相反，其傳動(dòng)比規(guī)定為負(fù)，表示為圖b為一對內(nèi)嚙合圓柱齒輪，兩輪轉(zhuǎn)向相同，其傳動(dòng)比規(guī)定為正，表示為

a外嚙合

b內(nèi)嚙合c錐齒輪傳動(dòng)還可用畫箭頭的方法標(biāo)注兩輪的轉(zhuǎn)向。對外嚙合齒輪，可用反方向箭頭表示；內(nèi)嚙合時(shí)，則用同方向箭頭表示；對錐齒輪傳動(dòng)，可用兩箭頭同時(shí)指向或背離嚙合處來表示兩軸的實(shí)際轉(zhuǎn)向；以上可概括為“箭頭對箭頭、箭尾對箭尾”。8-2

定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

8-1軸系的分類

a外嚙合

b內(nèi)嚙合c錐齒輪傳動(dòng)圖8-9所示空間定軸輪系，各輪齒數(shù)為z1，z2，z3，z3'，z4；軸I、II、III、IV的轉(zhuǎn)速分別為n1，n2，n3，n4。為確定其傳動(dòng)比的大小，可由該輪系中各對齒輪的傳動(dòng)比求出因圖示輪系中含有空間齒輪傳動(dòng)（錐齒輪傳動(dòng)），故只能用畫箭頭的方法確定其轉(zhuǎn)向。圖8-9空間定軸輪系8-2

定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

8-1軸系的分類由以上分析可推得確定定軸輪系傳動(dòng)比的一般計(jì)算公式。設(shè)輪1為首輪，輪k為末輪，其間共有（k-1）對相嚙合齒輪，則可得定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法：1）定軸輪系的總傳動(dòng)比等于組成該輪系的各對齒輪傳動(dòng)比的連乘積，即

（8-2）2）定軸輪系總傳動(dòng)比的大小，等于各對嚙合齒輪中所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積與所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積之比，即=從首輪至末輪所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積/從首輪至末輪所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積8-1軸系的分類8-2

定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

3）定軸輪系主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向，可用兩種方法判定。標(biāo)注箭頭的方法用于包含空間齒輪傳動(dòng)的一般情況。若定軸輪系中主、從動(dòng)輪軸線相互平行，則其傳動(dòng)比有正、負(fù)之分，其含義為主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相同或相反。對全部由圓柱齒輪組成的定軸輪系，其傳動(dòng)比的正，負(fù)決定于外嚙合齒輪的對數(shù)m，因?yàn)槌霈F(xiàn)一對外嚙合齒輪，兩軸轉(zhuǎn)向即改變一次，因此可用（-1）m判定。此時(shí)，可直接由下式計(jì)算

從1至k各從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積/從1至k各主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積(注意：改變輪系的從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的齒輪，稱為惰輪或過橋齒輪。）8-1軸系的分類8-2

定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

8-1軸系的分類8-2

定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

例8-1一重物提升裝置如圖8-12所示。其中各輪齒數(shù)為z1=20，z2=50，z2'=16