第六章輪系及其設(shè)計

重點(diǎn)周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系傳動比的計算。內(nèi)容齒輪系及其分類定軸輪系的傳動比周轉(zhuǎn)輪系的傳動比復(fù)合輪系及其傳動比輪系的應(yīng)用§1齒輪系及其分類一、輪系1450rpm53.7rpm1.一對齒輪傳動i12=——n1n2=——Z2Z1=——d2d1=———145053.7=27設(shè)d1=53.7mm,則d2=i12d1=27×53.7=1450mm2.多對齒輪傳動1450rpm53.7rpm12345612i16=——n1n6=————n1n6

n3n2

n5n4=i12

i34

i56分步傳動設(shè)：i12=i34=i56=3則:i16=i12

i34

i56=3×3×3=27鏜桿3.復(fù)合輪系

(混合輪系)

由定軸—動軸或多個動軸輪系組成的輪系。至少有一個齒輪的軸線不固定的輪系。令d1=d3

=d5=53.7mm

1450rpm53.7rpm123456則:d2=i12d1=3×53.7=161.1mm

d4=i34d3=3×53.7=161.1mm

d6=i56d5=3×53.7=161.1mm3.輪系

——由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng).二.輪系的分類1.定軸輪系

(普通輪系)

所有齒輪軸線均固定的輪系。2.動軸輪系

(周轉(zhuǎn)輪系)12341234§2定軸輪系的傳動比一、一對齒輪的傳動比二、定軸輪系傳動比計算大小

i12=1/

2=Z2/Z1轉(zhuǎn)向（從動輪齒數(shù)積）（主動輪齒數(shù)積）負(fù)號表示輪1和輪5轉(zhuǎn)向相反。輪2稱為中介輪(惰輪、過輪)箭頭表示轉(zhuǎn)向外嚙合轉(zhuǎn)向相反取“”號內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)向相同取“+”號Z4Z3說明：1.定軸輪系的傳動比=各對齒輪傳動比的連乘積

=所有從動輪齒數(shù)的連乘積/所有主動輪齒數(shù)的連乘積2.首末兩輪的轉(zhuǎn)向相同取“+”號、轉(zhuǎn)向相異取“-”號。

（注意：若首末兩輪軸線不平行只能用箭頭表示）3.中介輪(惰輪)不影響傳動比的大小,但改變了從動輪的轉(zhuǎn)向。i14=－——Z2Z1Z4Z3123456i16=———Z2Z1Z6Z512345678i18=Z2Z1Z4Z3Z6Z5Z8Z71234§3周轉(zhuǎn)輪系的傳動比12H3一、周轉(zhuǎn)輪系及其分類名稱

1.行星輪——軸線活動的齒輪.2.系桿(行星架、轉(zhuǎn)臂)H.3.中心輪——與系桿同軸線、與行星輪相嚙合、軸線固定的齒輪.4.主軸線——系桿和中心輪所在軸線.5.基本構(gòu)件——主軸線上直接承受載荷的構(gòu)件.1234H1234H5分類1.按自由度分

F=1

——

行星輪系.F=2

——

差動輪系.12H312H3有一個中心輪固定沒有固定的中心輪2.按基本構(gòu)件分2K-H2K-H2K-H3KK-H-V萬向聯(lián)軸節(jié)周轉(zhuǎn)輪系中,任兩構(gòu)件相對于系桿H的速比,稱為該輪系的轉(zhuǎn)化輪系的傳動比（假想為定軸輪系傳動比）。二、周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算acHbacHb假定系桿固定時,所得到的“定軸輪系”,稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系。公式：1)齒數(shù)連乘積之比前的“”號取決于轉(zhuǎn)化輪系中m、n輪的轉(zhuǎn)向；2)輪m、輪n和系桿H必須是同一個周轉(zhuǎn)輪系中軸線平行或重合的三個構(gòu)件；3)nm

、nn

、nH

中，已知值應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向相同還是相反代入正負(fù)號,未知值的轉(zhuǎn)向由計算結(jié)果判定。注意:公式：若是行星輪系（設(shè)中心輪n固定）傳動比計算要點(diǎn)：

分清輪系注意符號掌握技巧差動行星acHbnb=0搭橋例1.已知Z、na

求:iaH

、iac、nH、nc解:3122’H4i14=？3K型abcdH例2.已知:Za

=100、Zb

=99、Zc

=101、Zd

=100求:iHa解:若為定軸輪系若Za

=99則iHa==-100η=0.25%abcd例3.已知:Z1

=15，Z2

=25，Z2’

=20，Z3

=60，n1=200rpm，n3=50rpm，轉(zhuǎn)向圖示。求:nH解：差動輪系的傳動比計算例4.已知:Z1

=12，Z2

=28，Z2’

=14，Z3

=54。求:iSH解:設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云z1z2z3例5：已知馬鈴薯挖掘中：z1＝z2＝z3

，求ω2，

ω3

上式表明輪3的絕對角速度為0，但相對角速度不為0。＝－1＝1ω3＝0ω2＝2ωHz1z3z3z1HH鐵鍬ωHωH模型驗證z2z2例6.abcH已知:Za

=

Zb

、na、nH,求：nb解：abcH設(shè)計：潘存云H例6：圖示圓錐齒輪組成的輪系中，已知：

z1＝33，z2＝12,z2’＝33,求i3H解:判別轉(zhuǎn)向:強(qiáng)調(diào)：如果方向判斷不對，則會得出錯誤的結(jié)論：ω3＝0。提問：事實上，因角速度ω2是一個向量，它與牽連角速度ωH和相對角速度ωH2之間的關(guān)系為：∵P為絕對瞬心，故輪2中心速度為：

V2o=r2ωH2∴ωH2＝ωHr1/r2z1z3i3H=2

系桿H轉(zhuǎn)一圈，齒輪3同向2圈=－1不成立！Why?因兩者軸線不平行ωH2

≠ω2－ωH又V2o=r1ωHωH2ωHr2r1如何求？特別注意：轉(zhuǎn)化輪系中兩齒輪軸線不平行時，不能直接計算！z2o＝ωHtgδ1＝ωHctgδ2齒輪1、3方向相反pω2=ωH+ωH2

ω2δ2δ1§4復(fù)合輪系及其傳動比一、復(fù)合輪系（由兩個以上輪系組成）判別：不能通過一次反轉(zhuǎn)得到一個定軸輪系12H31234H1234H5HHHH二、復(fù)合輪系傳動比計算由定軸輪系1-2

周轉(zhuǎn)輪系2′-3-4-H組成已知Z，求i1H例6.解:符號？輪1、系桿轉(zhuǎn)向相反例7.已知:Z

及n1的方向.求:i1H和nH

的方向.解:1.判斷和劃分輪系ⅠⅡ本復(fù)合輪系由定軸輪系Ⅰ和行星輪系Ⅱ串聯(lián)而成.用箭頭法確定空間定軸輪系各輪的轉(zhuǎn)向.2.3.i1H=i16i7H分步,傳到交界n9=0i16i7H9找固定件=

i16(1-

i79)H=————Z2Z1Z4Z3Z6Z5(1-——)-Z9

Z7=

4.i1H>0,實為i7H>0,即nH

與n7同向,如圖示.nH12345678H9n1例8求i1H周轉(zhuǎn)輪系1-2-2’-3-H定軸輪系3’-4-5補(bǔ)充方程轉(zhuǎn)速普遍方程=————nA

-

nCnB

-

nCiABC展開:(nB

-

nC

)=

nA

-

nCiABC移項:nA

=iABCnB

+(1-iABC)nC得:nA

=iABCnB

+iACBnC根據(jù)可用于求解較為復(fù)雜的復(fù)合輪系。并聯(lián)復(fù)合輪系(封閉差動輪系)特點(diǎn):必含差動輪系.其主軸線上有兩構(gòu)件與其它輪系相聯(lián).

解題時，將其主軸線上另一構(gòu)件的轉(zhuǎn)速當(dāng)作未知項處理.H1123456H2ⅠⅡ例9.已知Z，求iH12解:1.判斷和劃分輪系本復(fù)合輪系由行星輪系Ⅰ和差動輪系Ⅱ并聯(lián)而成.nH

n12.iH12=——2=i

6H2

4n4+

i

4H2

6n6n1n1=n4n6=

nHiH111i

6H2

4+i

4H2

6n3=0i3i

6H2

4+i

4H2

5H11=

所有的i

，都要變換成同輪系三構(gòu)件間的速比，且含同輪系的H.展開未知項.選用同輪系主軸線上另兩構(gòu)件配伍.i76+

i14（）51234H67567567已知：Z.求:i61567567例10解:1.判斷和劃分輪系本復(fù)合輪系由差動輪系Ⅰ和定軸輪系Ⅱ并聯(lián)而成.ⅠⅡ2.i16

=——n1n6=i1H4nH

+

i14Hn4n6n4=n5nH=n7i1H4Hi56=

i61=——n6n1分母n1為未知項，展開后太復(fù)雜i61=1/

i16

=

§5輪系的應(yīng)用1.實現(xiàn)多路輸出2.獲得較大的傳動比3.實現(xiàn)變速4.實現(xiàn)變向5.實現(xiàn)運(yùn)動的合成6.實現(xiàn)運(yùn)動的分解abcH12汽車后橋差速器(牙包)abcH12abcH12abcH122.汽車直行:3.汽車右拐彎:1.組成據(jù)例5:nb

=2nH-

na

即:na

+

nb

=2nH

∵na

=

nb

,∴na

=