機(jī)械原理總學(xué)時(shí)：56

內(nèi)容講授：52時(shí)實(shí)驗(yàn)：4時(shí)杭州電子科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第六章輪系及其設(shè)計(jì)31輪系及其分類(lèi)2定軸輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用6行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇目錄5輪系的應(yīng)用4§6-1輪系及其分類(lèi)輪系：由一系列齒輪組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。輪系應(yīng)用舉例“紅箭”導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置汽車(chē)后橋5§6-1輪系及其分類(lèi)輪系類(lèi)型輪系定軸輪系所有齒輪幾何軸線(xiàn)位置固定空間定軸輪系平面定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系某些齒輪幾何軸線(xiàn)有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)行星輪系(F

1)差動(dòng)輪系(F

2)復(fù)合輪系由定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系組合而成6§6-1輪系及其分類(lèi)平面定軸輪系3127§6-1輪系及其分類(lèi)空間定軸輪系1323'44'58§6-1輪系及其分類(lèi)行星輪系H1329§6-1輪系及其分類(lèi)差動(dòng)輪系H13210§6-1輪系及其分類(lèi)復(fù)合輪系142

21OOH311§6-1輪系及其分類(lèi)復(fù)合輪系2156H124H2312§6-2定軸輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用定軸輪系的傳動(dòng)比1．輪系的傳動(dòng)比右圖所示定軸輪系的傳動(dòng)比為13§6-2定軸輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用2.嚙合齒輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的表示方法（1）圓柱齒輪∵兩軸平行∴可用“+”、“-”號(hào)表示兩軸轉(zhuǎn)向相同或相反也可以用一對(duì)同向或反向的箭頭表示②內(nèi)嚙合：①外嚙合：14§6-2定軸輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用（2）圓錐齒輪∵軸線(xiàn)不平行，∴不能用“+”、“-”號(hào)表示；用一對(duì)同時(shí)指向節(jié)點(diǎn)或同時(shí)背離節(jié)點(diǎn)的箭頭表示15§6-2定軸輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用3.

定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

圖示輪系，齒輪1為主動(dòng)輪，齒輪5為從動(dòng)輪。1323

44

5結(jié)論

定軸輪系的傳動(dòng)比

所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積16§6-2定軸輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用4.

主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定通常用畫(huà)箭頭的方法確定

當(dāng)輪系的主、從動(dòng)輪軸線(xiàn)平行時(shí)，兩者轉(zhuǎn)向相同用“

”號(hào)表示；兩者轉(zhuǎn)向相反，用“

”號(hào)表示。1323

44

5不影響輪系傳動(dòng)比大小，僅改變從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的齒輪—惰輪17§6-2定軸輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用蝸桿蝸輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)向判斷右旋蝸桿左旋蝸桿18§6-2定軸輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用判斷下列輪系的傳動(dòng)關(guān)系及方向。例119§6-2定軸輪系的傳動(dòng)比及應(yīng)用判斷下列輪系的傳動(dòng)關(guān)系及方向。例220§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)輪系的組成行星輪(Planetgear)輸入輸出構(gòu)件中心輪和系桿按基本構(gòu)件的不同，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(shí)際中應(yīng)用最多的是2K

H型的行星輪系?；緲?gòu)件(Fundamentalmember)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中心輪(Centralgear)K，又稱(chēng)為太陽(yáng)輪(Sungear)系桿

(Crankarm)H，又稱(chēng)為行星架(Planetcarrier)兩者回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)位置固定并且重合21§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比2K

H型行星輪系3H1222§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比3K型周轉(zhuǎn)輪系132

2H423§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算1.周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的基本思路周轉(zhuǎn)輪系假想的定軸輪系原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：各構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變轉(zhuǎn)化方法：給整個(gè)機(jī)構(gòu)加上一個(gè)公共角速度(

H)轉(zhuǎn)化24§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比H321O1O3O2OH

H

H

1

3

23H12O1OHO3O2312O1O3O2HO1O3O2321

3H

2H

1H25§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)輪系中所有基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸共線(xiàn)，可以根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)寫(xiě)出三個(gè)基本構(gòu)件的角速度與其齒數(shù)之間的比值關(guān)系式。已知兩個(gè)基本構(gòu)件的角速度向量的大小和方向時(shí)，可以計(jì)算出第三個(gè)基本構(gòu)件角速度的大小和方向。

H321在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中的角速度(相對(duì)于系桿的角速度)原角速度構(gòu)件代號(hào)周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的角速度

1H

1

H

2H

2

H

3H

3

H

HH

H

H

1

3

2

H26§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比2.周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法求轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比iH轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)“

”號(hào)表示轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒輪1和齒輪3轉(zhuǎn)向相反周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的一般公式中心輪1、n，系桿HO1O3O2321

3H

2H

1H27§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比

是轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中1輪主動(dòng)、n輪從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比，其大小和符號(hào)完全按定軸輪系處理。正負(fù)號(hào)僅表明在該輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，齒輪1和齒輪n的轉(zhuǎn)向關(guān)系。注意事項(xiàng)：

⑴

⑵齒數(shù)比前的“

”、“

”號(hào)不僅表明在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒輪1和齒輪n的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的大小和正負(fù)號(hào)。⑶

1、

n

和

H是周轉(zhuǎn)輪系中各基本構(gòu)件的真實(shí)角速度，且為代數(shù)量。i1nH28§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比行星輪系其中一個(gè)中心輪固定(例如中心輪n固定，即

n

0)差動(dòng)輪系

1、

n

和

H三者需要有兩個(gè)為已知值，才能求解。

定義正號(hào)機(jī)構(gòu)—轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比符號(hào)為“

”。負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)—轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比符號(hào)為“

”。29§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比

常見(jiàn)2K

H型周轉(zhuǎn)輪系及其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算3H12負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)30§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比3H12負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)31§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比3H122

負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)32§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比3H12負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)33§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比122

3H正號(hào)機(jī)構(gòu)34§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比3H122

正號(hào)機(jī)構(gòu)35§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比正號(hào)機(jī)構(gòu)3H122

36§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比例3

圖示輪系，已知z1

100，z2

101，z2

100，z3

99，求傳動(dòng)比iH1。又若z3

100，其它各輪齒數(shù)不變，iH1又為多少？3H122

解

該輪系為正號(hào)機(jī)構(gòu)的行星輪系

代入各輪齒數(shù)系桿H與齒輪１轉(zhuǎn)向相同37§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比z3=1003H122

系桿H與齒輪１轉(zhuǎn)向相反38§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比例4

圖示輪系，已知z1

15，z2

25，z2

20，z3

60，n1

200r

min，n3

50r

min，試求系桿H的轉(zhuǎn)速nH的大小和方向，⑴n1、n3轉(zhuǎn)向相同時(shí)；⑵n1、n3轉(zhuǎn)向相反時(shí)。解

該輪系為負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的差動(dòng)輪系n

n1、n3轉(zhuǎn)向相同時(shí)3H122

系桿H與齒輪1、3轉(zhuǎn)向相同39§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比3H122

n1、n3轉(zhuǎn)向相反時(shí)系桿H與齒輪3轉(zhuǎn)向相同40§6-3周轉(zhuǎn)輪系的組成及傳動(dòng)比例5

圖示輪系，已知z1

20，z2

30，z2

50，z3

80，n1

50r

min，試求系桿H的轉(zhuǎn)速nH。解

該輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)為一空間定軸輪系3H122

系桿H與齒輪1轉(zhuǎn)向相同41§6-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比

2K

H型周轉(zhuǎn)輪系稱(chēng)為基本周轉(zhuǎn)輪系(Elementaryepicyclicgeartrain)。既包含定軸輪系又包含基本周轉(zhuǎn)輪系，或包含多個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系稱(chēng)為復(fù)合輪系(Combinedgeartrain)。

復(fù)合輪系的概念42§6-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比復(fù)合輪系的傳動(dòng)比1、復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法⑴正確區(qū)分基本輪系；⑵確定各基本輪系的聯(lián)系；⑶列出計(jì)算各基本輪系傳動(dòng)比的方程式；⑷求解各基本輪系傳動(dòng)比方程式。43§6-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比2、區(qū)分基本周轉(zhuǎn)輪系的思路行星輪支承系桿中心輪嚙合嚙合中心輪幾何軸線(xiàn)與系桿重合幾何軸線(xiàn)與系桿重合基本周轉(zhuǎn)輪系44§6-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比例642

21OOH3

圖示輪系，各輪齒數(shù)分別為z1

20，z2

40，z2

20，z3

30，z4

80，求輪系的傳動(dòng)比i1H。解

區(qū)分基本輪系行星輪系

2

、3、4、H定軸輪系

1

、2組合方式串聯(lián)定軸輪系傳動(dòng)比行星輪系傳動(dòng)比復(fù)合輪系傳動(dòng)比系桿H與齒輪1轉(zhuǎn)向相反行星輪系45§6-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比例722

13

435差動(dòng)輪系

圖示電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器，已知各輪齒數(shù)分別為z1

24，z2

33，z2

21，z3

78，z3

18，z4

30，z5

78，求傳動(dòng)比i15。解

區(qū)分基本輪系差動(dòng)輪系

2

2

、1、3、5(H)定軸輪系

3

、4、5組合方式封閉定軸輪系傳動(dòng)比46§6-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比差動(dòng)輪系

2

2

、1、3、5(H)定軸輪系

3

、4、5組合方式封閉定軸輪系傳動(dòng)比差動(dòng)輪系傳動(dòng)比復(fù)合輪系傳動(dòng)比齒輪5與齒輪１轉(zhuǎn)向相同22

13

435差動(dòng)輪系47§6-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比例81234H65

4

2

1

5n1圖示輪系中，已知1和5均為單頭右旋蝸桿，各輪齒數(shù)為z1

101，z2

99，z2

z4，z4

100，z5

100，n1

1r

min，方向如圖。求nH的大小及方向。

差動(dòng)輪系解

區(qū)分基本輪系差動(dòng)輪系

2

、3、4、H定軸輪系

1、2、1

、5

、

5、4

組合方式封閉定軸輪系傳動(dòng)比蝸輪2轉(zhuǎn)動(dòng)方向向下48§6-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比1234H65

4

2

1

5n1差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系

2

、3、4、H定軸輪系

1、2、1

、5

、

5、4

組合方式封閉定軸輪系傳動(dòng)比蝸輪2轉(zhuǎn)動(dòng)方向向下蝸輪4轉(zhuǎn)動(dòng)方向向上49§6-4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比差動(dòng)輪系

2

、3、4、H定軸輪系

1、2、1

、5

、

5、4

組合方式封閉定軸輪系傳動(dòng)比差動(dòng)輪系傳動(dòng)比系桿H的轉(zhuǎn)速系桿H與蝸輪2轉(zhuǎn)向相同1234H65

4

2

1

5n1差動(dòng)輪系50§6-5輪系的應(yīng)用定軸輪系的應(yīng)用1、實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)2、獲得較大的傳動(dòng)比3、實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)4、改變從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向51§6-5輪系的應(yīng)用周轉(zhuǎn)輪系的應(yīng)用1、獲得很大的傳動(dòng)比

轉(zhuǎn)壁H

轉(zhuǎn)10000轉(zhuǎn)→輪1同向轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),但效率

→且自鎖其它齒數(shù)不變，z2=100周轉(zhuǎn)輪系中，從動(dòng)件的轉(zhuǎn)向不僅與主動(dòng)輪轉(zhuǎn)向有關(guān)，還與各輪齒數(shù)有關(guān)。H其它齒數(shù)不變，z3=10052§6-5輪系的應(yīng)用2、實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)比A制動(dòng)時(shí)：B制動(dòng)時(shí)：53§6-5輪系的應(yīng)用3、運(yùn)動(dòng)的合成差動(dòng)輪系F=2輸入兩個(gè)運(yùn)動(dòng)

輸出一個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)床、計(jì)算機(jī)、補(bǔ)償裝置圖示輪系中，設(shè)z1=z354§6-5輪系的應(yīng)用4、運(yùn)動(dòng)的分解差動(dòng)輪系F=2一個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)

兩個(gè)輸出運(yùn)動(dòng)（約束條件）汽車(chē)差速器，n5→n1、n3約束條件：不打滑，輪胎轉(zhuǎn)數(shù)與路程成正比55§6-5輪系的應(yīng)用直行時(shí)：

n1=n3=n5→作為一個(gè)整體運(yùn)轉(zhuǎn)56§6-5輪系的應(yīng)用5、實(shí)現(xiàn)大功率傳動(dòng)（重量、尺寸↓）

用作動(dòng)力傳動(dòng)的行星減速器中，常采用多行星輪及內(nèi)嚙合加上動(dòng)力分路傳遞，所以可在較小的外廓尺寸的情況下，傳遞很大的功率。多行星輪及內(nèi)嚙合→尺寸

徑向力、離心力平衡→平穩(wěn)性

該減速器外廓尺寸約

430mm,功率2580kw.動(dòng)力分路傳遞如圖示。57§6-5輪系的應(yīng)用6、利用行星輪的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)→工作行星輪→自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)→攪拌機(jī)械、磨圓機(jī)……行星輪上個(gè)點(diǎn)的軌跡

→許多形狀、性質(zhì)不同的外擺線(xiàn)→美麗圖案→紡織機(jī)械、玩具58§6-6行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇1.傳動(dòng)比條件行星輪系必須能實(shí)現(xiàn)給定的傳動(dòng)比i1H。59§6-6行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇從上式可知：兩太陽(yáng)輪的齒數(shù)應(yīng)同時(shí)為偶數(shù)或同時(shí)為奇數(shù)。2.同心條件行星輪系的三個(gè)基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)必須在同一直線(xiàn)上。由圖示行星輪系知若采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪或等變位齒輪傳動(dòng)時(shí)，上式變?yōu)?/p>

r3=r1+2r2

或

z3=z1+2z2即60§6-6行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇若行星輪的個(gè)數(shù)為k，則各輪的齒數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足均布安裝條件：

N=(z1+z3)/k其中N為整數(shù)。3.裝配條件

行星輪系中行星輪的數(shù)目和各輪的齒數(shù)選擇必須正確，否則就裝配不起來(lái)。即:

兩太陽(yáng)輪齒數(shù)之和應(yīng)為行星輪數(shù)的整數(shù)倍。61§6-6行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇兩太陽(yáng)輪的齒數(shù)之和應(yīng)為行星輪數(shù)的整數(shù)倍。設(shè)行星輪個(gè)數(shù)為k，相鄰行星輪相隔

=2

/k

。若固定輪3，使輪1轉(zhuǎn)過(guò)

角時(shí)行星輪剛好轉(zhuǎn)過(guò):∠O2O

O2′=

，

與

的關(guān)系為

i1H=1+z3/z1=n1/nH=