1、第十一章 齒輪系及其設(shè)計,11-1 齒輪系及其分類,11-2 定軸輪系的傳動比,11-3 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比,11-4 復(fù)合輪系的傳動比,11-5 輪系的功用,11-6 行星輪系的效率,11-7 行星輪系的類型選擇及設(shè)計的基本知識,返回,11-1 齒輪系及其分類,1應(yīng)用,例11-1 導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置（動畫）,例11-2 汽車后輪中的傳動機(jī)構(gòu)（圖片、動畫）,2分類,（1）定軸輪系（普通輪系）,（2）周轉(zhuǎn)輪系,即由行星輪、行星架及太陽輪組 成，其中輸入與輸出運動構(gòu)件稱為基 本構(gòu)件。,其類型有：,1）按自由度數(shù)目分,差動輪系（F2）,行星輪系（F1）,2）按基本構(gòu)件分,2K-H型和3K型,（3）復(fù)

2、合輪系,齒輪系及其分類(2/2),等于組成該輪系的各對嚙合齒輪傳動比的 連乘積；,11-2 定軸輪系的傳動比,所謂定軸輪系的傳動比，是指輪系中首、末兩構(gòu)件的角速度 之比。,輪系的傳動比包括傳動比的大小和首末兩構(gòu)件的轉(zhuǎn)向關(guān)系兩 方面內(nèi)容。,1傳動比大小的計算,定軸輪系的傳動比,也等于各對嚙合齒輪中所有從動輪齒數(shù)的連乘積與所有 主動輪齒數(shù)的連乘積之比，即,一般用標(biāo)注箭頭的方法 來確定。,2首、末輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定,定軸輪系的首、末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系，,是輪系中不影響輪系的傳動比的大小，而僅起 中間過渡和改變從動輪轉(zhuǎn)向作用的齒輪。,過輪或中介輪,定軸輪系的傳動比(2/2),則 其轉(zhuǎn)化輪系的傳動比為：,先來

3、觀察和比較一下周轉(zhuǎn)輪系和定軸輪系。,可見，周轉(zhuǎn)輪系的傳動比就不能直接按定軸輪系傳動比的求 法來計算。,1周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系,根據(jù)相對運動原理，若給定整個周轉(zhuǎn)輪系一個-H的反轉(zhuǎn)運 動之后，所轉(zhuǎn)化得到的定軸輪系，,因此，周轉(zhuǎn)輪系的傳動比就可以通過對其轉(zhuǎn)化輪系 傳動比的計算來進(jìn)行求解的。,就稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系 或轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。,2差動輪系的傳動,設(shè)差動輪系中的兩個太陽輪分別為m和n，行星輪架為H，,11-3 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比,式中“”號應(yīng)根據(jù)其轉(zhuǎn)化輪系中m、n兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系來確定。,而m、n、H均為代數(shù)值，在使用時要帶有相應(yīng)的“”號。,因此，差動輪系的傳動比就可以根據(jù)其轉(zhuǎn)化輪系的傳動 比計算出的m

4、、n、H大小來求得。,3行星輪系的傳動比,由于具有固定太陽輪的周轉(zhuǎn)輪系必定為行星輪系，故行星輪 系傳動比的一般表達(dá)式為,或,周轉(zhuǎn)輪系的傳動比(2/2),例11-3 差動輪系的傳動比計算,例11-4 行星輪系的傳動比計算,周轉(zhuǎn)輪系的傳動比(2/3),11-4 復(fù)合輪系的傳動比,對于復(fù)合輪系，既不能將其視為單一的定軸輪系來計算其傳動比，也不能將其視為單一的周轉(zhuǎn)輪系來計算其傳動比。,而唯一正確的方法是將它 所包含的定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系部分分開，并分別列出其傳動比的計算公式，然后進(jìn)行聯(lián)立求解。,因此，復(fù)合輪系傳動比的計算方法及步驟可概括為：,1）正確劃分輪系；,2）分別列出算式；,3）進(jìn)行聯(lián)立求解。,例

5、11-5 復(fù)合輪系傳動比的計算,例11-6 卷揚機(jī)減速器傳動比的計算,其中正確劃分輪系是關(guān)鍵，主要是要將周轉(zhuǎn)輪系先劃分出來，,即先要找到行星輪。,復(fù)合輪系的傳動比(2/2),11-5 輪系的功用,1實現(xiàn)分路傳動,2實現(xiàn)大傳動比,3實現(xiàn)變速傳動,4實現(xiàn)換向傳動,例 11-7 某航空傳動機(jī)構(gòu)附件的傳動系統(tǒng),例 11-8 現(xiàn)實傳動比i10齒輪傳動,例11-9 車床走刀絲桿的三星輪換向機(jī)構(gòu),5實現(xiàn)運動合成與分解,6實現(xiàn)大功率傳動,11-6 行星輪系的效率,行星輪系主要應(yīng)用于動力傳動，需進(jìn)行效率分析。,1機(jī)械效率的一般計算式,設(shè)一機(jī)械的輸入功率為Pd、輸出功率為Pr和摩擦功率為Pf， 則機(jī)械的效率的計算

6、式為：,對于 一個具體機(jī)械，因Pd、Pr一般為已知，故計算的關(guān)鍵是 要求出Pf值。,(a),(b),或,2輪系中的摩擦損失功率Pf的確定,Pf主要取決于輪系中,因行星輪系與其轉(zhuǎn)化輪系中上述各因素均不改變，故它們的 摩擦損失功率應(yīng)相等，即PfPfH。,而PfH確定如下：,設(shè)輪1為主動輪，其轉(zhuǎn)矩為M1， 則輪1所傳遞的功率為,P1M11 （c）,而在轉(zhuǎn)化輪系所傳遞的功率為,P1HM1(1H)P1(1iH1) （d）,行星輪系的效率(2/4),它等于由輪1到輪n之間各對嚙合 齒輪傳動效率的連乘積。,故 可簡化為均按主動計算，并取PfH的絕對值，即,表明輪1在 轉(zhuǎn)化輪系中為 主動；,當(dāng)M1與(1H)同

7、號時，則P1H 0，,反之，則為從動。,在這兩種情況下，PfH 值相差不大，,PfH|P1H|(11nH)|P1(1iH1)|(11nH ) （e）,式中1nH 為轉(zhuǎn)化輪系的效率，,3行星輪系的效率計算,1H(P1Pf)/P11|11/i1H|(11nH),（1）若輪1為主動輪，則P1為輸入功率；由式(b)知其效率為,（2）若輪1為從動輪，則P1為輸出功率；由式(a)知其效率為,H1|P1|/(|P1|+Pf)1/1+|1iH1|(11nH),行星輪系的效率(3/4),結(jié)論 當(dāng)1nH一定時，行星輪系的效率就是其傳動比的函數(shù)。,例11-10 行星輪系的效率曲線,行星輪系的效率(4/4),上面對輪

8、系效率的計算問題進(jìn)行了初步的討論。由于加工、 安裝和使用情況等的不同，以及還有一些影響效率的因素（如攪 油損失、行星輪在公轉(zhuǎn)中的離心慣性力等）沒有考慮，致使理論 計算的結(jié)果并不能完全正確地反映傳動裝置的實際效率。所以， 如有必要應(yīng)在行星輪系制成之后，用實驗的方法進(jìn)行效率的測定。,11-7 行星輪系的類型選擇及設(shè)計的基本知識,1行星輪系的類型選擇,行星輪系的類型很多，在相同的條件下，采用不同的類型， 可以使輪系的外廓尺寸、重量和效率相差很多。,因此，在設(shè)計 行星輪系時，應(yīng)重視輪系類型的選擇。,其選擇原則為：,首先，應(yīng)滿足傳動的范圍。,例11-11 2K-H型行星輪系的傳動比范圍,其次，應(yīng)考慮傳動效率的高低。,動力傳動應(yīng)采用負(fù)號機(jī)構(gòu)；,當(dāng)要求有較大傳動比時，可采用幾個負(fù)號機(jī)構(gòu)或與定軸輪系的復(fù) 合或3K型輪系。,第三，應(yīng)該注意輪系中的功率流動問題。,此外，還應(yīng)考慮輪系的外廓尺寸、重量等要求。,2行星輪系各輪齒數(shù)的確定,（1）單排行星輪系的配齒條件,1）滿足傳動比要求,2）滿足同心條件,3）滿