轮系的分类、传动比、及相关计算讲解课件.ppt

1、轮 系主要内容主要内容:一、轮系的分类一、轮系的分类二、定轴轮系及其传动比二、定轴轮系及其传动比三、周转轮系及其转动比三、周转轮系及其转动比四、混合轮系及其转动比四、混合轮系及其转动比五、轮系的功用五、轮系的功用重点和难点：重点和难点：周转轮系和复合轮系及其传动比的计算周转轮系和复合轮系及其传动比的计算周转轮系传动比计算中的符号问题周转轮系传动比计算中的符号问题达到的技能：达到的技能：各类轮系传动比的计算各类轮系传动比的计算一、轮系的分类定轴轮系当轮系运转时，其各齿轮几何轴线的当轮系运转时，其各齿轮几何轴线的位置均固定不动。位置均固定不动。周转轮系周转轮系当轮系运转时，至少有一齿轮的几何当轮系

2、运转时，至少有一齿轮的几何轴线绕位置固定的另一齿轮的几何轴轴线绕位置固定的另一齿轮的几何轴线回转。线回转。混合轮系混合轮系定轴轮系定轴轮系+周转轮系周转轮系 周转轮系周转轮系+周转轮系周转轮系定轴轮系举例定轴轮系举例定轴轮系举例定轴轮系举例周转轮系举例周转轮系举例根据轮系所具有的自由度不同，周转轮系又可分为：根据轮系所具有的自由度不同，周转轮系又可分为：差动轮系差动轮系和和行星轮系行星轮系差动轮系：差动轮系：F=2F=2 224243F图图b)b)所示机构自由度所示机构自由度,图图中齿轮中齿轮3 3固定固定123233F行星轮系：行星轮系：F=1F=1 图图a)a)所示轮系自由度：所示轮系自由

3、度：3K-轮系混合轮系轮系举例混合轮系轮系举例定轴轮系定轴轮系+周转轮系周转轮系周转轮系周转轮系+周转轮系周转轮系二、定轴轮系1、定轴轮系的构成定轴轮系轮系运转时，轮系运转时，各个齿轮几何轴各个齿轮几何轴线的位置均固定线的位置均固定不动。不动。2 2、齿轮传动方向的确定、齿轮传动方向的确定外啮合，齿轮1、齿轮2转向相反内啮合，齿轮1、齿轮2转向相同1212212112zzzznni外啮合内啮合3、定轴轮系传动比的确定432154323453423125443322151151zzzzzzzziiiinnnnnnnnnni）（惰轮的功用：惰轮的功用：改变运动方向，不改变传动比的数值。惰轮4554

4、45zznni34434334zznnnni 233 23223zznnnni122112zznni从动齿轮齿数连乘积主动齿轮齿数连乘积4 4、定轴轮系传动比确定的一般公式、定轴轮系传动比确定的一般公式积所有主动轮齿数的连乘到从积所有从动轮齿数的连乘到从KGKGnnimKGGK)1(注意：(-1)m仅仅适用于平面轮系，空间轮系的转向确定必须用画箭头的方法表示。如图，齿轮1的轴为运动输入轴，蜗轮5的轴为运动输出轴，空间轮系的转向关系只能用画箭头表示！例题例题 1 1、定轴轮系传动比计算、定轴轮系传动比计算在图示的钟表传动示意图中，E为擒纵轮，N为发条盘，S、M、及H分别为秒针、分针和时针。设Z1

5、=72，Z2=12，Z3=64，Z4=8，Z5=60，Z6=8，Z7=60，Z8=6，Z9=8，Z10=24，Z11=6，Z12=24，求秒针与分针的传动比iSM及分针与时针的传动比iMH。60886460zzzz)1(nnii463523663SM12682424zzzz)1(nnii11912102129129MH例题例题 2 2、定轴轮系传动比计算、定轴轮系传动比计算在图示的轮系中。已知z1=20，z2=40，z2=20，z3=30，z3=20，z4=40，求轮系的速比i14，并确定轴O1和轴O4的转向是相同还是相反?6202020403040zzzzzznni3214324114例题例

6、题 3 3、定轴轮系传动比计算、定轴轮系传动比计算在图示的轮系中，z1=16，z2=32，z3=20，z4=40，z5=2（右旋蜗杆），z6=40，若n1=800 rmin，求蜗轮的转速n6并确定各轮的转向。8022016404032zzzzzznni5316426116min/r1080800inn1616顺时针方向三、周转轮系及其传动比在转化轮系中系杆转速n nH HH H=n=nH H-n-nH H=0=0；中心轮1转速n1H=n1-nH中心轮2转速n2H=n2-nH行星轮转速n3H=n3-nH基本思路：如果系杆H固定不动，周转轮系就转化成了一个定轴轮系。给整个轮系加一个与系杆H转向相反

7、，转速相同的运动（-nH），周转轮系可转化为定轴轮系。反转法反转法周转轮系周转轮系转化为转化为定轴轮系定轴轮系构件原来的转速转化轮系中的转速1n1n1H=n1-nH2n2n2H=n2-nH3n3n3H=n3-nHHnHnHH=nH-nH=02132H3H1H3H1H13zzzznnnnnni“”表示在转化轮系中齿轮1和3的转向n1H、n3H相反，并不并不是表示它们的实是表示它们的实际转向际转向n n1 1、n n3 3相相反反！加-H周转轮系传动比计算的一般公式积所有主动轮齿数的连乘到从积所有从动轮齿数的连乘到从KGKGnnnnnniHKHGHKHGHGK正、负号不能少，平面轮系可用(-1)m

8、确定，空间轮系用画箭头确定。此处正负号表示在转化轮系（定轴轮系）中齿轮G与齿轮K的转向关系。注意：运用时G、K、H三个构件必须轴线平行。例1、周转轮系及其传动比如图轮系中，已知各轮齿数z1=28，z2=18，z2=24，z3=70。求传动比i i1H1H。解：21321H3H1H3H1H13zzzz)1(nnnnnni875.124287018n0nnHH1875.11nnH1875.2875.11nniH1H1图示差动轮系中，设已知各轮齿数为Z1=15，Z2=25，Z2=20，Z3=60；又n1=200r/min，n3=50r/min，当：（1）n1与n3转向相同时；（2）n1与n3转向相反

9、时，求系杆H的转速nH的大小和方向。例2、周转轮系及其传动比解：21321H3H1H3H1H13zzzz)1(nnnnnni 当n1与n3转向相同时，有20156025n50n200HH得：nH=75 r/min，与轮1同向。20156025n50n200HH 当n1与n3转向相反时，有得：nH=-8.3r/min，与轮3同向。例3、空间周转轮系传动比计算已知轮系中各轮齿数为z1=48，z2=48，z2=18，z3=24，n1=250r/min，n3=100r/min，转向如图中实线箭头所示。试求系杆的转速nH的大小及方向。划箭头得，转化轮系中齿轮1、3的转向相反。2132H3H1zzzznn

10、nn18482428n100n250HH此处负号表示n1、n3转向相反此处负号表示n1H、n3H转向相反！根据画箭头的结果，添加负号min/r50nH表明系杆H转向与齿轮1转向相同，解：H1nH3n四、四、混合轮系及其传动比混合轮系及其传动比q混合轮系定义混合轮系定义-由定轴轮系和周转轮系组成的轮系，或几个单一周转轮系组成的轮系。定轴轮系定轴轮系+周转轮系周转轮系周转轮系周转轮系+周转轮系周转轮系混合轮系传动比计算步骤问题问题：能否通过对整个轮系加上一个公共角速度(-H)来计算轮系的传动比？1 1）首先将各个基本轮系正确的区分出来；）首先将各个基本轮系正确的区分出来；2 2）分别列出计算各个基

11、本轮系传动比的方程式；）分别列出计算各个基本轮系传动比的方程式；3 3）找出各个基本轮系之间的联系；）找出各个基本轮系之间的联系；4 4）将各基本轮系传动比方程式联立求解。）将各基本轮系传动比方程式联立求解。例题例题0101、电动卷扬机、电动卷扬机在图示的电动卷扬机减速器中，各轮齿数为z1=24，z2=52，z2=21，z3=78，z3=18，z4=30,z5=78。求传动比i1H。21247852zzzznnnnnn2132H3H1H3H1解：H3435453n313n1878zzzznn33H5nnnn，21169nn313nnHHH19.43iH1例题例题0202在图示轮系中，已知Z1=

12、Z4=40，Z2=Z5=30，Z3=Z6=100，求i1H。解：0n,nn5.2zzzz)1(nnnn5.240100zzzz)1(nn64354651H6H42132131联立求解，得：75.8nniH1H1例题例题0303在图示轮系中，已知Z1=17，Z2=20，Z3=85，Z4=18，Z5=24，Z6=21，Z7=63，求：（1）当n1=10001r/min，n4=10000r/min时，np=？（2）当n1=n4时，np=？（3）当n1=10000r/min，n4=10001r/min时，np=？解：421186324zzzz)1(nnnn64751H7H4H13nn20n.nP=n7

13、4n2.0nn2.0n1P14（1）np=0.25（2）np=0（3）np=-0.254nnn41P51785zzzz1nn2132231）（例题例题04图示车床尾座套筒的进给机构。手轮A为输入构件，带动套筒的螺杆A为输出构件。A处于图示位置时，B作慢速进给，A处于与内齿轮4啮合位置时，B作快速退回。已知，z1=z2=z4=16，z325。单线螺杆B的螺距P4mm。求手轮转动一周时，螺杆慢速移动和快速退回的距离各为多少?解：慢速移动时慢速移动时 快速退回时快速退回时 手轮A、齿轮1和4、螺杆B联为一体，手轮转动1周时，螺杆也转动1周。1625zzzznnnn2132H3H10n31Ann HB

14、nn 1Hn4116n故，手轮转动1周时，螺杆转动16/41周。mm56214116mm4s.mm41mm4s例题例题0505在图示自行车里程表的机构中，C为车轮轴。已知Z1=17，Z3=23，Z4=19，Z4=20，Z5=24。设轮胎受压变形后使28in（英寸）的车轮的有效直径约为0.7m。当车行一公里时，表上的指针要刚好回转一周，求齿轮2的齿数。解：车行一公里，C轴应转1000/0.7周，此时指针转一周。7.01000nnnni51PCCP周转轮系（差动轮系）H、3、4-4、5中轮系总传动比19242320n0nnzzzznnnnHH54534H3H51141192423201nnnn25

15、H51141192423201nnnn25H5定轴轮系1、2中17zzznni2122112则有7.01000)114()17z(nnnnnn252215178.677.0114171000z2取 z2=68.0例题06在图示轮系中，各轮齿数Z1=32，Z2=34，Z236，Z3=64，Z4=32，Z5=17，Z6=24，轴按图示方向以1250rmin的转速回转，而轴VI按图示方向以600r/min的转速回转。试求轮3的转速n3（在图中标出转向）。空间周转轮系定轴轮系H4454652642132H3H1nnrpm450n43zzzz)1(nn917zzzznnnn得：n3=26.47 与n1、

16、n6同向 917450n45012503）（）（n4H1n3nH3nn4的转向与n1相同。例题例题0707如图所示为滚齿机差动传动机构。已知齿轮1、2、3的齿数为Z1=Z2=Z3=30，蜗杆4为单头（左旋），蜗轮5的齿数为Z5=30。当离合器M1、M2接合时，齿轮3的转向如图所示（分齿运动），转速n3=100rpm；蜗杆4顺时针方向回转（附加运动），转速n4=2rpm。试求此时齿轮1传给工作台的转速n1。空间周转轮系定轴轮系H545542312H1H3nn130zznn1zzzznnnn由 n4=2，则n5=nH=1/15 rpm152100n1)15/1(n)15/1(10011得若蜗杆4为

17、右旋，n1=？n5例题例题0808如图轮系中，已知各轮齿数z1=30，z2=30，z3=90，z1=20,z4=30,z3=40,z4=30，z5=15。求轴、之间的传动比i i。33090zznnnn13H3H111nn 33nn 415145414 1n23n2030zzzznni433443434 3n43n4030zznnnni解：i=i4H例题083nn43nn23H4H43nnnnH3H141n23n 43n43n316nniH4H41、相距较远的两轴之间的传动五、轮系的功用2、可实现变速、可实现变速、换向传动换向传动第一档第一档 齿轮5、6啮合，而3、4和离合器A、B均脱离第二档

18、第二档 齿轮3、4啮合，而5、6 和离合器A、B均脱离第三档第三档 离合器A、B嵌合，而齿轮5、6 和3、4均脱离倒车档倒车档 齿轮6、8啮合，而3、4和5、6及离合器A、B均脱离3、实现大传动比的传动、实现大传动比的传动图示轮系中，已知Z1=100，Z2=101，Z2=100，Z3=99，试求传动比iH1。21322H3H1H3H1H13zzzz)1(nnnnnni10010099101n0nnHH1100001100100991011nniH1H110000nni1H1H若Z2改为100，结果会是怎样？4、运动的合成和分解、运动的合成和分解31H13H3H1H3H1H13nnn21zznnnnnniz1=z3314nnn2谐波齿轮减速器