1、1-1 1-1 机械原理课程的研究对象和内容机械原理课程的研究对象和内容1-2 1-2 机械原理课程的学习目的和作用机械原理课程的学习目的和作用1-3 1-3 机械原理多媒体教材的特点机械原理多媒体教材的特点1-4 1-4 本课程的教学方法本课程的教学方法3第一章第一章 绪论绪论机械和机械设计发展的历史5 桔槔桔槔 一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，末端悬挂一个重物，前段悬挂水桶。一起一落，汲水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。桔槔早在春秋时期就已相当普遍，而且延续了几千年，是中国农村历代通用的旧式提水器具。这种简单的汲水工
2、具虽简单，但它使劳动人民的劳动强度得以减轻。6洗衣机的发明19世纪中期，人们利用机械模仿人工洗涤的动作，即通过翻滚、摩擦、水的冲刷，并借助洗涤剂的去污作用达到洗净衣物的目的。随后，又出现了第一台蒸汽洗衣机78自动换刀机构滚珠螺杆传动机构9101112小型精密之伺服冲床130-10-1机械原理课程的研究对象和内容机械原理课程的研究对象和内容15原动机与工作机16汽车飞机胶片放映机挖掘机机床（牛头刨床）切糕机181920内燃机的四个冲程21232425262728机器具有以下三点共同特征30313233常用的机构有常用的机构有：齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、间歇运动机构、带传动机构、链传动机构、螺
3、旋传动机构等。34连杆机构凸轮机构齿轮机构间歇机构3637380-20-2机械原理课程的学习目的和作用机械原理课程的学习目的和作用4041例如：例如：用齿条刀具加工齿轮时，齿轮的齿形就是由刀具与轮坯间相互包络形成的。43例如，以下几种机构(齿轮、凸轮、连杆机构）可以实现直线运动，什么情况下用哪种机构更好些，这要由设计者进行创造性运用。4546返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页运动副元素：圆柱面、圆孔面运动副元素：圆柱面、圆孔面图图 2-1返回首页返回首页运动副元素：棱柱面、棱孔面运动副元素：棱柱面、棱孔面图图 2-2返回首页返回首页运动副元素：两齿廓曲面运动副元素
4、：两齿廓曲面运动副元素：球面与平面运动副元素：球面与平面运动副元素：圆柱面与平面运动副元素：圆柱面与平面a）b）c）图图 2-3返回首页返回首页返回首页返回首页返回上页返回上页运动副名称运动副符号两运动构件构成的运动副 两构件之一为固定时的运动副转动副平面运动副移动副平面高副空间运动副级)（ 级）（ 级）（ 级）（级）（级）点接线触接高触副高与副（ 级）（ 级）（ 级）（ 级）圆柱副球面球副面及销螺旋副（级）（级）（级）（级）（级）（级）（ 级）（ 级）常常用用运运动动副副的的简简化化符符号号（3）.表表 2-1返回首页返回首页运动副名称运动副符号两运动构件构成的运动副 两构件之一为固定时的运
5、动副转动副平面运动副移动副平面高副空间运动副级)（级）（级）（级）（级）（级）点接线触接高触副高与副（ 级）（级）（级）（ 级）圆柱副球面球副面及销螺旋副（级）（级）（级）（级）（级）（级）（级）（级）常常用用运运动动副副的的简简化化符符号号表表 2-1返回首页返回首页返回首页返回首页yzxa)b)c)d)图图 2-6图图 2-7返回上页返回上页返回首页返回首页返回首页返回首页在支的架电上机带传动链传动齿条轮传齿动圆轮锥传齿动圆杆柱传蜗动摩擦传轮动外圆轮啮柱传合齿动内圆轮啮柱传合齿动凸传轮动槽机轮构棘机轮构外啮合内啮合外啮合内啮合表表2-2返回上页返回上页表 2-3 一般构件的表示方法杆、轴类
6、 构件固定构件同一构件两副构件三副构件返回首页返回首页表表 2-3返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页而如果再给定另一个独立的而如果再给定另一个独立的运动参数，则此机构的运动运动参数，则此机构的运动就完全确定了。就完全确定了。返回首页返回首页，返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页如果两构件在多处相配合而构成转动副，且转动轴线重合如果两构件在多处相配合而构成转动副，且转动轴线重合（图图2-17），则只能算一个转动副。），则只能算一个转动副。图图2-17AA返回首页返回首页a)b)图图 2-19
7、返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页没加杆没加杆EF时：时：F=3n-(2Pl+Ph)-F=33-(24+0)-0=1加了杆加了杆EF后：后：F=3n-(2Pl+Ph)-FF=3n-(2Pl+Ph)-F返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页解解： 返回首页返回首页返回首页返回首页a)b)图图 2-25返回首页返回首页图图 2-27返回首页返回首页图图 2-28返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页a)b)c)d)图图 3-212221P112PVM1M2t12tM21nn2P12M121返回首页返回首页图图 3-3
8、432P24P2312P12P13P344返回首页返回首页图图 3-3432P24P2312P12P13P344返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页p(o)d5cbd(d4)b)p(o)d5cb d(d4)knnsc)图图 3-5返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页)返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页cpe2be4,e5b) 速度分析速度分析c) 加速度分析加速度分析banCDccce4,e5e2e2anCBatCBatCDP返回首页返回首页返回首页返回首页g2g3b g1,p
9、(o,d,e)ckab)返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页返回首页pcbedb) 速度多边形速度多边形P14ABCDEFG11234562 2a) 图图 3-9返回首页返回首页返回首页返回首页图图3-10pc2c1b)a)123412MADC(C1,C2)B返回首页返回首页xOyAetenel图图3-5 用解析法作机构的运动分析用解析法作机构的运动分析1.矢量方程解析法矢量方程解析法 1.1矢量分析的有关知识矢量分析的有关知识如图如图3-11，设已知构件，设已知构件OA的的l，l为杆矢量，为杆矢量，分别用分别用e、et、en表示：单位矢、切向单位矢及法向单位矢。表示：单位矢、切向单位矢及
10、法向单位矢。返回首页返回首页返回首页返回首页x xO Oy ye e2 2e e1 12 21 11212图图- - e1 e2=cos12=cos(2-1) (3-13) e i=ei=cos, e j=ej=sin (3-14) e e=e2=1, e et=0, e en=-1 (3-15) e1 e2t=-sin(2-1) e1e2n=-cos(2-1)矢量方程解析法还用到下列关系（图矢量方程解析法还用到下列关系（图3-12）：）：(3-16)返回首页返回首页A Ax xy yD DC CB B1 12 23 34 4l l1 1l l2 2l l3 3l l4 4a ab bP P
11、1 1 2 2 3 3 1 1图图- -1.2 平面机构的运动分析平面机构的运动分析如如图图3-13所示的四杆机构：所示的四杆机构：设已知：各构件的尺寸，等角速设已知：各构件的尺寸，等角速度度1，原动件，原动件1的方位角的方位角1。对其进行位置、速度和加速度的对其进行位置、速度和加速度的分析。分析。返回首页返回首页返回首页返回首页3= 2= （3-25）（3-26）返回首页返回首页返回首页返回首页A Ax xy yD DC CB B1 12 23 34 4l l1 1l l2 2l l3 3l l4 4a ab bP P 1 1 2 2 3 3 1 1图图- -返回首页返回首页 l1sin1l
12、1cos1 （-）（-）返回首页返回首页- 2l2cos2 3l3cos32 l2sin2 3l3sin3 = - 1l1sin1 1l1cos1+ 1返回首页返回首页 动代换其优点是在代换后，构件的惯性力和惯性力偶都不会发生改变。但其代换点K的位置不能随意选择，给工程计算带来不便。 因静代换不满足代换的第三个条件，故在代换后构件的惯性力偶会产生一定的误差，但此误差能为一般工程计算所接受。因其使用上的简便性，更常为工程上所采纳。(2)移动副中总反力及其方向确定 我们把运动副中的法向反力和摩擦力的合力，称为运动副中的总反力(如图)，以FR21表示。再根据力平衡，作力三角形，可得F=Gtan(+）
13、 (4-9) 如图，设已知作用在滑块1上的铅垂载荷G,现需求使滑块1沿斜面2等速上升（正行程）时所需的水平驱动力F。 求解时应先做出总反力FR21的方向；根据滑块的力平衡条件，可得F,=Gtan(-) (4-10)分析结果：斜面机构考虑摩擦时驱动力与阻抗力的关系为正行程（滑块沿斜面上升的过程): F =Gtan(+)反行程（滑块沿斜面下降的过程)：F = Gtan(-)矩形螺纹 螺母1和螺杆2构成矩形螺旋副。可简化为滑块1沿斜面2的滑动关系。 它可看作与矩形螺纹的当量摩擦系数不同。其当量摩擦系数为 fv=f/sin(90-）=f/cos 当量摩擦角为 v=arctanfv拧紧和放松螺母所需的力
14、矩分别为 M =Gd2tan(+v)/2 (4-13) M =Gd2tan(-v)/2 (4-14)三角形螺纹轴颈与轴承构成转动副。当轴颈在轴承中回转时，必将产生摩擦力来阻止其回转。下面讨论如何计算这个摩擦力对轴颈所形成的摩擦力矩。 具体内容(2)轴端的摩擦 轴用以承受轴向力的部分称为轴端。(如图）当轴端1在止推轴承2上旋转时，接触面间也将产生摩擦力。摩擦力对轴回转轴线之矩即为摩擦力矩Mf , 其大小可如下求出。取出环形微面积ds=2d，设ds上的压强p为常数，(如图) 则其面积上的正压力为 dFN=pds，摩擦力为dFf=fdFN=fpds，dFf对回转轴线的摩擦力矩dMf为 dMf= dF
15、f= fpds轴端所受的总摩擦力矩Mf为 Mf= (4-18)RrRrsdpffpd22上式的解可分下述两种情况来讨论。2)跑合轴端 即经过一段时间工作后的轴端。 由于磨损的关系，这时轴端与轴承接触面各处的压强假设为处处等磨损，即近似符合p常数的规律。则 根据p常数的关系，知在轴端中心部分的压 强非常大，极易压溃，故对于载荷较大的轴端应作成空心的。 (4-20)(4-19) 通常也将平面高副中摩擦力和法向反力合成一个总反力来研究。总反力FR21的方向也与法向反力偏斜一摩擦角，倾斜的方向与构件1相对于构件2的相对速度12的方向相反。 需将各运动副中的反力表示为统一规定的形式，将作用于构件上任一点
16、的力矩也应表示为规定的形式； 为便于列出矩阵方程，应注意一下几点：应将平衡方程式写成如下矩阵形式45实际驱动力矩理想驱动力矩实际驱动力理想驱动力如图，串联机组的机械效率为) 95 (121Pr211kkkdPPPPPdPPhhhhLL（5-10）由上图得，并联机组的机械效率为)115(PPr/dh一，要设法减小运动副中的摩擦；二，是在能够满足运动及工作要求的前提下应尽可能简短机械的传动系统，使机械的功率传递通过的运动副数尽可能少 将力F分解为沿接触面切向和法向的两个分力Ft、Fn。 Ft=Fsin=Fntan是推动滑块1运动的有效分力；而Fn只能使滑块1压向平台2，其所能引起的最大摩擦力为 F
17、fmax=Fntan，图5-1图5-2所以力F任意增大（力臂a保持不变），也不能驱使轴颈转动，即出现了自锁现象。转动副自锁的条件转动副自锁的条件：作用在轴颈上的驱动力为单力，且作用于摩擦圆之内。 (1)螺旋千斤顶 为了保证图5-3（如下）所示手摇螺旋千图5-3M =Gd2tan(-v)/2令M0（驱动力G为任意值），则得tan(-v) 0，即 v 此即该螺旋千斤顶的自锁条件。 刚性转子的静平衡就是利用在刚性转子上加减平衡质量的方法，使其质心回到回转轴线上，从而使转子的惯性力得以平衡的一种平衡措施。 图6-1 当转子以角速度回转时，各偏心质量所产生的离心惯性力为 Fi=mi2ri i=1,2 (
18、6-1)式中ri表示第i个偏心质量的矢径。 为了平衡这些离心惯性力，可在转子上加一平衡质量mb。使其产生的离心惯性力Fb与 图6-1F= FI+Fb=0 (6-2) 设平衡质量mb的矢径为rb,则上式可化为m1r1+m2r2+mbrb=0 (6-3)式中miri称为质径积，为矢量。 平衡质径积mbrb的大小和方位，可用下述方法求得。如图6-1所示建立直角坐标系，根据力平衡条件，由Fx=0及Fy=0可得 图6-1方向为正）。则平衡质径积的大小为 mbrb= （mbrb）2x+(mbrb) 2y1/2 (6-6) 当转子的宽径比(B/D)大于0.2时，其质量就不能视为分布在同一平面内了。这时，其偏
19、心质量分布在几个不同的回转平面内，如图6-2所示。m3m1m2图6-2FIFIS图 6-3图 6-4半径分别为r1、r2、r3，方位如图所示。当转子以等角速度回转时，它们产生的惯性力FI1、图 6-4F=0, M=0 (6-8) 由理论力学可知，一个力可以分解为与它相平行的两个分力。 如图b所示，可将力F分解成FI、FI两个分力，其大小分别为 再将各离心惯性力按上述方法分别分解到平衡基面及内，即将FI1、FI2、FI3分解为FI1I 、 FI2I 、 FI3I(在平衡基面I内）和FI1 、 FI2 、 FI3（在平衡基面内）。 这样就把空间力系的平衡问题，转化为两个平面汇交力系的平衡问题了。图
20、 7-1图7-2图所示的机械特性曲线可以用一条通过N点和C点的直线近似代替。 N点的转矩Mn为电动机的额定转矩，它所对应的角速度n为电动机的额定角速度；C点所对应的角速度0为电动机的同步角速度，这时的电动机的转矩为零。 dE=d(J121/2+m2v2S2/2+JS222/ 2 + m3v23/2) niiiiiiinisisiidtMvFJvmd1212)cos()2/2/( （7-2） 式中i 为作用在构件i上的外力Fi与该力作用点的速度vi 间的夹角，而“”号的选取决定于作用在构件i上的力矩Mi与该构件的角速度为i的方向是否相同，相同时取“+”号，反之取“-”号。dtvFMvmvmJJd
21、SS)()()()(213311213321222122121 （7-3）令2133212221221)()()(vmvmJJJSSe（7-4）dtFvMvmvvmvJvJvdSS)()()(233113323222322231123 (7-7)若令3232223222311)()()(mvvmvJvJmSSe （7-8）)()(221SiiiSinievmJJ （7-11）等效力矩的一般计算式为)()(cos1iiiiinieMvFM（7-12）)()(221vvmvJmSiiiSinie（7-13）等效力的一般计算式为)()(cos1vMvvFFiiiiinie（7-14）adMWdd)(
22、)(（7-15）adMWrr)()(（7-16）a)b)2/)(2/)()()(22aeaerdrdJJdMMWWEa（7-17） 由上式计算得到机械动能E()的变化曲线，如上图b。 在ab区间，系统出现了盈功，在这一段运动过程中，等效构件的角速度由于动能的增加而上升；在bc区间，系统出现了亏功，在这一段运动过程中，等效构件的角速度由于动能的减少而下降。在等效力矩和等效转动惯量变化的公共周期内，驱动力所做的功等于阻抗力所做得功，则机械动能的增量等于零。minmaxTO图7-5 机械速度波动的程度可用速度不均匀系数来表示： （7-18）2minmaxm（7-19）mminmax（7-20） dM
23、MEEWcberedminmaxmax（7-21）22min2maxminmaxmax2/meeJJEEWemFJWJ)/(2max（7-23） 如果JeJF，则Je可以忽略不计，上式可近似写为 )/(2maxmFWJ (7-24) 也可写为用平均转速n（r/min）表示的 )/(90022maxnWJF (7-25) 设轮缘的宽度为b,材料单位体积的重量为（N/m3),则 GA=DHb于是 Hb=GA/(D) (7-27)图 7-6 承载能力高，易润滑，不易磨损； 制造容易，易获较高精度。 设计计算较复杂 不易精确实现复杂的（任意的）运动规律； 常产生动载荷。在三角形ADC1中：l2-l1+
24、l3l4l2-l1+l4l3即： l1+l4l2+l3 l1+l3l2+l4在三角形ADC2中l1+l2l3+l4由上三式两两相加，得：l1l2 ; l1l3 ; l1l4取最短杆1相邻的杆2或杆4为机架时，得到曲柄摇杆机构取最短杆1为机架，得到双曲柄机构；取最短杆1相对的杆3为机架时，得到双摇杆机构。 若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，不论取哪根杆为机架，都得到双摇杆机构。 ，Ft=F cos , 传力效果越好。 传动角 ：=90- ， ， 传力效果越好。 3、连杆机构的急回特性（见图）曲柄AB11AB2 ,摇杆C1DC2D,V1=C1C2t1曲柄AB22AB1 ,摇杆C2DC1
25、D,V2=C1C2t2因为1=180+ 2 ， 所以t1 t2 ， 则V2 V1。设摇杆从C1D至C2D为工作行程，则摇杆从C2D至 C1D为空回行程， 空回行程的速度大于工作行程的速度 急回特性 我们把空回行程平均速度V2与工作行程平均速度V1之比，称为行程速度变化系数，用K表示，则K=V2V1=C1C2/t2C1C2/t1=t1t2=12=180+ 180-或 =180K-1K+1式中 为摇杆位于两极限位置时，曲柄在两相应位置 间所夹的锐角，称为极位夹角。说明：由上述分析可知：若K1，说明机构有急回特性，其值越大，急回性质 越显著，有无急回，取决于，（只要0就有急回运动）有急回运动，可节省
26、回程时间，提高工效。 自锁（卡死） 踏不动死点的特点 如缝纫机 运动不确定 倒车 对传动机构来说，有死点是不利的，应采取措施使其顺利通过。若以夹紧、增力等为目的，则机构的死点位置可以加以利用。 加装飞轮，增大惯性，使之闯过死点； 措施 安装辅助连杆； 几组机构错位安装。利用死点：例飞机起落架机构一、改变杆件的长度比或运动副的形式偏心曲柄滑块机构曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构思考：对心曲柄滑块机构有无急回运动？ 当曲柄较短时，把铰链B扩大，使其包含A，这时曲柄演化为一几何中心不与回转中心相重合的圆盘，此盘称为偏心轮，两中心间距称偏心距，等于曲柄之长，这种机构称为偏心轮机构。1、导杆机构当l2l1，
27、称为回转导杆机构当l2l1，称为摆动导杆机构摆动导杆机构的特点：传力性能好； =90， =0 具有急回运动。 = 2、摇块机构步骤：计算 =180K-1K+1 按已知条件画C1D、C2D连C1C2作其垂直平分线交于mn, 作角（90-）与mn相交于点O, 以O为圆心，OC1为半径作圆, 铰链中心A点应在该圆弧上。 在该圆弧上任取一点作为铰链中心A点， 由 AC1= l2-l1， AC2= l2+l1得： l1=（ AC2- AC1）/2， l2=（ AC2+ AC1）/2，由此求出曲柄和连杆的长度。验算传动角或压力角。 直动从动件圆柱凸轮机构hs hv 0a- ,tav0 ,tv ,ths2k
28、s 22222442hahvhs9Aa0BC,ta,t211Ov46543,th1s40222224)(4)(2hahvhhsav,t,t,tsh1O2345612345sSS,SS,cos2sin)cos1 (2222hahvhs2sin2)2cos1 ()2sin21(22hahvhs2 ,2 2hrrh 正弦加速度运动规律7654321h/,ttsh3457O12688621O7543v,t,ta3457O1268maxv)/(0hwmaxa)/(202hwmaxj)/(303hw3.2.1 直动尖顶推杆盘形凸轮机构ddsVOPBDP2200tanerSeddsSSeddsdds/220
29、)tan/(eSeddsrarrrarrarrrrraminminrr0) 5 . 01 . 0(rrrmaxllmmll)75(2max根据轮系运转时，其各个齿轮的轴线相对根据轮系运转时，其各个齿轮的轴线相对于机架的位置是否都是固定的，于机架的位置是否都是固定的，而将轮系而将轮系(gear train)分为三大类分为三大类 定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系复合轮系复合轮系 11-1 11-1 轮系及分类轮系及分类调出电脑动画片：行星与定轴定轴轮系定轴轮系1 1定轴齿轮系：定轴齿轮系：齿轮系传动过程中，其各齿轮的轴线齿轮系传动过程中，其各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定不变的。相对于机架的位
30、置都是固定不变的。周转轮系周转轮系2.2.OH321H321231太阳轮太阳轮(sun gear)行星轮行星轮(planet gear) 行星架行星架141HO1HOHO33O22413OO133HHOO221O1H232OHO B. 行星轮系行星轮系 (planetary speed train)，其自由度 为l （如图B所示）图a图b3421H23K型周转轮系型周转轮系OH312H3122k-H型周转轮系型周转轮系复合轮系复合轮系2.2.1223445121221ziz 322 332ziz 343443ziz 544 554ziz 234511551234z z z ziz z z z
31、43 2154325 4433 2215 4343 212zzzzzzzziiii 所有主动轮齿数连乘积所有从动轮齿数连乘积定轴轮系的传动比 2）空间轮系空间轮系 (d)2112(a)(b)2112(e)21（A A）用箭头标注；）用箭头标注；（B B）用）用“+”+”或或“”表示，表示，“+”+”首末两轮转向相同，首末两轮转向相同，“”则相反；则相反；（C C）在公式前用（）在公式前用（1 1）m m表示，表示，m m 外啮合次数外啮合次数 只能用箭头来表示只能用箭头来表示 (c)如图，中间红色的齿轮齿数的多少并不影响传动比如图，中间红色的齿轮齿数的多少并不影响传动比的大小，而仅仅起着中间过
32、渡和改变从动轮转向的的大小，而仅仅起着中间过渡和改变从动轮转向的作用。轮系中的这种齿轮称为作用。轮系中的这种齿轮称为惰轮（惰轮（idler gear）（过轮或中介轮）（过轮或中介轮） 结论：结论：（1）主从动轮间加奇数个惰轮，主、从动轮旋转方向相同。）主从动轮间加奇数个惰轮，主、从动轮旋转方向相同。（2）主从动轮间加偶数个惰轮，主、从动轮旋转方向相反。）主从动轮间加偶数个惰轮，主、从动轮旋转方向相反。12HH3根据相对运动的原理，假若我们给整个周转轮系加上一个根据相对运动的原理，假若我们给整个周转轮系加上一个公共角速度公共角速度“H”，使它绕行星架的固定轴线回转，这，使它绕行星架的固定轴线回转
33、，这时各构件之间的相对运动仍将保持不变，但行星架的角速时各构件之间的相对运动仍将保持不变，但行星架的角速度却变成度却变成HHo，即行星架成为，即行星架成为“静止不动静止不动”的了。的了。于是，周转轮系便转化成了定轴轮系。这种经过转化所得于是，周转轮系便转化成了定轴轮系。这种经过转化所得的假想的定轴轮系，特称为原周转轮系的的假想的定轴轮系，特称为原周转轮系的转化轮系或转化转化轮系或转化机构机构 由于由于 HH = 0，该周转轮系已转化为，该周转轮系已转化为定轴轮系定轴轮系 13313113zziHHHHH - H 1 H 3 2周转轮系传动比的一般关系式周转轮系传动比的一般关系式：如果轮系为行星
34、轮系，由于一个太阳轮如果轮系为行星轮系，由于一个太阳轮(设为设为轮轮)为固定轮，上式可以改写为如下形式为固定轮，上式可以改写为如下形式HHmmHmnHmnHi HHHHHHmnmmmmniiii 11各主动轮齿数的乘积至在转化轮系中由各从动轮齿数的乘积至在转化轮系中由nmnm注：注：1）只适用于转化齿轮系的首、末两轮轴线平行（或重合）只适用于转化齿轮系的首、末两轮轴线平行（或重合）的情况；的情况； 2）在公式的齿数比前应加在公式的齿数比前应加“+”、“”。这不仅表明在转。这不仅表明在转化轮系中两太阳轮之间的转向关系，而且将直接影响到各构件的化轮系中两太阳轮之间的转向关系，而且将直接影响到各构件
35、的角速度之间的数值关系；角速度之间的数值关系； 3）mH、nH、imnH为转化机构的角速度、转动比，按定为转化机构的角速度、转动比，按定周轴轮系公式计算；周轴轮系公式计算； 4）m、n、imn为周转轮系的角速度、转动比，均为代数为周转轮系的角速度、转动比，均为代数值，在公式中要带相应的值，在公式中要带相应的“+”、“” ； 5）任何时候都不能用箭头或（任何时候都不能用箭头或（1）m来直观的判断从动件来直观的判断从动件的真实转向，只能按的真实转向，只能按imn计算结果与原假定方向来确定计算结果与原假定方向来确定 1H2322213解：解：2132H3H1H13zzzznnnni n1=100r/
36、minn3=200r/min代入，可得代入，可得25302520n200n100iHHH13 nH=-100r/min1） n1与与n3 同向，同向，HkH1Hk1nnnni H1Hk1nn1i 故故Hk1H1kH1i1nni OHK(3)H212O125302520n200n100iHHH13 nH=700r/min可得可得所求转速的方向，须由计算结果得正负号来决定，决不所求转速的方向，须由计算结果得正负号来决定，决不能在图形中直观判断！能在图形中直观判断！2） n1与与n3 反向，即用反向，即用 n1=100r/min，n3= -200r/min代入，代入，12234H（1 1）正确分划周
37、转轮系。）正确分划周转轮系。 行星轮行星轮 行星架行星架( (注意它不一定呈简单的杆状注意它不一定呈简单的杆状) ) 与行星轮相啮与行星轮相啮合的所有太阳轮。每一行星架，连同行星架上的合的所有太阳轮。每一行星架，连同行星架上的行星轮和与行星轮相啮合的太阳轮就组成一个周行星轮和与行星轮相啮合的太阳轮就组成一个周转轮系。转轮系。（2 2）正确划分出轴线固定彼此相啮合的一个或）正确划分出轴线固定彼此相啮合的一个或几个定轴轮系。几个定轴轮系。（3 3）列出各自的传动比方程式）列出各自的传动比方程式 （4 4）联立求解联立求解 1. 步骤：步骤：2. 例例 如图为一电动卷扬机的减速器运动简图，设已知如图
38、为一电动卷扬机的减速器运动简图，设已知Z1=24，Z2=33，Z2=21，Z3=78,Z3=18，Z4=30，Z5=78,求i151）将周转轮系分出来：将周转轮系分出来：1，2-2，3，H周转轮系周转轮系 213253515131 zzzzi52132351 zzzz )(a)5432123封闭式复合轮系封闭式复合轮系12233）联立）联立(A) ,(B)两式求解：两式求解：3，4，5定轴轮系定轴轮系 2）将定轴轮系分出来：）将定轴轮系分出来：355353 zzi3353 zz(B) 521323513353zzzzzz)(2428118781212478331135213215. zzzzz
39、zi54321231、实现分路传动、实现分路传动2 2获得较大的传动比获得较大的传动比 D1D2H123634I521II7 8 5 5实现结构紧凑的大功实现结构紧凑的大功率传动率传动 31132H26.6.用作运动的合成、分解用作运动的合成、分解 如图所示为装在汽如图所示为装在汽车后桥上的差动轮车后桥上的差动轮系系(常称差速器常称差速器)。发动机通过传动轴发动机通过传动轴驱动齿轮驱动齿轮5。齿轮。齿轮4上固连着行星架上固连着行星架H，其上装有其上装有行星轮行星轮2。齿。齿轮轮1、2、3及行星架及行星架H组成一差动轮系组成一差动轮系 ADBC123HR2L车轮车轮H45P 在该差动轮系中在该差动轮系中，Z1Z3， nHn4，则有则有： i45 = n4/n5 = Z5/Z4 n4 = Z5/Z4 * n5 (a) i13H = (n1nH)/(n3nH) = Z3/Z1 = 1 n1n3 = 2nH = 2n4 (b) n1/n3 = (rL)/(rL) (c)联立求解联立求解: n1 = (rL)/r * Z5/Z4* n5 n3 = (rL)/r * Z5/Z4* n5
