《机械原理》 轮系的传动比
1 2 3 H
原周转轮系角速度
1 2
3
H
转化轮系中的角速度
1H 1 H 2H 2 H
3H 3 H
HH H H 0
2.传动比计算的基本思路与方法
根据定轴轮系传动比的公式,可写出转化轮系传动比
iH
13
i1H3
1H 3H
1 H 3 H
z2z3 z1 z 2
z3 z1
“-”号表示在转化机构中1H
z3 z1
2.2 周转轮系传动比的计算
1.周转轮系的组成与类型 2.传动比计算的基本思路与方法 3.注意事项 4.计算实例
例1 已知:双排外啮合行星轮系
z1 100, z2 101, z2 100, z3 99
求:传动比 iH1
解:
i1H3
1H
H 3
1 3
H H
z2 z3 z1 z2
第7章 轮系
1 轮系的类型 2 轮系的传动比 3 轮系的功能 4 轮系的设计 5 其他类型的行星传动简介
第7章 轮系
2 轮系的传动比
2.1 定轴轮系传动比的计算 2.2 周转轮系传动比的计算 2.3 混合轮系传动比的计算
2.1 定轴轮系传动比的计算
1.传动比大小的计算 2.主、从动轮转向关系的确定
只起改变方向作用
称为惰轮
定 轴 轮 系 的 传 动 比
所 有 从 动 轮 齿 数 的 连 乘积 所 有 主 动 轮 齿 数 的 连 乘积
2.1 定轴轮系传动比的计算
2 .传动比方向的确定
平面定轴轮系 所有齿轮均为直齿或斜齿圆柱齿轮,
可用(-1)m 来确定从动轮的转动方向。
m —— 外啮合的对数。
传动比为正,说明主、从动轮转向
2.列方程
周转轮系: 1、2-2’、3和H
i1H3
i153
n1 n5 n3 n5
z2 z3 52 78 8.05 z1z2 24 21
定轴轮系:3’、4、5
i35
n3 n5
z5 z3
78 18
n3 n3'
3.解方程
i15
n1 n5
43.9
表明n1与n5转向相同
2.3 混合轮系传动比的计算
若将齿轮的齿数减去一个齿 z2 99, iH1 100
说明同一结构类型的行星轮系,齿数仅作微小变动,对传动 比的影响很大,输出构件的转向也随之改变,这是行星轮系与 定轴轮系的显著区别。
*例2
已知:z1 35, z2 48, z2 55, z3 70 n1 250r min , n3 100r min
针、分针和时针。
由发条N 驱动齿轮1
➢通过齿轮1与2,使分针M 转动;
➢通过齿轮1、2、3、4、5和6,
使秒针S 转动;
➢通过齿轮1、2、9、10、11和12,
使时针H 转动。
z1 72 , z2 12 , z3 64 , z4 8 , z5 60 , z6 8 z7 60 , z8 6 , z9 8 , z10 24 , z11 6 , z12 24
6
3
3.解方程
i14
n1 n4
联立上两式求得
2.3 混合轮系传动比的计算 例4 ——封闭式混合轮系
已知:z1 z5 1 (右 旋 ),z2 99 ,
z2 z4 , z4 100 , z5 100 , z1 101
求: i1H
1.划分基本轮系 周转轮系:2'、3、4 和H
定轴轮系:1、2
求:系杆H的转速nH的大小和转向
n2H
i1H3
n1H n3H
n1 nH n3 nH
z2z3 z1z2
n3H
48 70 1.75
n1H
35 55
nH
n3i1H3 n1 i1H3 1
1.75n3 n1 1.75 1
1.75n3 n1 2.75
由于n1,n3转向相反
nH
1.75100 250
计算步骤
1.正确区分各个基本轮系; 2.分别列出各基本轮系传动比方程式; 3.找出各基本轮系之间的联系,联立求解。
2.3 混合轮系传动比的计算 例1 —— 串连式组合轮系
已知:各轮齿数,n1 300 r min 求:系杆H的转速nH的大小和转向
解: 1.划分基本轮系
周转轮系:2’、3、4和H 定轴轮系:1、2
例1续
2.列方程
周转轮系:2’、3、4和H
i2H4
n2 n4
nH nH
z4 z2
80 4 20
定轴轮系:1、2
n2 n2
i12
n1 n2
z2 z1
40 2 20
3.解方程
n4 0
nH 30 r min
表明nH与n1转向相反
例1
在图示轮系中,已知各轮的齿数为:Z1 = Z2 = Z4 = Z4' =30,Z3 =90,Z1' =20,Z3' =40,Z5 =15。试求轴Ι,轴Ⅱ之间的传动比。
中心轮:1,3 行星轮:2 行星架(系杆):H
基本构件:中心轮和系杆 (1,3,H)
2.2 周转轮系传动比的计算 1.周转轮系的组成与类型 按自由度分类
行星轮系(F =1)
2.2 周转轮系传动比的计算 1.周转轮系的组成与类型 按自由度分类
差动轮系(F =2)
2.2 周转轮系传动比的计算 1.周转轮系的组成与类型 按结构形式分类
2.75
27.27
r / min
1.计算结果为“+”,说明nH与n1转向相同;
2.计算周转轮系传动比时,应将各轮转速与其“+”、“” 号同时代入公式中进行计算。
第7章 轮系
2 轮系的传动比
2.1 定轴轮系传动比的计算 2.2 周转轮系传动比的计算 2.3 混合轮系传动比的计算
2.3 混合轮系传动比的计算
101 99 100 100
3 0
iH
13
1 H 0 H
1 1 H
1 i1H
101 99 100 100
例1续
i1H
1 101 99 100 100
1 10000
分析
iH1
H 1
1 i1H
10000
周转轮系可用少数几对齿轮获得相当大的传动比;
这类行星轮系传动,减速比愈大传动效率愈低,当轮1主动 时,可能产生自锁,一般不宜用来传递大功率,只用于轻载 下的运动传递及作为微调机构。
1 4
-
z2 z3z4 z1z2 z3
若轮系中首、尾两轮的几何轴线不平行,只能用箭头表示
各轮的转向。
2.1 定轴轮系传动比的计算
2 .传动比方向的确定
空间定轴轮系
i15
1 5
z2 z3z5 z1z2 z3
3 .计算例题
在下图所示的轮系中,设已知 z1 z2 z3 ' z4 20 ,且齿轮
(1)划分基本轮系
周转轮系:1、2、3 和H 定轴轮系: 1' 、 5、4 ; 3' 、4'
(2)列方程
i1H3
n1 nH n3 nH
z3 z1
90 30
3
i43
n4 n3
z3 z 4
40 30
4 3
i41
n4 n1
z1 z4
20 30
2 3
(3)解方程 n1 n1 n3 n3
相同,反之转向相反。
i15
1 5
(1)3
z2 z3z5 z1z2 z3
定轴轮系从动轮的转向也可直 接在图中标出。
2.1 定轴轮系传动比的计算
2 .传动比方向的确定
空间定轴轮系
直接用箭头表示各轮的转向。
若轮系中首、尾两轮的轴线互相平行,则须在计算结果中加
上“+”“-”号来表示主从动轮的转向关系。
i14
负号则根据在转化机构中用箭头表示的结果来确定,而不能按外啮合的对 数来确定。
2.2 周转轮系传动比的计算 3.注意事项
5)空间周转轮系中,由于角速度矢量与系杆的角速度矢量不 平行,所以不能用代数法相加减。
2H 2 H
i1H2
1 2
H H
但是不影响基本构件之间传动比的计算
i1H3
1 3
H H
是否符合走时 关系?
第7章 轮系
2 轮系的传动比
2.1 定轴轮系传动比的计算 2.2 周转轮系传动比的计算 2.3 混合轮系传动比的计算
2.2 周转轮系传动比的计算
1.周转轮系的组成与类型 2.传动比计算的基本思路与方法 3.注意事项 4.计算实例
2.2 周转轮系传动比的计算
1.周转轮系的组成与类型
2.1 定轴轮系传动比的计算
1 .传动比大小的计算
设1为主动轮,5为最后的从动轮,则总传动比为
i151 5i121 2z2 z1
或
i15
n1 n5
i23
2 3
z3 z2
i34
3 4
3 4
z4 z3
i45
4 5
z5 z4
i15
1 5
i12 i23 i34 i45
z2 z3z4 z5 z1z2 z3 z4
影响周转轮系传动比的大小和正负号(从动轮方向)。
2)1,n 和H是周转轮系中各基本构件的真实角速度,若已知的两个转速
方向相反,求解时,必须一个代正值,另一个代负值,第三个转速的转向, 则根据计算的正负号来确定。
3)对于行星轮系,因其中一个中心轮是固定的,则可直接求出其余两个基
本构件间的传动比。
4)空间周转轮系转化机构的传动比,大小按定轴轮系传动比计算,其正
和
H 3
转向相反