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机械原理齿轮系及其设计


3
注意:在转化机构中系杆H
变成了机架。
1
1
3
构件名称
原周转轮系 中的角速度
转化轮系中各 构件的角速度
2
H
0
0
1
3 H2
2
H3
1H
H1
系杆H 中心轮1 行星轮 2 中心轮 3

HH =H - H =0
1
H1 =1- H
2
H2 =2- H
3
H3 =3- H
3
转化轮系
计算该转化机构(定轴轮系)的传动比:
旋向相同,主动轮,左旋用左手,右旋 用右手,四指为旋转方向,大拇指的反 向是啮合点处从动轮运动方向。
定轴轮系中各轮几何轴线不都平行,但是 输入、输出轮的轴线相互平行的情况
i14
z2 z3z4 z1z2' z3'
传动比方向判断:画箭头 表示:在传动比大小前加正负号
输入、输出轮的轴线不平行的情况
i15
例2 z1 24 z2 33 z2 21 z3 78 z3 18 z4 30 z5 78 求i15
解:i1H3
n1 nH n3 nH
z2z3 z1z2
(1)
i53
n5 n3
z3 z5
(2)
n5 nH (3)
n15 28.24
例4′:在图示混合轮系中,已知各轮的齿数。求i14 。
1
2
3
4
(mvi)
多级定轴轮系
1. 传动比大小的计算
定义 轮系输入轴的角速度(或转速)与输出轴的角速 度(或转速)之比,称为轮系的传动比,常用iij表示,即
iij
i j
轮系传动比的计算,包括确定iij的大小和输入轴与输 出轴转向关系。
惰轮
i15
1 5
n1 n5
i12
1 2
z2 z1
i2 '3
例5′已知图示的轮系中各齿轮的齿数为Z1= Z3=15 ,Z2’= 60,Z2= Z3, =20,Z4= 65, 试求轮系的传动比i1H
解:右边定轴轮系:
i1 2
1 2
z2 z1
4 3
(1)
左边行星轮系:
i4H2
4 H 2 H
0 H 2 H
z3 z2 20 60 16 (2) z4 z3 6515 13
2
2
2
4
4
4 1
1 差动轮系
3
1 行星轮系
3
中心轮是转动,还是固定?
F 3n pL pH 34 24 2 2
F 3n pL pH 33 23 2 1
差动轮系:自由度F=2的周转轮系。
行星轮系:自由度F=1的周转轮系。
根据基本构件不同分类
2K-H 型 3K 型 K-H - V型
单排2K-H 型
求 iH1
解:i1H3
1 H 0 H
z3z2 z1z2
i1H
1 i1H3
1
z3 z2 z1z2
iH 1
1 1 i1H3
1 1 z3z2
10000
z1 z 2
例1' z1 99 其他齿数不变, 求 iH1
iH1
1 1 i1H3
1 1 z3z2
100
z1z2
例2' :z1=48, z2=42,z2’=18, z3=21,n1=100r/min,n3= 80
(mvi)
周转轮系
周转轮系
周转轮系的组成
基本构件
行星轮 ——2 行星架(系杆、转臂) —— H 中心轮(太阳轮) —— 1、3 机架
按自由度的数目分类
2 2 3
行星轮
H H
1
o1 转臂
中心轮 1
3
2 o2 H
1 3
F=2 (中心轮都是转动的)
差动轮系
F=1 (有一个中心轮作了机架) 行星轮系
3
第11章 齿轮系及其设计
§11-1 §11-2 §11-3 §11-4 §11-5 §11-6 §11-7
§11-8
齿轮系及其分类 定轴轮系的传动比 周转轮系的传动比 复合轮系的传动比 轮系的功用 行星轮系的效率 行星轮系的类型选择及设计的基本知识
其他新型行星齿轮传动简介
§11-1 齿轮系及其分类
两个轮系的关系 2 2 (3)
混合轮系的传动比
i1H
1 H
1 4
例6′:z1=20,z2=30, z2’=20, z3=40, z4=45, z4’=44, z5=81, z6=80 求: i16
解:左边定轴轮系:
2 2‘ 5 6
i13
1 3
z2 z1
z3 z2
30 40 3 20 20
(1)
法一:当轮系的主、从动轮轴 线平行时,内啮合时两者转向相同 用“”号表示;外啮合时两者转 向相反,用“”号表示。
i12
1 2
z2 z1
i2'3
2 3
z3 z2'
i34
3 4
z4 z3
i45
4 5
z5 z4
i15
1 5
(1)3
z2 z3z5 z1z2' z3'
z2 z3z5 z1z2' z3'
平面定轴轮系 空间定轴轮系 行星轮系(F1) 差动轮系(F2)
复合轮系
由定轴轮系、周 转轮系组合而成
(1)定轴轮系 所有齿轮几何轴线位置固定。
输入
输出
平面定轴轮系
输出
空间定轴轮系
平面定轴轮系
32 1
空间定轴轮系
3 2
3' 4
1 4'
5
(2)周转轮系 轮系运转时,至少有一个齿轮轴线的位置不固定,而是绕某一固 定轴线回转,则称该轮系为周转轮系。
方向向下
§11-5 轮系的功用
1.实现分路传动
单头滚刀
m n
齿坯
9 右旋单头蜗杆
7
8
2

3
6
1
4
5
2. 实现大传动比传动
i14
40 40 40 222
8000
3. 实现变速传动
n3Ⅲ
8

yx
1 64
5
3
2
7
② 计算式为
所有从动轮齿数连乘积
imn =(-1)m 所有主动轮齿数连乘积
其中:m,n 分别为主动轮和从动轮;m 为外啮合齿轮的对数。 ③ 同时与两个齿轮啮合的齿轮称为惰轮,在计算式中不出现,其作 用表现为:m.结构要求;n.改变转向;
④空间定轴轮系转向用箭头方式确定。
2 H
0 1
3
§11-3 周转轮系的传动比
z2 z3 z5 z1z2' z3'
传动比方向判断 表示 画箭头
2 3' 4
1 3
4'
5
定轴轮系的传动比
大小:
iij
i j
(1)m
从动轮齿数连乘积 主动轮齿数连乘积
转向: 画箭头法(适合任何定轴轮系)
(1)m 法(只适合所有齿轮轴线都平行的情况)
结果表示:
i1k
1 k
从动齿轮齿数连乘积
± 主动齿轮齿数连乘积
右边行星轮系:
1
4 4‘
i6H5
6 5
H H
6 H 0 H
1 6 H
H
z4 z5 44 81 0.99 (2)
z6 z4 80 45
3
i6 H
6 H
1 i6H5 1 0.99 0.01
两个轮系的关系 混合轮系的传动比
H 3 (3)
i16
1 6
3 0.01
300
例7′如图所示的轮系中,已知蜗杆1为单头右旋蜗杆,转向如图, 转速n1=1500r/min,各轮齿数分别为z2=50,z2¹=z3¹=30, z3=z4=z5=20,z4¹=40,z5¹=15,z6=60,求nH的大小及方向。
2、从复合轮系中找定轴轮系和周转轮系的方法:
找定轴轮系的方法是: 如果一系列互相啮合的齿轮的几何轴线都是不动的, 那么这些齿轮和机架便组成一个定轴轮系。
找周转轮系的方法是: a.先找行星轮; b.再找系杆,有几个系杆就有几个周转轮系; c.再找中心轮;那么这些行星轮、中心轮、行星架及机
架便组成一个周转轮系。
双排2K-H 型
3K 型
(3)复合轮系 由基本周转轮系与定轴轮系或者由几个周转轮系组成的轮
系,称为混合轮系。
周转轮系
定轴轮系
1 3
H
复合轮系1 周转轮系1
2
2
4
H1
H2
1
5
复合轮系2
3
6
4 5
周转轮系2
§11-2 定轴轮系的传动比
轮系运转时,如果各齿轮轴线的位置都固定不动,则称之为 定轴轮系(或称为普通轮系)。
解:左边定轴轮系:
i1 4
n1 n4
z2 z1
z3 z2
z4 z3
50 20 20 200
1 30 30
9
(1)
右边行星轮系:
i4H6
n4 nH n6 nH
n4 nH 0 nH
z5 z6 20 60 2 (2)
z4 z5
4015
两个轮系的关系
n4 n4 (3)
由(1)(2)(3)得 nH 22.5
轮系:用一系列相互啮合的齿轮将主动轴和从动轴连
接起来,这种多齿轮的传动装置称为轮系。
轮系应用举例
导弹发射快速反应装置
汽车后轮中的传动机构
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