机械原理教程课件(清华大学出版社)第5章

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1、◆轮系的类型◆轮系的传动比◆轮系的功能◆轮系的设计◆了解轮系的组成和分类；◆掌握定轴轮系、周转轮系和混合轮系传动比的计算方法；◆了解行星轮系的选型、效率和齿轮齿数的选取等基本知识。本章基本要求本章主要内容第五章轮系及其设计周转轮系及混合轮系传动比的计算。本章重点本章难点如何将混合轮系正确划分为各基本轮系。5.1轮系的类型轮系定义：所有齿轮几何轴线的位置在运转过程中均固定不变的轮系。也叫普通轮系。1.定轴轮系轮系可分为三大类：由一系列的齿轮所组成的齿轮传动系统。定轴轮系、周转轮系和混合轮系。2.周转轮系指周转轮系

2、中的中心轮和系杆。在运转过程中至少有一个齿轮几何轴线的位置并不固定，而是绕着其他定轴齿轮轴线回转的轮系。既有公转又有自转的轴线位置不固定的齿轮。基本构件：行星轮：行星架：指支撑行星轮的构件。又叫转臂或系杆。中心轮：行星轮绕之作公转的定轴齿轮1和3。齿轮1又称太阳轮。差动轮系：根据周转轮系自由度数目的不同，可分为两类：行星轮系：自由度为1的周转轮系。自由度为2的周转轮系。例如，下图中齿轮3和1均不固定。例如，下图中固定齿轮1或3。行星轮系固定中心轮行星轮系固定系杆行星轮系固定外圈2K-H型：2个中心轮，一个系杆。

3、根据基本构件的不同可分为两类：3K型：3个中心轮。系杆只起支承作用，不起传力作用。设中心轮以K表示，系杆以H表示。2K-H型周转轮系3K型周转轮系又叫复合轮系。既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或包含几个周转轮系部分的复杂轮系。3.混合轮系含一个定轴轮系和一个周转轮系含两个周转轮系5.2轮系的传动比轮系的传动比，是指轮系中输入轴的角速度（或转速）与输出轴的角速度（或转速）之比。包括大小和方向。一、定轴轮系的传动比1.传动比大小的计算结论齿数的多少并不影响轮系的传动比大小，其作用仅仅是改变齿轮的转动方向。如

4、上页图中的齿轮2。惰轮（中介轮）：2.主、从动轮转向关系的确定（三种情况）（1）各齿轮的几何轴线相互平行内啮合的圆柱齿轮转向相同，外啮合的圆柱齿轮转向相反。若用m来表示轮系中外啮合的对数，则可用(-1)m来确定轮系传动比的正负号。若计算为正，则说明主动轮、从动轮转向相同，若结果为负，则说明主动轮、从动轮转向相反。轮系传动比的正负号也可以用画箭头的方法来确定。在运动简图上用箭头标明两轮的转向关系。（2）所有齿轮的几何轴线不都平行，但首尾两轮的几何轴线互相平行在传动比的计算结果中加上“+”“-”号来表示主、从动轮的

5、转向关系。（3）首尾两轮的几何轴线不平行它们的转向关系不能采用“+”“-”号表示，只能在图上用箭头来表示。二、周转轮系的传动比设法使系杆H固定不动，将周转轮系转化为定轴轮系。1.周转轮系传动比计算的基本思路指给整个周转轮系加上一个“-wH”的公共角速度，使系杆H变为相对固定后，所得到的假想的定轴轮系。周转轮系的转化机构（转化轮系）：转化轮系原轮系周转轮系加上一公共角速度“-wH”后，各构件的角速度见右表：转化机构的传动比i13H可按定轴轮系传动比的方法求得：2.周转轮系传动比的计算方法：正号机构：转化轮系的传动

6、比为“+”的周转轮系。负号机构：转化轮系的传动比为“–”的周转轮系。（2）ω1、ωn、ωH是周转轮系中各基本构件的真实角速度，代入上式求解时，必须同时带上“+”号或“–”号。注意事项：（1）注意转化机构传动比的正负号。（3）对于行星轮系，由于其中一个中心轮是固定的，这时可直接由上式求出其余两个基本构件间的传动比。①在周转轮系各轮齿数已知的条件下，如果给定w1、wn和wH中的两个，第三个就可以由上式求出。小结：②对于行星轮系，有一个中心轮的转速为零，这时在另一中心轮和系杆的角速度中，只要再给定一个，其运动便是确定

7、的了，利用上式便求出该轮系的传动比为：例1：在图示的轮系中，设z1=z2=30,z3=90,试求在同一时间内当构件1和3的转速分别为n1=1,n3=-1(设逆时针为正)时，nH及i1H的值。（负号表明二者的转向相反）解：此轮系的转化机构的传动比为：3.周转轮系传动比计算举例：例2：在图示的周转轮系中，设已知z1=100，z2=101,z3=99，z2’=100，试求传动比iH1。解：轮3为固定轮（即n3=0）当系杆转10000转时，轮1转1转，其转向与系杆的转向相同。该轮系为行星轮系，其传动比：上例中若将z3

8、由99改为100，则当系杆转100转时，轮1反向转1转。行星轮系中从动轮的转向不仅与主动轮的转向有关，而且与轮系中各轮的齿数有关。例3，在下图所示的轮系中，已知各轮齿数为：z1=48，z2=48,z2′=18，z3=24，又n1=250r/min，n3=100r/min，转向如图所示。试求系杆H的转速nH的大小及方向。解：先计算转化机构的传动比得nH=50r/min计算结果为正，表明系