页数:45页文件大小:6.28 MB来源: 机械原理及设计ppt课件
本课件讲解轮系的分类与传动比:定轴部分给出传动比大小与转向判定方法,周转部分用转化机构法把系杆变为机架,结合例题说明可获得很大传动比,并介绍周转轮系四条件设计与混合轮系联立求解。
本页为第六章「轮系机构」封面,标示本章主题与篇章起始。
轮系:由一系列彼此啮合的齿轮组成的传动机构,用于原动机和执行机构之间的运动和动力传递。
根据轮系在运转时各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否固定,可将轮系分为三大类:定轴轮系、周转轮系、混合轮系。
6.1.1 定轴轮系:轮系运转过程中,所有齿轮轴线的几何位置都相对机架固定不动,分为平面定轴轮系与空间定轴轮系。
6.1.2 周转轮系:在轮系运转过程中,至少有一个齿轮轴线的几何位置不固定,而是绕着其它定轴齿轮的轴线回转。基本构件包括:1 中心轮(太阳轮)、2 行星轮、3 中心轮、H 系杆(转臂)。
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(F = 2)与行星轮系(F = 1)。
根据基本构件的不同,轮系可分为 2K-H 型、3K 型、K-H-V 型。
6.1.3 混合轮系:由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转轮系组成的复杂轮系。
本页为 6.2 节起始,介绍定轴轮系传动比的计算。
6.2.1 定轴轮系的传动比:本节讨论传动比的大小与首末两轮的转向判定方法。
平面定轴轮系中各齿轮轴线相互平行;轮系中的惰轮只改变从动轮转向,不改变传动比的大小。
空间定轴轮系——首末两轮轴线平行时,传动比方向判断:可用画箭头表示,也可在传动比大小前加正负号。
空间定轴轮系——首末两轮轴线不平行时,传动比方向只能用画箭头法在图中表示,不能加正负号。
定轴轮系的传动比:大小按各对啮合齿轮从动轮齿数积与主动轮齿数积之比计算;转向用 ± 法(只适合所有齿轮轴线都平行的情况)或画箭头法(适合任何定轴轮系)。结果表示:输入、输出轴平行时用 ±,其它情况在图中画箭头表示。
定轴轮系的应用:
6.3.1 实现大传动比:通过多级定轴轮系串联,可获得单对齿轮难以达到的大传动比。
6.3.2 实现相距较远轴间的运动:用一系列中间齿轮代替一对大齿轮,可在两轴相距较远时传递运动并节省材料与空间。
6.3.3 实现变速、换向传动:通过滑移齿轮等改变啮合路线,可得到不同的输出转速与转向。
6.3.4 实现多路传动:由一根主动轴同时驱动若干条传动链,实现多路输出,例如滚齿机中的多路传动。
本页为 6.4 节起始,介绍周转轮系传动比的计算方法。
周转轮系传动比计算的基本思路:给整个轮系加上 -ωH 的反转角速度,使系杆 H 变为机架,周转轮系即转化为定轴轮系,从而可直接用定轴轮系传动比的计算公式。
周转轮系转化机构的传动比可按定轴轮系方法求得,本页给出其表达式。
一般周转轮系转化机构的传动比:各轮齿数已知,就可确定 ω1、ωn、ωH 之间的关系;若已知其中两个,即可计算第三个,进而求出周转轮系的传动比。
例1:已知 z1 = 28、z2 = 18、z2′ = 24、z3 = 70,求 i1H。
例题1结论:当系杆转 10000 转时,轮 1 才转 1 转,二者转向相同。此例说明周转轮系可获得很大的传动比。
例2:已知 z1 = z2 = 48、z2′ = 18、z3 = 24,ω1 = 250 rad/s、ω3 = 100 rad/s,方向如图所示,求 ωH。
6.5.1 周转轮系的应用:
周转轮系用于增速(减速)传动,典型实例为 K-H-V 行星减速器。
差动轮系 F = 2,两个输入、一个输出,可实现运动的合成(加法机构、减法机构),广泛用于机床、计算装置、补偿调整装置中。
周转轮系可实现运动的分解,典型实例为汽车后桥减速器,将两个车轮的转速差进行分配。
周转轮系用于实现结构紧凑的大功率传动:由多个行星轮共同承担载荷,使结构紧凑、承载能力强。
6.5.2 周转轮系的设计——各轮齿数的确定需满足四个条件:
周转轮系各轮齿数首先应满足传动比条件,即按给定传动比确定各轮齿数之间的比例关系。
同心条件:要求两个中心轮与系杆的回转轴线重合,即各中心轮与行星轮的中心距满足相应关系。
装配条件:要求若干个行星轮能够同时装入两中心轮之间并正确啮合,齿数与行星轮个数须满足相应关系。
邻接条件:相邻两个行星轮的齿顶圆不得相互干涉,即行星轮中心距应大于两齿顶圆半径之和。
本页为 6.6 节起始,讨论混合轮系传动比的计算方法。
计算混合轮系传动比时,既不能将整个轮系作为定轴轮系处理,也不能对整个机构采用转化机构的办法。求解方法:
例3:已知 z1 = 20、z2 = 30、z2′ = 20、z3 = 40、z4 = 45、z4′ = 44、z5 = 81、z6 = 80,求 i16。
例题4:电动卷扬机减速器中,分析轮系组成——3′、4、5 构成定轴轮系,1、2-2′、3、5(H) 构成周转轮系;分别写出各基本轮系的传动比方程。
根据两个轮系之间的关系联立求解,可得电动卷扬机减速器的总传动比,并得出齿轮 1 与齿轮 5 的转向相同。
6.7.1 谐波齿轮传动:利用柔轮的可控弹性变形实现运动和动力传递,属于其他类型的行星传动。
6.7.2 摆线针轮行星传动:由摆线轮与针轮啮合构成的行星传动,传动比大、结构紧凑。
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