轮系的应用解析课件.ppt

1、知识纲要：p 轮系分类及其应用特点p 定轴轮系及其传动比p 定义定义p 分类分类p 运动简图运动简图p 应用特点应用特点由若干对互相啮合的齿轮所组成的传动系统。由若干对互相啮合的齿轮所组成的传动系统。定轴轮系（普通轮系）周转轮系按传动时各齿轮的轴线位置是否固定分类：按传动时各齿轮的轴线位置是否固定分类：混合轮系1 1、定轴轮系、定轴轮系轮系运转时，每个齿轮的几何轴线位置轮系运转时，每个齿轮的几何轴线位置相对机架均固定不变。相对机架均固定不变。本章重点本章重点平面定轴轮系 空间定轴轮系2 2、周转轮系、周转轮系轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对机架不固定

2、相对机架不固定,而绕其它齿轮的轴线回转。而绕其它齿轮的轴线回转。定轴轮系差动轮系行星轮系行星轮行星轮太阳轮太阳轮/中心轮中心轮系杆系杆/转臂转臂1OOHO12O131OHO12O13O1O2O1H3太阳轮太阳轮/中心轮中心轮行星轮行星轮系杆系杆/转臂转臂/行星架行星架行星轮系行星轮系 F=1F=1差动轮系差动轮系 F=2F=2n=4 PL=4 PH=3F=1n=5 PL=5 PH=3 F=2行星轮系行星轮系差动轮系差动轮系3 3、混合轮系、混合轮系轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系。轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系。知识链接齿轮在轴上的固定方式齿轮与轴之间的关系齿轮与轴之间的关系结构简图结构简图

3、单一齿轮单一齿轮双联齿轮双联齿轮固定固定（齿轮与轴固定为一体，（齿轮与轴固定为一体，齿轮与轴一同转动，齿轮不齿轮与轴一同转动，齿轮不能沿轴向移动）能沿轴向移动）空套空套（齿轮与轴空套，齿轮（齿轮与轴空套，齿轮与轴各自转动，互不影响）与轴各自转动，互不影响）滑移滑移（齿轮与轴周向固定，（齿轮与轴周向固定，齿轮与轴一同转动，但齿轮齿轮与轴一同转动，但齿轮可沿轴向滑移）可沿轴向滑移）定轴轮系周转轮系复合轮系/混合轮系1 1、可获得较大的传动比、可获得较大的传动比一对齿轮受结构限制，中心距较近。一对齿轮受结构限制，中心距较近。2 2、可作较远距离的传动、可作较远距离的传动轮系节省材料、减轻重量、降低成

4、本和空间。轮系节省材料、减轻重量、降低成本和空间。3 3、可方便地实现变速和变向要求、可方便地实现变速和变向要求1 1）变速要求）变速要求1 1）换向要求）换向要求123H45123H行星架行星架H H的转速是轮的转速是轮1 1、3 3转速的合成。转速的合成。汽车后桥差速器的轮系汽车后桥差速器的轮系可根据转弯半径大小自可根据转弯半径大小自动分解，动分解，n nH H使使n n1 1 、n n3 3符符合转弯的要求合转弯的要求4 4、可合成或分解运动、可合成或分解运动5 5、可、可实现分路传动实现分路传动 利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将

5、运动传给多个运动部分，从而实现齿轮分别将运动传给多个运动部分，从而实现分路传动。分路传动。钟表的时分秒针钟表的时分秒针小小结结轮系的应用特点如下：轮系的应用特点如下：（1 1）可获得很大的传动比）可获得很大的传动比（2 2）可作较远距离的传动）可作较远距离的传动（3 3）可方便实现变速和变向要求）可方便实现变速和变向要求（4 4）可实现运动的合成与分解）可实现运动的合成与分解 按轮系传动时按轮系传动时各齿轮的几何轴线在空间的相对各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否都固定位置是否都固定，分三大类：，分三大类：（1 1）定轴轮系（普通轮系）定轴轮系（普通轮系）（2 2）周转轮系）周转轮系由若干对相

6、互啮合的齿轮所组成的传动系统，称为由若干对相互啮合的齿轮所组成的传动系统，称为轮系轮系。（3 3）混合轮系）混合轮系（5 5）可实现分路传动）可实现分路传动p 定轴轮系中各轮转向的判断p 定轴轮系传动比的计算p 定轴轮系中任意从动齿轮转速的计算非平行轴（空间）定轴轮系按照轮系中各齿轮的轴线是否平行，有两种情况：按照轮系中各齿轮的轴线是否平行，有两种情况：平行轴（平面）定轴轮系1 1、用标注箭头来确定；、用标注箭头来确定；2 2、通过数外啮合齿轮的对数来确定、通过数外啮合齿轮的对数来确定外啮合齿轮的对数为外啮合齿轮的对数为偶数偶数，则首末两轮转向，则首末两轮转向相同相同外啮合齿轮的对数为外啮合齿

7、轮的对数为奇数奇数，则首末两轮转向，则首末两轮转向相反相反一对圆柱齿轮传动转向的表达一对圆柱齿轮传动转向的表达1 12 21 12 21 12 21 12 2外啮合：两轮转向相反外啮合：两轮转向相反内啮合：两轮转向相同内啮合：两轮转向相同注：箭头表示可见侧圆周速度方向。注：箭头表示可见侧圆周速度方向。一对圆锥齿轮传动转向的表达一对圆锥齿轮传动转向的表达两箭头同时指向啮合点两箭头同时指向啮合点两箭头同时相背啮合点两箭头同时相背啮合点1 12 21 12 2注：蜗杆传动按第六章。注：蜗杆传动按第六章。思考思考1 1平行轴传动的定轴轮系平行轴传动的定轴轮系1233451 1、用标注箭头来确定；、用标

8、注箭头来确定；2 2、因外啮合齿轮的对数为、因外啮合齿轮的对数为偶数（偶数（2 2对），对），则则1 1、5 5两轮转向两轮转向相同。相同。如何判断以下定轴轮系中各轮的转向？如何判断以下定轴轮系中各轮的转向？轮系中各轮回转方向轮系中各轮回转方向只能用箭头标注在图上只能用箭头标注在图上。1 15 56 63 34 42 21n6n非平行轴传动的定轴轮系非平行轴传动的定轴轮系思考思考2 2如何判断以下定轴轮系中各轮的转向？如何判断以下定轴轮系中各轮的转向？1 14 43 32 2两级齿轮传动装置两级齿轮传动装置1 1、传动路线、传动路线动力输入动力输入传动路线传动路线动力输出动力输出在计算传动比大

9、小之前在计算传动比大小之前要先学会分析传动路线要先学会分析传动路线例例1 1 如图所示轮系，分析该轮系传动路线。如图所示轮系，分析该轮系传动路线。解解 该轮系传动路线为：该轮系传动路线为：1n9n1z2z3z4z5z6z7z8z9z1n21zz43zz65zz87zz98zz9n2 2、传动比计算、传动比计算以平面定轴轮系为例：以平面定轴轮系为例：推广：推广：设首轮设首轮A A的转速为的转速为n n1 1，末轮，末轮K K的转速为的转速为n nK K，m m为圆柱齿轮外啮为圆柱齿轮外啮合的对数，则平面定轴轮系的传动比可写为：合的对数，则平面定轴轮系的传动比可写为：所有主动轮齿数的乘积所有从动轮

10、齿数的乘积mkkknni)1(1114321543245115,)1(zzzzzzzznni,32153235115)1(zzzzzznni惰轮惰轮(过轮过轮):不影响传动比大小只起改变转向作用的齿不影响传动比大小只起改变转向作用的齿轮。轮。平行轴平行轴定轴轮系中，若以定轴轮系中，若以1 1表示首轮，以表示首轮，以k k轮轮表示末轮，外啮合的对数为表示末轮，外啮合的对数为m,m,则总则总传动比为：传动比为：乘积所有主动齿轮齿数的连乘积所有从动齿轮齿数的连总mkii)1(1当结果为当结果为正正，表示首末两轮回转方向，表示首末两轮回转方向相同相同。当结果为当结果为负负，表示首末两轮回转方向，表示首

11、末两轮回转方向相反相反。注：转向也可用箭头在图上依次画出来确定。注：转向也可用箭头在图上依次画出来确定。例例2 2 如图所示轮系，已知各齿轮齿数及如图所示轮系，已知各齿轮齿数及n n1 1转向，求转向，求i i1919和判定和判定n n9 9转向。转向。1 13 36 68 89 97 75 54 42 2896745231219iiiiii9876543221nnnnnnnnnn)()()()(8967452312zzzzzzzzzz86419753419)1(zzzzzzzzi即为为正正，首末两轮回转方向，首末两轮回转方向相同相同。惰轮惰轮解：解：1n9n转向也可通过在图上依次画箭头来确定

12、。转向也可通过在图上依次画箭头来确定。注：齿轮注：齿轮z z2 2的大小对总传动比的大小对总传动比i i1919毫无影响，叫惰轮。毫无影响，叫惰轮。惰轮惰轮惰轮惰轮1n2n1n2n加加奇奇数个惰轮，首数个惰轮，首末两轮转向末两轮转向相同相同。加加偶偶数个惰轮，首数个惰轮，首末两轮转向末两轮转向相反相反。惰轮只改变从动轮回转方向，不改变传动比大小。惰轮只改变从动轮回转方向，不改变传动比大小。知识链接2 25 57 76 64 43 31 11n任务一任务一 如图所示，已知如图所示，已知z z1 1=24=24，z z2 2=28=28，z z3 3=20=20，z z4 4=60=60，z z5

13、 5=20=20，z z6 6=20=20，z z7 7=28=28，齿轮，齿轮1 1为主动件。试完成以下内容：为主动件。试完成以下内容：1 1、该轮系为平行轮系还是空间轮系，为什么？、该轮系为平行轮系还是空间轮系，为什么？2 2、分析该、分析该机构的传动路线；机构的传动路线；3 3、轮系中是否存在惰轮？、轮系中是否存在惰轮？4 4、已知齿轮、已知齿轮1 1转向，试判定齿轮转向，试判定齿轮7 7的转向；的转向；5 5、求传动比、求传动比i17i17。7n分析分析 该轮系传动路线为：该轮系传动路线为：1n21zz43zz65zz76zz7n解解 根据公式根据公式结果为负值，说明从动轮结果为负值，

14、说明从动轮7 7与主动轮与主动轮1 1的转向相反。的转向相反。65317642317)1(zzzzzzzzi9.4202024286028531742zzzzzz各轮转向如图中箭头所示。各轮转向如图中箭头所示。惰轮惰轮2 25 57 76 64 43 31 11n7n空间定轴轮系传动比空间定轴轮系传动比 传动比的大小：传动比的大小：首末二轴转向关系判别：首末二轴转向关系判别：箭头法判断，如图所示箭头法判断，如图所示 齿轮齿轮1和和5转向相反转向相反5115nni 21nn 32nn 43nn 54nn 54432312iiii 12zz 23zz 34zz 45zz 43215432zzzzz

15、zzz 234543 传动比绝对值计算公式同平面定轴轮系传动比绝对值计算公式同平面定轴轮系 用箭头法标定各轮的转向用箭头法标定各轮的转向 输入输出构件的轴线平行且转向相同时，传动比为正输入输出构件的轴线平行且转向相同时，传动比为正;转向转向相反相反,则传动比为负则传动比为负(最后通过箭头法判断后补充上去最后通过箭头法判断后补充上去)轴线不平行的构件间的传动比轴线不平行的构件间的传动比,没有没有+、-1234561234567853164216zzzzzzi 7531864218zzzzzzzzi 方向如图所示方向如图所示方向如图所示方向如图所示末首首末nni由由 定轴轮系的传动比：定轴轮系的传

16、动比：得得 定轴轮系中任意从动轮转速定轴轮系中任意从动轮转速n n末末：首末首首末首末ininn1积所有主动轮齿数的连乘积所有从动轮齿数的连乘积所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘首n10101n1 12 23 34 45 59 96 67 78 81 1条条3 3条条1 1条条问：问：轴可获得几种转速？轴可获得几种转速？解：解：（1）找出各轴间传动线路的数量。找出各轴间传动线路的数量。（2）一般情况下，变速级数等于各轴间传动）一般情况下，变速级数等于各轴间传动线路数量的连乘积。线路数量的连乘积。因此因此轴可获得轴可获得1 13 31=31=3种转速。种转速。变速级数的判定6-7-86-

17、7-8为三联滑移齿轮为三联滑移齿轮滑移齿轮变速机构滑移齿轮变速机构分别求出该变速机构中分别求出该变速机构中轴的三种转速各为多少？轴的三种转速各为多少？分析分析 该变速机构的传动路线为该变速机构的传动路线为:（n n）（n n）21zz74zz65zz83zz109zz(1)5-6(1)5-6啮合时啮合时 n n 10629511zzzzzzn(2)4-7(2)4-7啮合时啮合时 n n 10729411zzzzzzn(3)3-8(3)3-8啮合时啮合时 n n 10829311zzzzzzn例4解：解：简易机床拖板箱传动系统简易机床拖板箱传动系统末轮末轮z z的转速为：的转速为：1n1z2z3

18、z4z5z6zzv6425311zzzzzznnzmzzzzzzzL642531mzzzzzzznv6425311末轮末轮z z的移动速度为：的移动速度为：输入轴每回转一周，末轮输入轴每回转一周，末轮z z沿沿齿条的移动距离为：齿条的移动距离为：mz末轮末轮z z的模数的模数末轮末轮z z的齿数的齿数特例练习练习1 1、如图所示为多刀半自动车床主轴箱的传动系统。、如图所示为多刀半自动车床主轴箱的传动系统。已知：已知：带轮直径带轮直径D D1 1=D D2 2=180mm,z=180mm,z1 1=4545，z z2 2=7272，z z3 3=3636，z z4 4=8181，z z5 5=5

19、959，z z6 6=5454，z z7 7=2525,z z8 8=8888.试求：试求：当电动机转速当电动机转速n n1 1=1443r/mm1443r/mm时，主轴时，主轴的各级转速。的各级转速。1-31-3和和5-75-7为为双联双联滑移齿轮滑移齿轮1 1条条2 2条条2 2条条min/1443 rn D D1 12 24 48 86 6D D2 23 31 17 7 5 5分析分析 该变速机构的传动路线为该变速机构的传动路线为:（n n）21DD65zz21zz43zz87zz电n轴可获得轴可获得1 12 22=42=4种转速。种转速。min/1443 rn D D1 12 24 4

20、8 86 6D D2 23 31 17 7 5 5（1 1）1-21-2和和5-65-6啮合啮合（2 2）1-21-2和和7-87-8啮合啮合（4 4）3-43-4和和5-65-6啮合啮合（3 3）3-43-4和和7-87-8啮合啮合6225111zzDzzDnn n 8227111zzDzzDnn n 8427311zzDzzDnn n 6425311zzDzzDnn n 解：解：练习练习 2 2、如图所示，已知：、如图所示，已知：z z1 1=16=16，z z2 2=32=32，z z3 3=20=20，z z4 4=40=40，蜗杆，蜗杆z z5 5=2=2，蜗轮，蜗轮z z6 6=4

21、0=40，n n1 1=800=800 r/minr/min。试分析该传动机构的传动路线；计算。试分析该传动机构的传动路线；计算蜗轮的转速蜗轮的转速n n6 6并确定各轮的回转方向。并确定各轮的回转方向。解：解：404032220168001 12 23 34 41n5 56 664253116zzzzzznnmin/10 r分析分析 该变速机构的该变速机构的传动路线为传动路线为:（n n）21zz43zz65zz小小结结定轴轮系中各轮转向的判断方法：定轴轮系中各轮转向的判断方法：平行轴传动的定轴轮系：平行轴传动的定轴轮系：1 1、用标注箭头来确定；、用标注箭头来确定；2 2、当外啮合齿轮的对

22、数为、当外啮合齿轮的对数为偶偶数，数，则首末两轮转向则首末两轮转向相同；相同；为为奇数奇数时，则转向时，则转向相反。相反。非平行轴传动的定轴轮系：非平行轴传动的定轴轮系：只能用标注箭头来确定。只能用标注箭头来确定。末首nni 定轴轮系的传动比为：定轴轮系的传动比为：积所有主动轮齿数的连乘积所有从动轮齿数的连乘小小结结1 1、定轴轮系中任意从动轮转速、定轴轮系中任意从动轮转速n n末末：首末首首末首末ininn1积所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘首n2 2、轮系末端是齿条传动、轮系末端是齿条传动的计算的计算mzzznv从主所有所有1末轮末轮z z的移动速度为：的移动速度为：输入轴每回转一周，末轮输入轴每回转一周，末轮z z沿沿齿条的移动距离为：齿条的移动距离为：mzzzL从主所有所有模数、齿数模数、齿数