《機械原理 第2版 教學(xué)課件作者 黃茂林 主編 秦偉副 主編 第五章》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械原理 第2版 教學(xué)課件作者 黃茂林 主編 秦偉副 主編 第五章（51頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：http:/教材其余課件及動畫素材請查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)教材其余課件及動畫素材請查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)QQ:349134187 或者直接輸入下面地址：或者直接輸入下面地址：http:/第五章輪系及其設(shè)計第一節(jié)輪系的分類第二節(jié)定軸輪系及其設(shè)計第三節(jié)周轉(zhuǎn)輪系及其設(shè)計第四節(jié)復(fù)合輪系及其設(shè)計第五節(jié)輪系的功用第六節(jié)少齒差傳動簡介一定軸輪系一定軸輪系 輪系運轉(zhuǎn)時，如果各齒輪軸線的位置都固定不動，則輪系運轉(zhuǎn)時，如果各齒輪軸線的位置都固定不動，則稱之為定軸輪系。稱之為定軸輪系。2143第一節(jié)輪系的分類二周轉(zhuǎn)輪系二周轉(zhuǎn)輪系 輪系運轉(zhuǎn)時，至少有一個齒輪軸線的位置不固定，而輪系運轉(zhuǎn)時，至少

2、有一個齒輪軸線的位置不固定，而是繞某一固定軸線回轉(zhuǎn)，則稱該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。是繞某一固定軸線回轉(zhuǎn)，則稱該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。1.按照自由度數(shù)目分類：按照自由度數(shù)目分類：1）差動輪系）差動輪系 自由度為自由度為2系桿系桿中心輪中心輪（主動）（主動）行星輪行星輪行星輪行星輪系桿系桿中心輪（主動）中心輪（主動）行星輪系）行星輪系 自由度為自由度為行星輪行星輪系桿系桿中心輪（主動）中心輪（主動）中心輪（固定）中心輪（固定）F=33232=12.按中心輪的個數(shù)分類中心輪(K)、系桿(H)(1).2K-H型系桿系桿H中心輪中心輪K（主動）（主動）中心輪中心輪K（固定）（固定）(2)3K型中心輪中心輪K（主動）（

3、主動）中心輪中心輪K（主動）（主動）中心輪中心輪K（主動）（主動）(3)K-H-V型 少齒差行星傳動機械的型式，少齒差行星傳動機械的型式，V表示輸出機構(gòu)表示輸出機構(gòu)三、復(fù)合輪系 含定軸輪系又含周轉(zhuǎn)含定軸輪系又含周轉(zhuǎn)輪系，或由多個周轉(zhuǎn)輪系，或由多個周轉(zhuǎn)系組成的輪系系組成的輪系定軸輪系定軸輪系定軸輪系定軸輪系iiiooonin輪系的傳動比輪系的傳動比輸入軸與輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）輸入軸與輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比，即：之比，即：大小大小轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向第二節(jié)定軸輪系及其設(shè)計一、定軸輪系的傳動比一、定軸輪系的傳動比51 1.傳動比大小的計算傳動比大小的計算 輸入軸與輸出軸之間的傳動比為輸入軸與輸出軸之間

4、的傳動比為:515115nni 輪系中各對嚙合齒輪的傳動比大小為：輪系中各對嚙合齒輪的傳動比大小為：,122112zzi 322 332ziz,344343 zzi 544554ziz1234122 33 4452345iiii 4321543215 zzzzzzzzi一般定軸輪系的傳動比計算公式為：一般定軸輪系的傳動比計算公式為：1 1nni所有從動輪齒數(shù)的連乘積所有主動輪齒數(shù)的連乘積2主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定外嚙合外嚙合“-”1212(1)、軸線互相平行的輪系內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合“+”1 1nn(1)mi 所有從動輪齒數(shù)的連乘積所有主動輪齒數(shù)的連乘積m-外嚙合齒輪的對數(shù)

5、外嚙合齒輪的對數(shù)(2).含有幾何軸線不平行齒輪的輪系錐齒輪錐齒輪蝸桿傳動蝸桿傳動右旋蝸桿 以右手握住蝸桿，四指指以右手握住蝸桿，四指指向蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指向的向蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指向的相相反反方向為嚙合點處蝸輪的線速方向為嚙合點處蝸輪的線速度方向。度方向。用右手定則用右手定則 實例分實例分析析二、定軸輪系設(shè)計二、定軸輪系設(shè)計1、定軸輪系的類型選擇、定軸輪系的類型選擇高速、重載，減小沖擊、振動、噪聲高速、重載，減小沖擊、振動、噪聲平行軸斜齒輪傳動平行軸斜齒輪傳動結(jié)構(gòu)空間要求，改變從動軸向。結(jié)構(gòu)空間要求，改變從動軸向。圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動功率較小、速度低，空間交錯軸傳動功率較小、速度低，空間交錯

6、軸傳動交錯斜齒輪傳動交錯斜齒輪傳動傳動比大，分度、微調(diào)、自鎖要求傳動比大，分度、微調(diào)、自鎖要求蝸桿傳動蝸桿傳動2、定軸輪系中各輪齒數(shù)的確定、定軸輪系中各輪齒數(shù)的確定1）每一級的傳動比要在其常用范圍內(nèi)選取。）每一級的傳動比要在其常用范圍內(nèi)選取。2）傳動比大時采用多級傳動。）傳動比大時采用多級傳動。3）減速傳動時，按照）減速傳動時，按照“前大后小前大后小”的原則分配傳動比。的原則分配傳動比。4）閉式傳動時要考慮潤滑。）閉式傳動時要考慮潤滑。定軸輪系的傳動效率計算(1)串聯(lián)如圖5-1所示由K個齒輪依次嚙合組成的輪系中，每根齒輪軸上只有一個主動齒輪。(2)并聯(lián)如圖5-4所示輪系，在輸入軸上有多個主動齒

7、輪1、2、K，設(shè)每個齒輪機構(gòu)主動輪的輸入功率分別為N1、N2、NK，而每個從動輪的輸出功率分別為N1、N2、NK。(3)混聯(lián)如圖5-5所示輪系既有串聯(lián)又有并聯(lián)，稱其為混聯(lián)輪系。圖5-4并聯(lián)輪系圖5-5混聯(lián)輪系一、行星輪系的類型選擇一、行星輪系的類型選擇選擇傳動類型時，應(yīng)考慮的幾個因素：選擇傳動類型時，應(yīng)考慮的幾個因素：傳動比的要求、傳動比的要求、傳動的效率、外廓結(jié)構(gòu)尺寸和制造及裝配工藝等。傳動的效率、外廓結(jié)構(gòu)尺寸和制造及裝配工藝等。()、滿足傳動比的要求、滿足傳動比的要求211 HHi 傳動比傳動比實用范圍實用范圍：138.21 Hi傳動比：傳動比：負(fù)號機構(gòu)負(fù)號機構(gòu)減速傳動減速傳動1 輸入輸入

8、H 輸出輸出方向相同方向相同與與 1第三節(jié)周轉(zhuǎn)輪系及其設(shè)計傳動比傳動比實用范圍實用范圍：負(fù)號機構(gòu)負(fù)號機構(gòu)傳動比：傳動比：233 HHi 56.114.13 Hi1681 Hi減速傳動減速傳動減速傳動減速傳動負(fù)號機構(gòu)負(fù)號機構(gòu)方向相同方向相同與與 13 輸入輸入H 輸出輸出1 輸入輸入H 輸出輸出傳動比傳動比實用范圍實用范圍：方向相同方向相同與與 1()、考慮傳動效率、考慮傳動效率 不管是增速傳動還是減速傳動，負(fù)號機構(gòu)的效率一般不管是增速傳動還是減速傳動，負(fù)號機構(gòu)的效率一般總比正號機構(gòu)的效率高?？偙日枡C構(gòu)的效率高。如果設(shè)計的輪系用于動力傳動，要求效率較高，應(yīng)該如果設(shè)計的輪系用于動力傳動，要求效率

9、較高，應(yīng)該采用負(fù)號機構(gòu)。采用負(fù)號機構(gòu)。如果設(shè)計的輪系還要求具有較大的傳動比，而單級負(fù)號如果設(shè)計的輪系還要求具有較大的傳動比，而單級負(fù)號機構(gòu)又不能滿足要求時，則可將幾個負(fù)號機構(gòu)串聯(lián)起來，或機構(gòu)又不能滿足要求時，則可將幾個負(fù)號機構(gòu)串聯(lián)起來，或采用負(fù)號機構(gòu)與定軸輪系組成的混合輪系來獲得較大的傳動采用負(fù)號機構(gòu)與定軸輪系組成的混合輪系來獲得較大的傳動比。比。正號機構(gòu)一般用在傳動比大、而對效率沒有較高要求正號機構(gòu)一般用在傳動比大、而對效率沒有較高要求的場合。的場合。二、周輪系各輪齒數(shù)的確定二、周輪系各輪齒數(shù)的確定1、傳動比條件、傳動比條件行星輪系必須能實現(xiàn)給定的傳動比行星輪系必須能實現(xiàn)給定的傳動比Hi11

10、313111zziiHH 113)1(zizH 根據(jù)傳動比確定各齒輪的齒數(shù)根據(jù)傳動比確定各齒輪的齒數(shù)3z1z2z2、同心條件、同心條件系桿的回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與中心輪的軸線相重合系桿的回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與中心輪的軸線相重合若采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪或高度變位齒輪傳動，則同若采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪或高度變位齒輪傳動，則同心條件為心條件為23rr 2321zzzz 2/)2(2/)(11132 Hizzzz上式表明兩中心輪的齒數(shù)應(yīng)同時為奇數(shù)或偶數(shù)上式表明兩中心輪的齒數(shù)應(yīng)同時為奇數(shù)或偶數(shù)2321rrrr 如采用角變位齒輪傳動，則如采用角變位齒輪傳動，則同心條件按節(jié)圓半徑計算同心條件按節(jié)圓半徑計算21rr 3、裝配條件、裝配條件為使各個行

11、星輪都能均勻分布地裝入兩個中為使各個行星輪都能均勻分布地裝入兩個中心輪之間，行星輪的數(shù)目與各輪齒數(shù)之間必心輪之間，行星輪的數(shù)目與各輪齒數(shù)之間必須有一定的關(guān)系。否則，當(dāng)?shù)谝粋€行星輪裝須有一定的關(guān)系。否則，當(dāng)?shù)谝粋€行星輪裝好后，其余行星輪便可能無法均布安裝。好后，其余行星輪便可能無法均布安裝。設(shè)有設(shè)有k個個均布的行星輪，則相鄰兩行星均布的行星輪，則相鄰兩行星輪間所夾的中心角為：輪間所夾的中心角為：k/2 將第一個行星輪在位置將第一個行星輪在位置I裝入裝入I設(shè)輪設(shè)輪3固定，系桿固定，系桿H沿逆時針方向轉(zhuǎn)過沿逆時針方向轉(zhuǎn)過 達到位置達到位置II。k/2 這時中心輪這時中心輪1轉(zhuǎn)過角轉(zhuǎn)過角1 13131

12、11111/2zziikHHHH kzz 2)1(131 若在位置若在位置I又能裝入第二個行星輪又能裝入第二個行星輪 則此時中心輪則此時中心輪1轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 對應(yīng)于整數(shù)個齒對應(yīng)于整數(shù)個齒1 kzzzN 2)1(21311 兩中心輪的齒數(shù)兩中心輪的齒數(shù)z1、z3之和之和應(yīng)能被行星輪個數(shù)應(yīng)能被行星輪個數(shù)k所整除所整除行星輪系的裝行星輪系的裝配條件配條件kizkzzNH1131 4、鄰接條件、鄰接條件保證相鄰兩行星輪不致相碰，稱為鄰接條件。保證相鄰兩行星輪不致相碰，稱為鄰接條件。相鄰兩行星輪的中心距應(yīng)大于行星輪齒相鄰兩行星輪的中心距應(yīng)大于行星輪齒頂圓直徑，齒頂才不致相碰。頂圓直徑，齒頂才不致相碰。ABl

13、2ad 采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪時采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪時)(2sin)(2*221mhrkrra *2212sin)(ahzkzz 采用變位齒輪傳動時，應(yīng)根據(jù)齒輪的實際采用變位齒輪傳動時，應(yīng)根據(jù)齒輪的實際尺寸進行校核。尺寸進行校核。三、周轉(zhuǎn)輪系的傳動比三、周轉(zhuǎn)輪系的傳動比周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算方法（轉(zhuǎn)化機構(gòu)法）周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算方法（轉(zhuǎn)化機構(gòu)法）周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系 定軸輪系定軸輪系（轉(zhuǎn)化機構(gòu)）（轉(zhuǎn)化機構(gòu)）定軸輪系傳動定軸輪系傳動比計算公式比計算公式求解周轉(zhuǎn)輪系求解周轉(zhuǎn)輪系的傳動比的傳動比反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系給整個周轉(zhuǎn)輪系加一個與系桿給整個周轉(zhuǎn)輪系加一個與系桿H的角速度的角速度大小相等、方向相反的公共角速度大

14、小相等、方向相反的公共角速度 HH構(gòu)件名稱構(gòu)件名稱 原周轉(zhuǎn)輪系中原周轉(zhuǎn)輪系中各構(gòu)件的角速度各構(gòu)件的角速度轉(zhuǎn)化機構(gòu)中各轉(zhuǎn)化機構(gòu)中各構(gòu)件的角速度構(gòu)件的角速度系桿系桿 0 HHHH 中心輪中心輪1 HH 11行星輪行星輪2 HH 22中心輪中心輪3 HH 33在在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中轉(zhuǎn)化機構(gòu)中系桿系桿H變成了機架變成了機架把一個周轉(zhuǎn)輪系把一個周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成了轉(zhuǎn)化成了定軸輪系定軸輪系構(gòu)件名稱構(gòu)件名稱 原周轉(zhuǎn)輪系中原周轉(zhuǎn)輪系中各構(gòu)件的角速度各構(gòu)件的角速度轉(zhuǎn)化機構(gòu)中各轉(zhuǎn)化機構(gòu)中各構(gòu)件的角速度構(gòu)件的角速度系桿系桿 0 HHHH 中心輪中心輪1 HH 11中心輪中心輪3 HH 33計算該轉(zhuǎn)化機構(gòu)（定軸輪系）的傳動比：計

15、算該轉(zhuǎn)化機構(gòu)（定軸輪系）的傳動比：輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸 Hi13H 1H1 H3 H 3)(12zz)(23zz )(13zz 1331zzHH 1331zzHH 給定差動輪系三個基本構(gòu)件的角速度給定差動輪系三個基本構(gòu)件的角速度、H中的任意兩個，便可由該式求出第三中的任意兩個，便可由該式求出第三個，從而可求出三個中任意兩個之間的傳動個，從而可求出三個中任意兩個之間的傳動比。比。31331HHziz 特別當(dāng)特別當(dāng)01 時時當(dāng)當(dāng)03 時時13111zziHH 若差動輪系中，若若差動輪系中，若已知兩轉(zhuǎn)速相反，則已知兩轉(zhuǎn)速相反，則一個以正值代入，另一個以正值代入，另一個以負(fù)值代入。第一個以負(fù)值代入

16、。第三個輪的轉(zhuǎn)向則根據(jù)三個輪的轉(zhuǎn)向則根據(jù)計算結(jié)果確定計算結(jié)果確定。v 均衡裝置設(shè)計均衡裝置設(shè)計基本構(gòu)件浮動式基本構(gòu)件浮動式采用彈性構(gòu)件采用彈性構(gòu)件杠桿聯(lián)動式杠桿聯(lián)動式 Z2 Z2HZ1Z3 101 9911100 10010000 例6-2 133001.78100HHHHnnnn 1133HHHnnin40 601.783045 2312z zz z 133001.78100HHHHnnnn 171.94/minHnr43.88/minHnr第四節(jié)復(fù)合輪系及其設(shè)計一、復(fù)合輪系的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其傳動比的計算 對于復(fù)合輪系，既不能將其視為單一的定軸輪系來計算其傳動比，也不能將其視為單一的周轉(zhuǎn)輪系來計

17、算其傳動比。而唯一正確的方法是將它所包含的定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系部分分開，并分別列出其傳動比的計算式，然后進行聯(lián)立求解。因此，復(fù)合輪系傳動比的計算方法及步驟可概括為：1）正確劃分輪系；2）分別列出算式；3）進行聯(lián)立求解。復(fù)合輪系傳動比計算實例例例3:如圖所示的輪系中，設(shè)已知各輪齒數(shù)如圖所示的輪系中，設(shè)已知各輪齒數(shù)，試求傳動比，試求傳動比。解：解：1）劃分輪系）劃分輪系齒輪齒輪1-2組成組成定軸輪系定軸輪系部分；部分；齒輪齒輪2-3-4-H組成組成周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系部分。部分。2）計算各輪系傳動比）計算各輪系傳動比l定軸輪系部分定軸輪系部分22040122112 zznni212nn (1)l周轉(zhuǎn)輪系

18、部分周轉(zhuǎn)輪系部分244242 zznnnniHHH80,20,042224 zznnn由由Hnnn10221 1011 HHnni5208011124422 zziiHHv輪系的傳動比輪系的傳動比10522121 HHiii3）將（）將（1）、（）、（2）聯(lián)立求解）聯(lián)立求解244242 zznnnniHHH42 HHnnnHnn52(2)負(fù)號表明齒輪負(fù)號表明齒輪1和系桿和系桿H轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反1實現(xiàn)大傳動比傳動實現(xiàn)大傳動比傳動Z2 Z2Z1Z3H 第五節(jié)輪系的功用2實現(xiàn)分路傳動實現(xiàn)分路傳動3實現(xiàn)變速變向傳動實現(xiàn)變速變向傳動1n4n3n 3n 3n4實現(xiàn)大速比和大功率傳動實現(xiàn)大速比和大功率傳動兩

19、組輪系傳動比相同，但是結(jié)構(gòu)尺寸不同兩組輪系傳動比相同，但是結(jié)構(gòu)尺寸不同5實現(xiàn)運動的合成與分解實現(xiàn)運動的合成與分解運動輸入運動輸入運動輸出運動輸出1122HHHnninn1121zzziH 12Hi1112zz1121Hzizz 1）一齒差行星傳動輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向相反。）一齒差行星傳動輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向相反。2）為保證一齒差行星傳動的內(nèi)外齒輪裝配，兩個）為保證一齒差行星傳動的內(nèi)外齒輪裝配，兩個齒輪均需要變位，以避免產(chǎn)生干涉而不能轉(zhuǎn)動。齒輪均需要變位，以避免產(chǎn)生干涉而不能轉(zhuǎn)動。第六節(jié)少齒差傳動簡介。漸開線少齒差行星傳動漸開線少齒差行星傳動二、擺線針輪行星傳動二、擺線針輪行星傳動擺線針輪行星傳

20、動的工作原理和結(jié)構(gòu)與擺線針輪行星傳動的工作原理和結(jié)構(gòu)與漸開線少齒差行星傳動基本相同漸開線少齒差行星傳動基本相同中心輪中心輪1（內(nèi)齒輪）（內(nèi)齒輪）系桿系桿H行星輪行星輪2（擺線齒輪）（擺線齒輪）擺線針輪行星傳動的傳動比計算與漸開擺線針輪行星傳動的傳動比計算與漸開線少齒差行星傳動的計算相同，只是這線少齒差行星傳動的計算相同，只是這種傳動的齒數(shù)差總是等于種傳動的齒數(shù)差總是等于12212221zzzziiiHHHV 擺線針輪行星傳動與漸開線少齒差行星擺線針輪行星傳動與漸開線少齒差行星傳動的不同之處在于齒廓曲線。其中心傳動的不同之處在于齒廓曲線。其中心輪上的內(nèi)齒是帶套筒的圓柱銷形針齒，輪上的內(nèi)齒是帶套筒

21、的圓柱銷形針齒，而擺線齒輪的行星輪齒廓曲線則是短幅而擺線齒輪的行星輪齒廓曲線則是短幅外擺線的等距曲線。外擺線的等距曲線。擺線針輪行星傳動擺線針輪行星傳動三、活齒傳動1)同時嚙合的齒數(shù)多達50%，故承載能力大，在相同傳動比和相同體積的條件下，承載能力比普通齒輪減速器約大六倍。2)由于采用了針齒和直線齒廓的行星輪齒，故不易發(fā)生齒廓干涉。3)傳動比大。4)結(jié)構(gòu)簡單。5)傳動效率高。6)工藝性能良好。圖5-39活齒減速器的工作原理及結(jié)構(gòu)四、諧波齒輪傳動四、諧波齒輪傳動H為波發(fā)生器，為波發(fā)生器，它相當(dāng)于行星輪它相當(dāng)于行星輪系中的系桿，運系中的系桿，運動由此輸入。動由此輸入。齒輪齒輪1為剛輪，為剛輪，其齒數(shù)為其齒數(shù)為z1，它它相當(dāng)于中心輪相當(dāng)于中心輪齒輪齒輪2為柔輪，其為柔輪，其齒數(shù)為齒數(shù)為z2，可產(chǎn)生可產(chǎn)生較大的彈性變形，較大的彈性變形，它相當(dāng)于行星輪。它相當(dāng)于行星輪。運動由此輸出。運動由此輸出。諧波齒輪傳動的諧波齒輪傳動的傳動比與漸開線傳動比與漸開線少齒差行星傳動少齒差行星傳動的傳動比計算公的傳動比計算公式完全一樣。式完全一樣。諧波齒輪傳動諧波齒輪傳動