机械原理第十一十二章

周转轮系的传动比(2/2)
ω ω i =ω =ω ω ω
H m H n H m系中由m至n各从动轮齿数的乘积 在转化轮系中由m至n各主动轮齿数的乘积
式中“±”号应根据其转化轮系中m、n两轮的转向关系来确定。 而ωm、ωn、ωH均为代数值，在使用时要带有相应的“±”号。 而差动轮系的传动比就可根据已确定出的ωm、ωn、ωH大小直 接求得。 3．行星轮系的传动比 由于具有固定太阳轮的周转轮系必定为行星轮系，故行星轮 系传动比的一般表达式为
第十一章
§11-1 §11-2 §11-3 §11-4 §11-5 §11-6 §11-7 *§11-8
齿轮系及其设计
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 返回
§11-1 齿轮系及其分类
§12-4 凸轮式间歇运动机构
1．机构的工作原理及特点 （1）工作原理 由主动轮和从动盘组成，主动凸轮作连续转动，通过其凸轮 廓线推动从动盘作预期的间歇分度运动。 （2）工作特点 动载荷小，无刚性和柔性冲击，适合高速运转，无需定位装 置，定位精度高，结构紧凑； 但加工成本高，装配与调整的要求。
凸轮式间歇运动机构(2/2)
§12-3 擒纵轮机构
1．擒纵轮机构的组成及工作原理 （1）机构的组成 由擒纵轮、擒纵叉、游丝摆轮及机 架组成。 （2）工作原理 擒纵轮受发条驱动而转动，同时受 擒纵叉上的左右卡瓦阻挡而停止，并通 过游丝摆轮系统控制动停时间，从而实 现周期性单性间歇运动。 游丝摆动系统是由游丝、摆轮及圆 销、擒纵叉及叉头钉等组成。其能量的 补充是通过擒纵轮齿顶斜面与卡瓦的短 暂接触传动来实现的。
3．棘轮设计的要点
§12-2 槽轮机构
1．槽轮机构的组成及工作特点 （1）机构组成 槽轮机构是由主动拨盘、从动槽 轮和机架等组成。 （2）工作特点 槽轮机构可将主动拨盘的等速回 转运动转变为槽轮时动时停的间歇运 动，并具有结构简单、外形尺寸小、 机械效率高，以及能较平稳的、间歇 地进行转位等优点，但存在柔性冲击 的缺点，故常用于速度不太高的场合。
槽轮机构(5/5)
（2）普通槽轮机构的运动特性 槽轮机构的角速度及角加速度的最大值随槽轮数 z 的增多 而减少； 当圆销开始进入和离开径向槽时，此两瞬时有柔性冲击， 且随槽数 z 的减少而增大； 在机构运转速度较高时，或槽轮轴承惯性较大的情况下， 就显得更为突出。 内槽轮机构与外槽轮机构一样，有加速度突变，且其值与 外槽轮者相等，但当|α|→0 时，角加速度值迅速下降并趋于 零。
2．机构的类型及应用 （1）圆柱凸轮式间歇运动机构 常取凸轮槽数为1，柱销数一般取z2≥6，在轻载下间歇频率 为1500次/分。 （2）蜗杆凸轮式间歇运动机构 常取单头螺杆凸轮z2≥6，从动盘按正弦加速度规律设计， 可控制中心距消除间隙，承载能力高，间歇频率为1200次/分， 分度精度为30″。 （3）共轭凸轮式间歇机构 动力特性好，分度精度高，成本较低。
棘轮机构(2/3)
2．棘轮机构的类型及应用 （1）棘轮机构的类型 外接式 普遍棘轮机构 内接式 棘条 钩头式 直推式 翻转式 提转式
1）齿啮式棘轮机构
双动式棘轮机构 可变向棘轮机构 外接摩擦式 内接摩擦式 滚子内接摩擦式
2）摩擦式棘轮机构
棘轮机构(3/3)
（2）棘轮机构的应用 例 牛头刨床工作台的进给机构
汽车后轮中的传动机构
第十二章
其他常用机构
§12-1 棘轮机构 §12-2 槽轮机构 §12-3 擒纵轮机构 §12-4 凸轮式间歇运动机构 §12-5 不完全齿轮机构 *§12-6 非圆柱齿轮机构 §12-7 螺旋机构 §12-8 万向铰链机构 §12-9 组合机构 §12-10 含有某些特殊元器件的机构 返回
行星轮系的类型选择及设计的基本知识(2/2)
2．行星轮系各轮齿数的确定 （1）单排行星轮系的配齿调节 ① 满足传动比要求 ② 满足同心条件
z3/z1＝i1H－1 z3＝z1＋2z2 （z1＋z2)sin(180 /k)>z2+2hm*
③ 满足均布安装条件 (z1＋z3)/k＝N ④ 满足邻接条件
（2）双排行星轮系的配齿条件 3．行星轮系的均 装置
H
设轮1为主动轮，其转矩为M1， 则轮1所传递的功率为 P1＝M1ω1 而在转化轮系所传递的功率为 P ＝M1(ω1－ωH)＝P1(1－iH1) （d）
H 1
2 H
（c）
1 3
行星轮系的效率(3/4)
当M1与(ω1－ωH)同号时，则P1H>0，表明轮1在转化轮系中为 主动； 反之，则为从动。 在这两种情况下，Pf值相差不大， 故 可简化为均按主动计算，并去Pf的绝对值， PfH＝|P1H|(1－η1nH)＝|P1(1－iH1)|(1－η1n)H
4．实现换向传动 例 车床走刀丝杆的三星轮换向机构 5．实现运动合成与分解 6．实现大功率传动
§11-6 行星轮系的效率
行星轮系主要应用于动力传动，需进行效率分析。 1．机械效率的一般计算式 设一机械的输入功率为Pd、输出功率为Pr和摩擦功率为Pf， 则机械的效率的计算式为：
或
= Pr /(Pr + Pf ) = 1 /(1 + P f / P r ) = (Pd Pf ) / Pd = 1 Pf / Pd
§11-7 行星轮系的类型选择及设计的基本知识
1．行星轮系的类型选择 行星轮系的类型很多，在相同的条件下，采用不同的类型， 可以使轮系的外廓尺寸、重量和效率相差很多。因此，在设计 行星轮系时，应重视轮系类型的选择。其选择原则为： 首先，应满足传动的范围； 例 2K-H型行星轮系的传动比范围 其次，应考虑传动效率的高低。 动力传动应采用负号机构； 当要求有较大传动比时，可采用几个负号机构或与定轴轮系的复 合或3K型轮系。 第三，应该注意轮系中的功率流动问题。 此外，还应考虑轮系的外廓尺寸、重量等要求。
槽轮机构(4/5)
因k≤1，则有 n≤2z/(z-2) 由此可知，槽数与圆销数间的关系 z＝3，n＝1～6； z＝4，n＝1～4； z＝5、6，n＝1～3； Z≥7 n 1 2 Z≥7，n＝1～2。 2）内擦轮机构 其单销内槽轮机构的运动系数为 k＝ 2α1/(2π)＝(π＋2φ2)/(2π) ＝(π＋2π/z)/(2π） ＝1/2＋1/z 故k>0.5。
η1H＝|P1|/(|P1|+Pf)＝1/[1+|1－iH1|(1－η1n)H]
行星轮系的效率(4/4)
结论
当η1nH一定时，行星轮系的效率就是其传动比的函数。
例 行星轮系的效率曲线 上面对轮系效率的计算问题进行 初步的讨论，由于 、 安装和使用情况等的不同，以及还有一 影响效率的因素（如搅 油损失、行星轮在公转中的离心惯 力等）没有考虑，致使理论 计算的结果并不能 正确 反映传动装置的实 效率。所以， 如有必要应在行星轮系 成之后，用实验的方法进行效率的测定。
定轴轮系的传动比(2/2)
2．首、末轮转向关系的确定 定轴轮系的首、末两轮的转向关系，一般用标注箭头的方法 来确定。 过轮或中介轮 轮系中不影响轮系的传动比的大小，而仅起中 间过渡改变从动轮转向作用的齿轮。
§11-3 周转轮系的传动比
先来观察和比较一下周转轮系和定轴轮系。 因此，周转轮系的传动比就不能直接按定轴轮系传动比的求法来 计算。 1．周转轮系的转化轮系 根据相对运动原理，若给定某个周转轮系一个-ωH的反转运 动之后，所转化得到的定轴轮系，就称为原周转轮系的转化轮系 或转化机构。因此，周转轮系的传动比就可以通过对其转化轮系 传动比的计算来进行求解的。 2．差动轮系的传动比 设差动轮系中的两个太阳轮分别为m和n，行星轮架H，则其 转化轮系的传动比为：
§11-2 定轴轮系的传动比
所谓定轴轮系的传动比，是指轮系中首、末两构件的角速度 之比。 轮系的传动比包括传动比的大小和首末两构件的转向关系两 方面内容。 1．传动比大小的计算 定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的 连乘积；也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有 主动轮齿数的连乘积之比，即 定轴轮系的传动比 ＝ 所有从动轮齿数的连乘积 所有主动轮齿数的连乘积
擒纵轮机构(2/3)
2．擒纵轮机构的类型及应用 擒纵轮机构有以下两大类： （1）有固有振动系统型擒纵轮机构 如机械手表中的擒纵轮机构。因游丝摆轮系统振动频率固定， 故可用于计量时间，常用于钟表中。 （2）无固有振动系统型擒纵轮机构 此种擒纵轮仅由擒纵轮和擒纵叉组成。
擒纵轮机构(3/3)
擒纵叉往复振动的周期与擒纵叉转动惯量（为常数）的平 方成正比。与擒纵轮给擒纵叉的转矩大小（基本稳定）的平方 根成反比。故此机构能使擒纵轮作平均转速基本恒定的间歇运 动。 这种机构结构简单，便于制造，价格低，但振动周期不很 稳定，故主要用于计时精度要求不高、工作时间较短的场合。
（a） （b）
对于一个具体机械，因Pd、Pr一般为已知，故计算的关键是 要求出Pf值。
行星轮系的效率(2/4)
2．轮系中的摩擦损失功率Pf的确定 各运动副中的作用力 Pf主要取决于轮系中 运动副元素间的摩擦系数 相对运动速度的大小 因行星轮系与其转化轮系中上述各因素均不改变，故他们的 摩擦损失功率应相等，即Pf＝PfH
§12-1 棘轮机构
1．棘轮机构的组成及工作特点 （1）机构组成 棘轮机构 是由摇杆、棘爪、棘轮、 止动爪等组成。 （2）工作特点 可实现单向间歇运动、机构简单、 制造方便、运动可靠、棘轮转角可调； 但冲击和噪声大、运动精度低，适用 于低速轻载的场合。 棘轮转角大小的调节方法： 改变主动摇杆摆角的大小 加装一棘轮罩以遮盖部分棘齿
槽轮机构(2/5)
2．槽轮机构的类型及应用 （1）槽轮机构的类型 外槽轮机构 普通型 内槽轮机构 槽条机构 不等臂多销槽轮机构 球面槽轮机构 偏置外槽轮机构 特殊型 偏置式槽轮机构 偏置内槽轮机构 曲线外槽轮机构 曲线式槽轮机构 曲线内槽轮机构 （2）槽轮机构的应用 例1 蜂窝煤制机模盘转位机构 例2 电影胶片抓片机构