轮系详解

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《机械原理》轮系的类型

《机械原理》轮系的类型

《机械原理》轮系的类型轮系是机械原理中一个非常重要的概念,它是由多个齿轮或带轮组成的传动装置。

轮系通过齿轮或带轮之间的啮合来实现传递动力和转速的目的。

根据齿轮或带轮的不同组合方式和传动特点,轮系可以分为很多类型。

本文将详细介绍几种常见的轮系类型。

1.平行轮系平行轮系是最简单、最常见的轮系类型之一、它由两个平行安装的齿轮组成,以实现动力的传递和转速的变化。

平行轮系的传动比可以通过计算齿轮的齿数比值来确定,即传动比=齿轮B的齿数/齿轮A的齿数。

2.轴垂直平行轮系轴垂直平行轮系是由两个齿轮组成的轮系,齿轮A和齿轮B的轴线相互垂直,但都与一个平行于它们的中心轴线垂直。

这种轮系常用于传递转速的变化和动扭矩的传递。

3.交直齿圆柱齿轮轮系交直齿圆柱齿轮轮系是一种特殊的轮系,它由一个斜齿轮和一个直齿轮组成,斜齿轮的齿槽呈斜角,直齿轮的齿槽呈直角。

这种轮系可以实现轴线之间的转向,同时还可以传递动力和转速。

4.内外啮合轮系内外啮合轮系是由一个内啮合齿轮和一个外啮合齿轮组成的轮系,它们的齿轮的齿槽相互啮合。

这种轮系常用于箱式传动装置中,可以实现动力的传递和转速的变化。

5.铰链轮系铰链轮系是一种特殊的轮系,它由两个齿轮组成,它们的齿轮轴线在一定的位置处连接成一个铰链。

这种轮系可以实现平行轮系和轴垂直平行轮系的转变,常用于一些特殊场合。

6.摆线针轮轮系摆线针轮轮系是一种特殊的轮系,它由一个摆线针轮和一个齿轮组成,摆线针轮的齿轮轴线在一定的位置处连接成一个摆线。

摆线针轮轮系能够实现平行轮系和轴垂直平行轮系的转变,并且具有较高的传动效率和较小的传动误差。

以上是几种常见的轮系类型,它们在不同的应用场合下具有各自独特的优缺点和适用性。

掌握轮系的类型和特点能够帮助我们更好地理解和应用轮系在机械传动中的作用和原理。

机械原理_ 轮系

机械原理_  轮系

设: na转向为正, 则: na=60
nH=180
60 180 60 30 3 nb 180 60 20 2
从而
a
b
nb=260 rpm
为正值说明a 、b两轮转向相同。 (注意:此轮系行星轮转速不能求)
【例3 】图示轮系中,各轮齿za=zg=60 ,zf=20 ,zb=30,
z2′=z4=14, z3=24, z4′=20, z5=24, z6=40,z6′=2, z7=60;
若n1=800 r/min, 求传动比 i17、蜗轮7的转速和转向。
解 :计算传动比的大小
i
17
n n
1 7

z zz z z z zz zz z z
2 3 4 5 6 1 2' 3 4' 5
①圆锥齿轮传动转向关系:
箭头同时指向节点 或同时背离节点
②蜗轮蜗杆传动转向关系:
右旋蜗杆用左手法则判断 左旋蜗杆用右手法则判断
左(右)手法则:
左(右)手握住蜗杆轴线,四指顺着蜗杆转向,
母指自然伸直的方向表示蜗轮啮合点的速度方向。
齿轮系及其设计
(二)定轴轮系传动比的计算
在图1所示轮系中,各轮齿数分别为: z1、z2 、z3 、z3′、z4、z4′、 z5 各轮转速分别为 n1 n2 n3 n3′n4 n4′n5 . 各对啮合齿轮的传动比为:
§1
齿轮系及其设计
轮系的类型
根据轮系中各齿轮轴线的位置情况进行分类:
轮 系
定轴轮系
—— 轮系运转时各齿轮轴线 的几何位置相对于机架都是固定不动的。
周转轮系 ——至少有一个行星轮的轮系
复合轮系——由定轴轮系和周转轮系组

机械设计基础轮系

机械设计基础轮系

机械设计基础轮系机械设计中的轮系是指由轴、轮、轴承等零部件组成的能够传递动力和承受载荷的机械装置。

轮系在众多机械设备和工业领域中广泛应用,具有重要的意义。

本文将介绍机械设计基础轮系的一些重要知识和要点。

一、轮系的定义和基本组成轮系是由轮、轴和轴承等零部件组成的。

轮是指机械装置上的圆盘形零部件,轴是指承载轮的长条形零部件,轴承是指连接轮和轴的支撑零部件。

轮系的基本组成主要有:轮、轴、轴承。

1. 轮:轮通常由金属等材料制成,有多种类型,如齿轮、带轮、链轮等。

轮可以传递动力和承受载荷,是轮系中起着重要作用的部件。

2. 轴:轴是承载轮和传递力矩的零部件,通常由金属等材料制成。

轴可以根据其用途和载荷的特点进行选择,有不同的形状和尺寸。

3. 轴承:轴承是连接轮和轴的支撑零部件,可以减小轮与轴之间的摩擦和磨损,保证轮的平稳运转。

轴承分为滚动轴承和滑动轴承两种类型,可以根据实际需求进行选择。

二、轮系的设计原则在机械设计中,轮系的设计需要遵循一些基本原则,以确保轮系的工作效果和安全性。

1. 传递效率:轮系的设计应该追求传递效率的最大化,使得输入的动力能够尽可能地转化为输出的动力。

传递效率和轮系的几何形状、材料、润滑等因素有关,需要综合考虑。

2. 轴心对称性:轮系的轴心应该保持对称,以减小不平衡力矩和振动。

轴心对称性有助于提高轮系的平稳性和稳定性。

3. 载荷分配:轮系的设计应该合理分配载荷,使得各个轴和轮承受的载荷均衡。

合理的载荷分配有助于减小零部件的磨损和延长轮系的使用寿命。

4. 强度和刚度:轮系的设计需要满足一定的强度和刚度要求,以承受正常工作条件下的载荷和冲击。

强度和刚度的设计需要考虑材料的选择、零部件的形状和尺寸等因素。

三、轮系的选择与应用在机械设计中,根据实际需求和具体情况,选择合适的轮系是非常重要的。

以下是一些常见的轮系选择与应用的案例。

1. 齿轮传动:齿轮传动是一种常见的轮系形式,广泛应用于各种机械设备中。

轮系的知识点总结

轮系的知识点总结

轮系的知识点总结一、轮系的组成车辆的轮系由多个部件组成,包括轮毂、轮胎、刹车系统、传动系统等。

下面我们将逐一介绍这些部件的功能和特点。

1. 轮毂:轮毂是一个圆形的部件,用来安装车辆轮胎。

轮毂通常由钢铁或铝合金制成,具有足够的强度和耐磨性。

轮毂的重量和结构对车辆的操控性能有一定影响,高端车型通常会采用更轻、更坚固的材料。

2. 轮胎:轮胎是车辆与地面接触的部件,承担着支撑车辆重量、提供牵引力和缓冲震动的重要作用。

轮胎的种类繁多,常见的有子午线轮胎和斜交轮胎等。

轮胎的尺寸和胎纹设计会影响车辆的操控性能、燃油经济性和行驶舒适性。

3. 刹车系统:刹车系统通过对车轮施加制动力来减速或停止车辆的运动。

刹车系统通常包括刹车盘、刹车片、刹车液和制动器等组件。

常见的刹车类型有盘式刹车和鼓式刹车,其中盘式刹车具有散热性能好、制动力强的优点。

4. 传动系统:传动系统用于将发动机产生的马力和扭矩传输到车轮上,从而推动车辆运动。

传动系统由离合器、变速箱、传动轴和差速器等组成。

不同类型的车辆(前驱、后驱、四驱)会采用不同的传动系统配置。

二、轮系的工作原理车辆轮系的工作原理涉及到力学、液压和热力学等多个学科知识。

在这里我们将从车轮、传动系统和刹车系统三个方面进行介绍。

1. 轮胎的工作原理轮胎与地面之间的附着力主要由胎压和胎纹设计决定。

当车辆行驶时,轮胎与地面之间会产生摩擦力,这个摩擦力会提供车辆的牵引力、侧向支撑力和制动力。

轮胎的胎压适当与否直接影响着车辆的抓地力和行驶稳定性。

2. 传动系统的工作原理传动系统主要由发动机、离合器、变速箱和传动轴等组成,其工作原理涉及到发动机的驱动、变速箱的换挡和传动轴的传动。

传动系统的工作效率和平顺性对车辆的驾驶感受和燃油经济性有着重要影响。

3. 刹车系统的工作原理刹车系统通过制动器对车轮施加制动力,从而减速或停止车辆的运动。

制动力的产生主要依靠摩擦力,摩擦片与刹车盘之间的摩擦负责将动能转化为热能。

介绍轮系的原理及其应用

介绍轮系的原理及其应用

介绍轮系的原理及其应用轮系是机械传动装置的一种,由齿轮、链条或带轮等轮子组成,通过齿轮的啮合传递动力和承受负载。

轮系广泛应用于机械设备、交通工具、工程机械、工厂生产线等领域。

本文将介绍轮系的原理、分类以及应用。

一、轮系的原理轮系的原理基于齿轮的运动与力的传递。

轮系中的齿轮通常由多个齿轮组成,通过齿轮的啮合来实现传递动力和承受负载。

简单的轮系由两个齿轮组成,分别为驱动齿轮和从动齿轮。

驱动齿轮通过动力源转动,从而传递动力给从动齿轮,进而实现输出转速或输出转矩。

轮系的原理可以通过以下方程表示:各个齿轮的转速与齿数满足公式:n1×z1=n2×z2=……=ni×zi其中,n1、n2、…、ni 分别表示齿轮1、2、…、i 的转速,z1、z2、…、zi 分别表示齿轮1、2、…、i 的齿数。

这个公式表明,齿轮的转速与齿数成反比例关系。

各个齿轮的转矩与齿数满足公式:T1/T2=T1'/T2'=……=Ti/Ti'其中,T1、T2、…、Ti分别表示齿轮1、2、…、i的转矩,T1'、T2'、…、Ti'分别表示齿轮1、2、…、i的输出转矩。

这个公式表明,齿轮的转矩与齿数成正比例关系。

二、轮系的分类根据齿轮的结构和功能,轮系可以分为以下几种类型:1.平行轴齿轮传动:驱动轴和从动轴平行,在同一平面上,包括直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动等。

2.啮合轮传动:齿轮的齿轮键和坐标轮及无键轮,通过齿轮的啮合传递动力,包括链轮传动、带轮传动等。

3. 重叠轮传动:Reuleaux 传动和 Hooke 传动等属于重叠轮传动,它们的特点是齿轮的几何中心成一个固定的圆,通过轮缘和固定圆 (凸轮) 成一刚体来传递动力。

4.联结轮传动:多轴多齿轮,通过轴与轮的联结将转矩、转矩与速度传递到各齿轮上。

三、轮系的应用1.交通工具:轮系广泛应用于汽车、摩托车、自行车等交通工具上。

第六章轮系解析

第六章轮系解析

第六章轮系§6-1 轮系及其分类轮系是由一系列齿轮所组成的传动装置。

定义:这种由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。

它通常介于原动机和执行机构之间,把原动机的运动和动力传给执行机构。

工程实际中常用其实现变速、换向和大功率传动等,具有非常广泛的应用。

轮系的类型定轴轮系周转轮系混合轮系1、定轴轮系定义:组成轮系的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,称为定轴轮系,又称为普通轮系。

2、周转轮系定义:组成轮系的齿轮中至少有一个齿轮几何轴线的位置不固定,而是绕着其它定轴齿轮轴线回转的轮系,称为周转轮系。

周转轮系组成:2—行星轮1、3—中心轮H—系杆或行星架轮1与轮3轴线重合周转轮系的分类1. 根据周转轮系所具有的自由度数目不同(1)行星轮系周转轮系中,若将中心轮3(或1)固定,则整个轮系的自由度为1。

这种自由度为1的周转轮系称为行星轮系。

为了确定该轮系的运动,只需要给定轮系中一个构件以独立的运动规律即可。

(2)差动轮系周转轮系中,若中心轮1和3均不固定,则整个轮系的自由度为2。

这种自由度为2的周转轮系称为差动轮系。

为了使其具有确定的运动,需要两个原动件。

2. 根据周转轮系中基本构件的不同(1)2K-H型周转轮系单排式双排式双排式(2)3K型周转轮系具有三个中心轮的周转轮系一个周转轮系由行星轮、系杆和中心轮等几部分组成,其中,中心轮和系杆的运转轴线重合。

§6-2 定轴轮系的传动比1、传动比定义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,即:2、一对齿轮的传动比122112z z i ±==ωω正号:表示转向相同,用于内啮合负号:表示转向相反,用于外啮合3、传动比大小的计算举例说明传动比计算●主、从动轮转向关系的确定1、首末两轴平行,用“+”、“-”表示。

4——惰轮不改变传动比的大小,但改变轮系的转向2、首末两轴不平行用箭头表示所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积定轴轮系传动比3、所有轴线都平行所有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积m i )1(51-==ωωm ——外啮合的次数4、所有齿轮的几何轴线不都平行,但首、尾两轮的轴线互相平行仍可在传动比的计算结果中加上"+"、"-"号来表示主、从动轮的转向关系。

第十章-轮系

第十章-轮系

z2 z1
17 27
n1=3000rpm nH=920rpm 得n2 = 2383.5rpm
注意:空间轮系的方向只能用箭头画,但 在公式中一定要反映出正负号来!!
例题2
i13H
n1H n3H
n1 nH n3 nH
z2z3 z1z2'
3080 2.4 20 50
若 n1=50rpm
利用公式计算时应注意:
(1)公式只适用于齿轮1、齿轮k和 系杆H三构件的轴线平行或重合的情况, 齿数比前的“+”、“”号由转化轮系按定 轴轮系方法确定。
i1H3
1 H 3 H
z3 z1
i1H2
1 2
H H
(2) ω1、ωk、ωH均为代数值,代入公式计算时要带上相应 的“+”、“”号,当规定某一构件转向为“+”时,则转向与
最后 i14 = n1/n4= i13 X i34 =-10.13X( -1.67)=16.9
也可: i1H = i15 =n1/n5 = 43.9 i54 =n5/n4 =z4/z5 = 30/78=0.385
最后 i14 = n1/n4= i15 X i54 =43.9X 0.385=16.9
例题:在图示双螺旋桨飞机的减速器中,已知
1、轮系中各轮几何轴线均互相平行
i1N
1 N
n1 nN
(1)k
所有从动轮齿数乘积 所有主动轮齿数乘积
k 为外啮合次数! 若计算结果为“+”,表明首、末 两轮的转向相同;反之,则转向相反。
规定:
外啮合:二轮转向相反,用负号“-”表示;
内啮合:二轮转向相同,用正号“+”表示。
2、轮系中所有各齿轮的几何轴线不都平行,但首、末 两轮的轴线互相平行

轮系的类型和应用.

轮系的类型和应用.
4
H
5 1
H1
H2
1
3
3
4
6
轮系的功用
1、实现相距较远的两轴之间的传动
2.实现分路传动
IV

VI
V
主轴


滚齿机上实现滚刀与轮坯范成运动 的传动简图。
3.实现变速传动
a) 1
2

b)
B 5
A
2
H

6 1’
4
1
2’
3
4.实现换向传动
a)
1
b)
1
2 4
a
3
2
3
5、实现大速比和大功率传动 行星轮系可以由很少几个齿轮获得很大的 传动比,如下图中,若z1=100,z2=101, z2′=100,z3=99,可以求得从系杆到轮1的传 动比
轮系运转时,至少有一个齿轮的几何轴线绕其他 固定轴线作回转运动。
二、周转轮系:
2
4
H O
O
基本周转轮系的组成: 3 1、行星轮: 几何轴线是运动的,至少有一个或有多个。 2、中心轮(太阳轮): 与行星轮啮合的齿轮,用“K”表示。最多有两个; 特殊时有一个。 3、系杆(转臂): 支持行星轮的构件.用“H”表示。只有一个。
§6-1
轮系类型:
轮系的类型和应用
轮系:由一系列齿轮组
成的齿轮传动系统。 一、定轴轮系: 在轮系运转时,其各 轮轴线相对机架的位置都 是固定的。如图示。
1、平面定轴轮系:
在定轴轮系中,所有齿轮的轴线均平行;
2、空间定轴轮系:
在定轴轮系中,所有齿轮的轴线不都平行。 1 2 3 4 5 6 7
1
2 3 4
4 13

第五章---轮系分析

第五章---轮系分析
第五章 轮系
§5-1 轮系的类型和应用
一、轮系的分类 1.定轴轮系
轮系运转时,如果各齿轮轴线的位置都固定不动,则称 之为定轴轮系(或称为普通轮系)。
平面定轴轮系:轴线互相平行 空间定轴轮系:轴线互相相交或交错
2.周转轮系 轮系运转时,至少有
一个齿轮轴线的位置不固 定,而是绕某一固定轴线 回转,则称该轮系为周转 轮系。
系杆
2
H
0
0
1
3
3
2
1
H 0
特点:① 有一个轴线不固定的 齿轮; ② 两个中心轮与系杆共轴线; ③ 一个中心轮固定为行星轮系; 中心轮都运动为差动轮系。
周转轮系传动比的计算方法(转化机构法)
周转轮系 反转法
定轴轮系 (转化机构)
定轴轮系传动 比计算公式
求解周转轮系 的传动比
从动轮 主动轮
定轴轮系总传动比计算方法
1. 总传动比等于各对齿轮齿轮传动比连乘积
i1k i12 i23 ik1k
2.总传动比大小等于所有从动轮齿数连乘积 与所有主动轮齿数连乘积之比
i1k
n1 nk
所有各对齿轮的从动轮齿数的乘积 所有各对齿轮的主动轮齿数的乘积
三、周转轮系的传动比
太阳轮
中心轮 行星轮
2.实现分路传动
单头滚刀
A B
齿坯
9 右旋单头蜗杆
7
8
2

3
6
1
4
5
3.实现变速变向传动
n3Ⅲ
8

yx
1 64
5
3
2
7
Ⅰ n1

4.实现运动的合成与分解
运动输入
r
运 动 n1 输 出

机械设计基础之轮系详解

机械设计基础之轮系详解

机械设计基础之轮系详解在机械工程中,轮系的设计与使用至关重要。

轮系主要由一系列相互啮合的齿轮组成,通过齿轮的旋转运动,可以实现动力的传输、速度的改变、方向的转换等功能。

本文将详细解析轮系的基本概念、类型及设计要点。

一、轮系的类型根据齿轮轴线的相对位置,轮系可以分为两大类:平面轮系和空间轮系。

1、平面轮系:所有齿轮的轴线都在同一平面内。

这种类型的轮系在机械设计中最为常见,包括定轴轮系、周转轮系和混合轮系。

2、空间轮系:齿轮的轴线不在同一平面内,而是相互交错。

这种类型的轮系相对复杂,包括差动轮系和行星轮系。

二、定轴轮系定轴轮系是最简单的轮系类型,所有齿轮的轴线都固定在同一轴线上。

这种轮系的主要功能是通过齿轮的旋转实现动力的传输和速度的改变。

定轴轮系的传动比可以根据齿轮的齿数和转速计算得出。

三、周转轮系周转轮系的齿轮轴线可以绕着其他齿轮的轴线旋转。

这种轮系的主要功能是通过齿轮的旋转实现动力的传输和速度的改变,同时还能实现方向的转换。

周转轮系的传动比可以根据齿轮的齿数和转速计算得出。

四、混合轮系混合轮系是定轴轮系和周转轮系的组合。

这种轮系的优点是可以实现更复杂的运动和动力传输,同时具有较高的传动效率。

混合轮系的传动比可以根据定轴轮系和周转轮系的传动比计算得出。

五、差动轮系差动轮系是一种空间轮系,其特点是两个齿轮的轴线可以不在同一平面内。

这种轮系的主要功能是通过齿轮的旋转实现动力的传输和速度的改变,同时还能实现方向的转换。

差动轮系的传动比可以根据齿轮的齿数和转速计算得出。

六、行星轮系行星轮系是一种空间轮系,其特点是至少有一个齿轮的轴线可以绕着其他齿轮的轴线旋转。

这种轮系的主要功能是通过齿轮的旋转实现动力的传输和速度的改变,同时还能实现方向的转换。

行星轮系的传动比可以根据齿轮的齿数和转速计算得出。

七、设计要点在设计和使用轮系时,需要考虑以下几点:1、传动比:根据实际需求选择合适的传动比,以保证轮系的传动效率和稳定性。

机械原理第五章 轮系

机械原理第五章 轮系

(1) z1 44, z2 40, z2 42, z3 42 (2) z1 100 , z2 101, z2 100 , z3 99 (3) z1 100 , z2 101, z2 100, z3 100
z2
z2
H
解:(1)
i1H3
n1 n3
nH nH
(1)2
z2 z3 z1z2
(1)3
z2 z4 z6 z1 z3 z5
30 40 120 60 30 40
2
i1H
n1 nH
1 i1H6
12 3
nH
n1 3
6.5
转/分
nH与 n1 同向
例9:图示小型起重机机构,已知 z1 53, z1 44, z2 48, z2 53, z3 58, z3 44, z4 87 ,一般工作情况下,5轴不转,动力由电机M 输入,带动滚筒N 转动;
H H
3 H (1)2 z1z2 1
0 H
z2 z3
上式表明,轮3的绝对角速度为0,但相对角速度不为0。
ω2=2ωH ω3=0
z2
z3
z1
铁锹
ωH
z3
z2 H
z1
z3
H z2 ωH
z1
例5:图示圆锥齿轮组成的轮系中,已知
z1 48, z2 48, z2 18, z3 24, n1 250 r/min , n3 100 r/min
(3) i1H 1 i1H3 1101 100 /100 100 1/100
结论:系杆转100圈时,轮1反向转1圈
iH1 1/ i1H 100
讨论:(1)行星轮系用少数几个齿轮,就可以获得很大的传动比,比定轴轮系要紧凑轻便很多,但当 传 动比很大时,效率很低。因此行星轮系常用于仪表机构,用来测量高速转动或作为精密微调机构。

《机械设计基础》第5章 轮系

《机械设计基础》第5章 轮系

解:差动轮系:1—2—3(H)
i13
H
=
n1 n3
nH nH
=
-
z2 z1

z3 z2
=
-
z3 z1
设轮1的转向为正(即n1=10 ) , 则轮3的转向为负(即n3= -10) 。故
n1 n3
10 nH = -90/30 =-3
10 nH
解得:nH = -5rpm(与轮1的转向相反) i1H = n1 / nH =10/-5= -2(轮1与行星架H的转向相反)
如图a:整个轮系加上 “-nH” ,周转轮
系部分
定轴轮系,但定
图a
轴轮系部分
周转轮系;
如图b:由于各个周转轮系有不同的nH, 无法加上一个公共角速度“-
nH1”或“-nH2”来将整个轮系转 化为定轴轮系。
图b
计算复合轮系传动比的正确方法是:(计算步骤) 1、首先分析轮系,正确区分各个基本轮系(即单一的定
而是绕其它齿轮的固定轴线回转;
2)再找行星架(1个) :支承行星轮的构件(注:其形 状不一定是简单的杆件,有时是箱体或齿 轮,同一行星架上可能有几个行星轮);
3)最后找太阳轮(1~2个):与行星轮啮合且几何轴线是 固定的、并与行星架的轴线重合。
则:每个行星架 + 此行星架上的行星轮 +与行星轮啮合的太阳轮 = 1个周转轮系。
2、5的转向相同)

i17=
z2 z1

z3 z 2

z4 z3

z5 z4

z6 z5

z7 z6
上例中的轮4,其齿数多少不影响传动比的大小,只
起改变转向的作用,在轮系中的这种齿轮称为惰轮(过桥

机械原理第九章轮系

机械原理第九章轮系

第九章轮系一对齿轮传动的传动比是5_7轮系:由一系列互相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。

复合轮系的传动比计算 轮系的功用轮系的类型第九章轮系定轴轮系的传动比计算/RJ转轮系的传动比计算其他行星传动简介§9.1轮系的类型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定,可以将轮系分为三大类:定轴轮系周转轮系复合轮系定轴轮系:当轮系运转时,所有齿轮的几何轴线相对于机架的位置均定不变周转轮系:当轮系运转时f至少有一个齿轮的几何轴线相对于基架的位置不固定,而是绕某一固定轴线回转a) b)2——行星轮 基本构件H1- 3•系杆 中心轮中心轮 基本构件都是围绕着 同一固定轴线回转的根据轮系所具有的自由度不同,周转轮系又可分为:差动轮系和行星轮系计算图a)所示轮系自由度: F二3x4-2x4-2二2差动轮系:F=2计算图b)所示机构自由度, 图中齿轮3固定F = 3x3-2x3-2 = la) Ob)行星轮系:F=1根据基本构件的特点,轮系可分为:2K-H 型,3K型,3(KJ22Z2K-H型2’3)1(KJb)1(KJ777]3(KJc)复合轮系: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定轴轮系+周转轮系各周转轮系相互独立不共用_个系杆周转轮系+周转轮系小结定轴轮系行星轮系,差动轮系轮系周转轮系2K-H3y,3K3S,K-H-V3S定轴轮系+周转轮系周复合轮系转轮系+周转轮系§ 9.2定轴轮系的传动比计算齿轮机构的传动比—全外啮合Z12 = 2 =Yco?转向相反转向相同+全内啮合Z1轮系的传动比iL\k —/传动比的大小/输入、输出轴的转向关系Z2Z3Z4Z5_所有从动轮齿数的乘积Z 忆2忆3忆4所有主动轮齿数的乘积•、传动比的大小,5==空Z153IZZZZ/177777]V ,〃八2丄1/77/74 IZZZ//I■ T77777].1IZZZZ/1/■4rv////\ V////\l/ZZZ/l■传动比转向的确定1. 平面定轴轮系(各齿轮轴线相互平行)二(_y 所有从动轮齿数的乘积 臥— 所有主动轮齿数的乘积惰轮:不改变传动比的大小■但改变轮系的转向—^1 — z 1、3 ?2乙3乙4?5 15 - — _ (_1)® 乙忆2忆3吃43IZZZZ/I.V////I3'y//// 1777/7]l/ZZZZV////\IZZZZ/I4fIZZ/Z/IP77771IZZZZ/I・ co. \k =—2.定轴轮系中各轮几何轴线不都平行,但是输入、输出轮的轴线相互平行的情况传动比方向判断传动比方向表示在传动比的前面加正、负号b)3.输入.输出轮的轴线不平行的情况齿轮1的轴为输入轴,蜗轮5的轴为输出轴,输出轴与输入轴的转向关系如图上箭头所示。

机械设计基础-第8章-轮系

机械设计基础-第8章-轮系

构件
太阳轮1 行星轮2 太阳轮3 行星架H
行星齿轮系中的 转化齿轮系中的
转速
转速
n1
n1H n1 nH
n2
n2H n2 nH
n3
n3H n3 nH
nH
nHH nH nH 0
转化机构中1、3两轮的传动比可以根据定轴齿轮系传动的计算方法得出
i1H3
n1H n3H
n1 nH n3 nH
[解]
该齿轮系为一平面定轴齿轮系,齿轮 2和4为惰轮,齿轮系中有两对外啮合齿 轮,根据公式可得
i 15
n1 n5
(1)2
z3z5 z1 z3'
因齿轮1、2、3的模数相等,故它们之间
的中心距关系为
m 2
( z1
z2
)
m 2
(z3
z2
)
因此: z1 z2 z3 z2
同理:
z3 z1 2z2 20 2 20 60 z5 z3' 2z4 20 2 20 60
在机床、计算机构和补偿装置等得到广泛应用。
滚齿机中的差动齿轮系(下图)
如图所示为滚齿机中的差动
齿轮系。滚切斜齿轮时,由齿轮4
传递来的运动传给中心轮1,转速
为n1;由蜗轮5传递来的运动传给 H,使其转速为nH。这两个运动 经齿轮系合成后变成齿轮3的转速
n3输出。
因 Z1 Z3

i1H3
n1 nH n3 nH
i 12
z 1 2
2
z1
z 3' i 3'4
4;3
'
2 3
3
Z
' 2
i 45
z 4 5
5

机械设计基础之轮系

机械设计基础之轮系

机械设计基础之轮系机械设计基础之轮系轮系是机械设计中重要的基础部分,它的作用主要是通过一系列的齿轮系统传递动力,实现机械设备的运动和动力输出。

本文将详细介绍轮系的组成、分类、设计及实际应用。

一、轮系的组成轮系通常由一系列的齿轮组成,包括主动轮、从动轮和齿轮轴等。

主动轮是动力输入部分,从动轮则是动力输出部分。

齿轮轴是用于支撑和固定齿轮的零件,可以分为输入轴和输出轴。

此外,轮系中还可能包括超越离合器、安全离合器等辅助装置,以保护轮系免受过度载荷或意外损坏。

二、轮系的分类根据轮系中齿轮的形状和啮合方式,可以将轮系分为多种类型,例如凸轮、凹轮、斜齿轮等。

其中,凸轮轮系是最常见的一种,其特点是齿轮的齿形为凸状,具有较高的承载能力和传动效率。

凹轮轮系的齿轮齿形为凹状,通常用于低速传动或高减速比的情况。

斜齿轮轮系则具有较好的啮合性能和承载能力,常用于高速重载场合。

三、轮系的设计轮系的设计主要包括以下几个步骤:1、确定轮系的传动比。

传动比是根据机械设备的需求确定的,通常要求传动比在10:1到1:10之间。

2、选择合适的齿轮类型。

根据传动比和载荷情况,选择合适的齿轮类型,如凸轮、凹轮或斜齿轮等。

3、设计齿轮的尺寸和材料。

根据载荷和转速等情况,设计齿轮的尺寸和材料,通常采用合金钢或碳素钢等材料。

4、校核齿轮的强度和寿命。

通过对齿轮进行强度和寿命的校核,确保齿轮在规定的使用时间内能够正常工作。

四、轮系的实际应用轮系在机械设计中具有广泛的应用,以下列举几个典型的应用场景:1、飞机:飞机的起飞和降落过程中,需要通过轮系将发动机的动力传递到螺旋桨和减速器等部件,实现飞机的起飞和降落。

2、汽车:汽车的变速器中使用了多种类型的轮系,如凸轮、斜齿轮等,用于传递发动机的动力到车轮,实现汽车的加速、减速和转向等操作。

3、船舶:船舶的推进系统中使用了大量的轮系,通过齿轮的啮合实现发动机动力传递到螺旋桨,推动船舶前行。

4、工业机械:工业机械中大量使用轮系,如纺织机械、矿山机械等,通过轮系实现动力的传递和控制。

机械原理——轮系

机械原理——轮系

机械原理——轮系机械原理,轮系轮系是机械中常见的一种传动机构,通过多个轮齿的互相啮合实现能量的传递和转换。

轮系一般由一个或多个主动轮和一个或多个被动轮组成。

主动轮通过外力的作用将动力传递给被动轮,被动轮则将动力传递给其他机械部件。

轮系的基本原理是利用轮齿的啮合来实现转动的传递。

在轮系中,两个轮齿垂直于轴线的轮称为齿轮,两个平行于轴线的轮称为平轮。

轮齿的形状和尺寸决定了轮系的传动比和转矩大小。

常见的齿轮包括圆柱齿轮、锥齿轮、斜齿轮等,而平轮通常为圆盘状。

轮系的主要功能是实现速度变换、转矩变换和传递。

其中,速度变换是指通过不同大小的齿轮组合来改变传动的速度。

传动比由齿轮的齿数比决定,齿数越大的齿轮转速越慢,齿数越小的齿轮转速越快。

通过适当选择齿数比,可以实现从高速到低速或从低速到高速的转变。

转矩变换是指通过轮系将一定转矩转换为不同大小的转矩。

转矩的大小由齿轮的半径和传动力决定,半径越大转矩越大,传动力越大转矩越小。

通过合理选择齿轮的半径,可以实现转矩的放大或减小。

轮系的传递过程中会有一定的功率损耗。

这是由于轮齿间的副动摩擦、齿轮的弹性变形和轴承摩擦等原因引起的。

为了减少功率损耗,需要选择合适的材料、润滑方式和合理的轴承布置。

轮系的应用十分广泛。

在机械工程中,轮系经常用于传动装置中,如汽车的变速器、液压泵、风力发电机等。

此外,在各类设备和仪器中,轮系也被广泛应用于地铁、电梯、空调等。

轮系作为一种传动机构,在实际应用中需要考虑的因素很多。

例如,齿轮的设计和加工精度、齿轮的材料和强度、齿轮啮合时的噪声和振动等。

为了确保轮系的正常运行和使用寿命,需要进行合理的设计和维护。

总之,轮系是机械中一种常见的传动机构,通过轮齿的啮合实现转动的传递。

它具有速度变换、转矩变换和传递的功能。

轮系在汽车、机械设备和仪器仪表等领域具有广泛的应用。

在实际应用中,需要考虑轮系的设计和加工精度、材料强度、噪声和振动等因素,以确保其正常运行和使用寿命。

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i1K
(3)
传动比计算
方向表达 当起始主动轮1和最末从动轮k的轴线相平
行时,两轮转向的同异可用传动比的正负表示。转向 相同为“+”,反之为“-”,因此,平行两轴间的 定轴轮系传动比计算公式为:
i1K
z 2 z3 z 4 z K n1 nK z1 z 2 z3 z K 1
1 i 则 1H 10000 或iH 1 10000
合成运动和分解运动
合成运动 是将两个输入运动合成为一个输出运动。 分解运动 是将一个输入运动分解为两个输出运动。
轮系
轮系的类型 定轴轮系及其传动比 周转轮系及其传动比 复合轮系及其传动比
轮系的类型
根据齿轮几何轴线是否平行:平面轮系和空间轮系
构件 原来的转速 转化轮系中的转速 构件 原来的转速 转化轮系中的转速
1 2
n1 n2
n1H n1 nH
H n2 n2 nH
3 H
n3
nH
H n3 n3 nH
H nH nH nH 0
周转轮系传动比的计算
H n3
H n2
根据传动比定义求出传动比
H n n1 nH H 1 i13 H n3 n3 nH
组合而成的轮系。
复合轮系传动比计算方法
1) 分离各个基本周转轮系和定轴轮系; 2) 分别计算各个基本周转轮系和定轴轮系的传动比; 3) 最后联立解出所要求的传动比。
复合轮系传动比计算举例
1 2
3 H 2’ 4 5
6
步骤 : 如图示轮系 基本周转轮系 :: 定轴轮系 3 H : 2 4 1. 区分轮系 : Z4 1 2 H 2 H i2. Z ( 3) 2 4 列相应轮系传 Z 1 H 2 4 i 2 (1)
(6) 其中,首末齿轮G、K及行星架H的轴线都必须平行,上式 才成立。
已知: z1=28,z2=18, z2’=24,z3=70 求解:
i1H
H z 2 z3 1 H H 1 i13 H 3 3 H z1 z2
18 70 1.875 28 24
相距较远的两轴之间的传动
主动轴和从动轴间的距 离较远时,用轮系传动
可以节省空间、材料。
变速传动
主轴转速不变时,利用轮系可使从动轴获得多种工作 转速。 I为动力输入轴,II 为输出轴,4,6为滑移齿轮, A-B为牙嵌式离合器。该变
速箱可使输出轴得到四档转
速。
获得大的传动比
采用行星轮系,只需很少几个齿轮,就可以获得很大传
H 13
n1 nH 169 n3 nH 21
定轴轮系中:
n z 13 i35 3 5 n5 z3 3 n1 nH 169 13 21 nH nH 3
n3
1
13 13 n5 nH 3 3
3 n1 169 16 nH 21
Z 5 6 式联立 4. 联立求解未知 将 (1),(2),(3) i56 ( 2) Z 求解。 6 5 量。
动比公式; 2 : Z1 相关条件 52 6 2 , H 5 3. 找相关条件;
12
1. 3
4
4
3’
1 2
定 轴 轮 系: 基本周转轮系:
5
图3-37
含空间齿轮传动轮系
末轮转向的判定
传动比计算
令 z1, z2 , z 2 , z3 , z3 , z4 , z5 , z5 , z6 , z6 , z7
表示各齿轮的齿数 令
n1, n2 , n2 , n3 , n3 , n4 , n5 , n5 , n6 , n6 , n7
解:在该轮系中,双联齿轮 2 2 的几何轴线是绕着齿轮1和3的轴线
转动的,是行星轮。支持它运动的
构件H就是行星架;齿轮1和齿轮3 是两个中心轮。因此齿轮1、 2 2 、
3和行星架H构成差动轮系。剩下
的 3 、4、5构成定轴轮系。
举例
差动轮系中:
z z n1H n1 nH 169 i H 2 3 n3 n3 nH z1 z2 21
根据齿轮几何轴线位置是否固定:定轴轮系和周转 轮系
定轴轮系
传动时每个齿轮的几何轴线都是固定的,这种 轮系称为固定轮系。
周转轮系
至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮的几 何轴线转动的轮系,称为周转轮系。
定轴轮系及其传动比
在轮系中,输入轴与输出轴的角速度(或转速)之比 称为轮系的传动比,用 轴的代号,即
表示各轮的转速 由图可以看到
n2 n2 , n3 n3 , n5 n5 , n6 n6
传动比计算
各对啮合齿轮的传动比数值为
i12 n1 z 2 n2 z1
n2 n2 z3 n3 n3 z4 ; ; i34 i23 n3 n3 z2 n4 n4 z3
传动比计算
i17
(2) z zz zz z i12 i23 i34 i45 i56 i67 2 3 4 5 6 7 z1 z2 z3 z4 z5 z6
n1 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n2 n3 n4 n5 n6 n7
齿轮4只起到改变传动方向作用,对 总传动比无影响,称为惰轮或过桥齿轮。
上式表明,定轴轮系传动比的数值等于组成该轮系 的各对啮合齿轮传动比的连乘积,也等于各对啮合齿轮中 所有从动轮齿数的乘积与所有主动轮齿数乘积之比。
传动比计算
推广到一般情况,设轮1为起始主动轮,轮k为最末从动轮, 则定轴轮系始末两轮传动比数值计算的一般公式为:
z 2 z3 z 4 z K n1 轮1至轮 K间所有从动轮齿数的乘 积 = nK 轮1至轮 K间所有主动轮齿数的乘 积 z1 z 2 z3 z K 1
动比。
, z2 100, z3 99 时 当 z1 100, z2 101
其传动比 iH 1 可达10000,其计算如 下: z2 z3 n1H n1 nH H
i13 n
H 3

n3 nH
( )
z1 z2
因 n3 0
nH
,代入已知齿数值,上
100100
n 101 99 式变为: 1 1
1 H 1.875 0 H
i1H
1 1 1.875 2.875 H
已知:z1=z2=48,z2’=18,z3=24,w1=250 rad/s,
w3= 100 rad/s,方向如图所示。
求解:
wH
复合轮系及其传动比
复合轮系 由几个基本周转轮系或定轴轮系和周转轮系
周转轮系的组成
基本周转轮系组成:
由行星轮、支持它的行星架、与行星轮相啮合的两个(有时只有 一个)中心轮及机架构成。
行星架与中心轮的几何轴线必须重合,否则不能转动。
周转轮系分类
差动轮系
行星轮系
周转轮系传动比的计算
设 nH 为行星架H的转速,给整个轮系加上一个 n -H 的转速时,轮 系中各构件的转速为:

轮 系
轮系
概念:在机械中,为了获得很大的传动比,或为了将
输入轴的一种转速变换为输出轴的多种转速等原因,常
采用一系列相互啮合的齿轮将输入轴和输出轴连接起来。
这种由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。
轮系应用
C nC
A D E S nS
钟表的轮系
S,M,H分别 表示为秒针、分针、时针。分 针转十二周,时针转一周;分 针转一周,秒针转60周。
M nM
I
F
B
H nH G
主要内容
1. 了解轮系的分类和应用 2. 掌握定轴轮系传动比的计算 3. 掌握周转轮系和混合轮系传动比的计算 4. 简介几种特殊的行星轮系传动
轮系的应用
轮系广泛应用于各种机械中,利用它可以实现相 距较远的两轴之间的传动、变速传动、获得大的传动比、 合成运动和分解运动等特殊功能,达到工程目的。
当 数时, i1k 的符号为正,说明首末两轮的转向相同。
m
指轮系中外啮合齿轮的对数
周转轮系及其传动比
与定轴轮系不同,至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿 轮的几何轴线转动的轮系,称为周转轮系。
周转轮系的组成 周转轮系分类 周转轮系传动比的计算
周转轮系的组成
行星轮:轴线位置变动的齿轮称为行星轮。
行星架或转臂:支持行星轮自转和公转的构件称为行星架或转臂 中心轮或太阳轮:轴线位置固定的齿轮称为中心轮或太阳轮。
H 2’
1 2 3 3 4 4 H 2 5
行星轮 中心轮
举例
如图所示,已知各轮齿数 为:
z1 24, z2 52, 18 z2 21, z3 78, z3 z4 30, z5 78 。求i1H。
举例
n1H
2
H
转化机构法: 将整个机构 加上 (将H固定)
当始末齿轮与行星架的轴线平 行时,由定轴轮系传动比计算 公式可得:
H z 2 z3 n n1 nH H 1 i13 H n3 n3 nH z1 z2
2
H
1
3
1
3
周转轮系传动比的计算
nH 为 假设 nG 和 nK为周转轮系中任意两个齿轮G和K的转速, 行星架H的转速,则
图3-36
定轴轮系的传动比示意图
转向的判断-3
一对圆锥齿轮传动时,在节 点具有相同速度,故表示转 向的箭头或同时指向节点, 或同时背离节点。
转向的判断-4
蜗轮的转向不仅与蜗杆 的转向有关,而且与螺旋
线方向有关,可借助于右
手定则或左手定则判断。
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