清华大学机械原理课件——第5章轮系

精密仪器与机械学系 设计工程研究所
轮系的类型？？
定轴轮系
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按周转轮系中基本构件的不同分类 ➢2K-H型
单排
双排
2K-H型周转轮系
➢3K型
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基本构件是3个中心轮，系杆H只起支承作用
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5.1.3 混合轮系(Composite Gear Train) 定轴轮系 + 周转轮系
z2z3z5 z1 z 2 ' z 3
齿轮4: 惰轮
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➢首尾两轮几何轴线平行
i14
1 4
z2z3z4 z1z2'z3'
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➢首尾两轮几何轴线不平行
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5.2.2 周转轮系的传动比
周转轮系
转化轮系
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例1 已知：z 1 2 8 ， z 2 1 8 ， z 2 ' 2 4 ， z 3 7 0 ，
试求传动比 i 1 H
i1 H 31 3 H Hz z1 2 z z2 3 ' 1 2 8 8 7 2 0 4 1 .8 7 5
3 0
i1H
1 H
11.8752.875
系杆H?
周转轮系：
i1H3nn13 nnH H
z2 z1
z3 z2'
定轴轮系：
系杆H
2
2' 4
1
3'
3
i3'5zz3 4'
z5z5 z4 z3'
n3' n3 nH n5
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区分定、动轴轮系 混合轮系求解对周转轮系进行简化
寻找两种轮系的联系
例3：z1= z2 =z3
分类
周
转
轮
系
混
合
轮
系
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5.1.1 定轴轮系(Ordinary Gear Train)
运转中所有齿轮的轴心线不动的轮系—定轴 轮系(普通轮系)
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5.1.2 周转轮系(Planetary Gear Train)
至少有一个齿轮的轴线绕另一齿轮的轴心线回转
i3H1
n3 nH n1 nH
z1 z3
1
如：n1 0 n3 0
古代指南车
z 3 z 2 z 1
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指南车：据传说西周时就已发 明，但最早的确切记载在三国 时期。
指南针：是利用了磁铁或磁石在地球磁场中的南北指极性 而制成的指向仪器。
指南车：是车上装有一套差动齿轮装置。 现代军事上的坦克、装甲车是钢铁外壳，行驶时又震 动很大，磁性罗盘在车内难以正常工作，就要借 助这种机械指向工具。
n 1 2 5 0 r /m in ， n 3 1 0 0 r /m in ，
nH375050 r/min
系杆H的转向与齿轮1相同，与齿轮3相反。
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注意
➢ 计算过程的正负号； ➢ 空间轮系的问题。
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5.2.3 混合轮系的传动比
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周转轮系
转化轮系
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i1H3
H 1
H 3
1 H 3 H
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z3 z1
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一般公式
i1H n n1 H H
z2...zn z1...zn-1
转化轮系传动比 “+”—正号机构 “-”—负号机构
5.2 轮系的传动比
传动比
iio
in out
nin nout
5.2.1 定轴轮系的传动比
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i12
1 2
z2 z1
i3'4
3 4
z4 z3
i2'3
2 3
z3 z2'
i45
4 5
z5 z4
i1 5
1 5
?
i12i2'3i34i451 2 3 41 2 3 4 5 5
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*5.3 轮系的效率 5.4 轮系的功能
1. 获得大的传动比 一对齿轮传动，一般i≤5—7
获得大的传动比
定轴轮系(多级传动) 周转轮系和混和轮系
中心轮1、3
行星轮2
差动轮系
系杆H
（F =2）
3’— 3 1’— 1
封闭
（F =1）
封闭差动轮系
周转轮系1
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周转轮系2
周转轮系1 + 周转轮系2
混合轮系
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轮系类型？？
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周转轮系
混和轮系
定轴轮系
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i15i12 i2'3 i34 i45zz12zz23'zz43zz54
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i1k 1 k (1)m所 所 有 有 从 主 动 动 齿 齿 轮 轮 齿 齿 数 数 连 连 乘 乘 积 积
m外 啮 合 齿 轮 对 数
齿轮转向？
i15
z2 z3 z4 z5 z1z2' z3 z4
自由度 F =？
行星轮系
(两个中心轮之一固定)
F 3 3 2 3 2 1
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自由度 F =？
自由度: F 3 4 2 4 2 2
差动轮系
运 动 复 合 两 个 主 动 ， 一 个 从 动 运 动 分 解 一 个 主 动 ， 两 个 从 动
的轮系—周转轮系(动轴轮系) 组成： 行星轮
太阳轮(中心轮)
太阳轮(中心轮) 系杆
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➢ 中心轮1，3和系杆H 的回转轴线的位置均固定且
重合 ➢ 运动的输入或输出构件—周转轮系的基本构件
周转轮系
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行星轮系(F=1) 差动轮系(F=2)
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第5章 轮系(Gear Train)
➢ 轮系的类型 ➢ 轮系的传动比 ➢ 轮系的功能 ➢ 轮系的设计
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第5章 轮系(Gear Train)
5.1 轮系的类型
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由一系列齿轮组成的传动系统—轮系
定 轴 轮 系
系杆H与中心轮1转向相同
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例2 已知：z148， z248， z2' 18， z324，
n1250r/m in， n3100r/m in，
转向如图所示。试求 n H 大小和方向。
i1H 3 nn13H H
n1nH n3nH
z2z3 z1z2'
4824 4 4818 3