推荐-机械课件机械原理第六章 精品

轮系广泛应用于各种机械中，其效率直接影响这些机械的总效率。行 星轮系效率的变化范围很大，效率高的可达98%以上，效率低的可接近于0， 设计不正确的行星轮系甚至可能产生自锁。因此，计算行星轮系的效率就 特别重要。
计算效率时，可以认为输入功率和输出
机械效率一般计算方法：功率中有一个是已知的。只要能率确定出摩
投影方向
如何表示一对圆锥齿轮的转向？
投影
机构运 动简图
向方影投
线速度方向
表示齿轮回 转方向
齿轮回转方向
线速度方向
用线速度方 向表示齿轮 回转方向
如何表示蜗杆蜗轮传动的转向？
右旋蜗杆
蜗杆回转方向
蜗杆上一点 线速度方向
机构运 动简图
蜗轮回转方向
表示蜗杆、蜗轮 回转方向
蜗杆旋向影响蜗轮的回转方向
如何判断蜗杆、蜗轮的转向？
H H
H
H
0
H 1
1
H
H 3
3
H
给定差动轮系，三个基本构件的角速度ω１、ω２、 1 H
ωH中的任意两个，便可由该式求出第三个，从而 可求出三个中任意两个之间的传动比。
3 H
z3 z1
特别当 1 0 时
i3H
3 H
1 z1 z3
当 3 0 时
i1 H
1 H
1
z3 z1
三、混合轮系的传动比
系杆
什么是混合轮系？
为了把一个周转轮系 转化为定轴轮系，通 常采用反转法。
随机架转动
相当于系杆
H
把这种由定轴轮系和周转轮系或 者由两个以上的周转轮系组成的， 不能直接用反转法转化为定轴轮 系的轮系，称为混合轮系
H
系杆回转方向
例题 已知各轮齿数及 ω6，求ω3 的大小和方向。
把该轮系分为两部分
周转轮系的转化机构传动比为
擦损失功率，就可以计算出效率。
Nd N f 或
Nd
Nr
Nr N f
Nd （输入功率）
机械系统
Nr （输出功率）
Nf （摩擦损失功率）
计算行星轮系效率的基本原理
行星轮系 反转法
定轴轮系 （转化机构）
计算定轴轮系 摩擦损失功率
计算行星 轮系效率
在不考虑各回转构件惯 性力的情况下，当给整个行 星轮系附加一个的角速度， 使其变成转化机构时，轮系 中各齿轮之间的相对角速度 和轮齿之间的作用力不会改 变，摩擦系数也不会改变。 因此，可以近似地认为行星 轮系与其转化机构中的摩擦 损失功率是相等的，也就是 说可以利用转化机构来求出 行星轮系的摩擦损失功率。
如何确定空间定轴轮系中的转向关系？
空间定轴轮系中含有轴 不
线不平行的齿轮传动
平
行
“+”、“－”不能表示不 平行轴之间的转向关系
空间定轴轮系传动比前 的“+”、“－”号没有 实际意义
不平行
如何表示一对平行轴齿轮的转向？
齿轮回转方向
用线速度方 向表示齿轮
线速度方向
回转方向
机构运 动简图
投影方向
机构运 动简图
1）差动轮系 自由度为2
行星轮 系杆
中心轮 （主动）
行星轮
系杆 中心轮 （主动）
２）行星轮系 自由度为１
行星轮
系杆
中心轮 （主动）
中心轮 （固定）
周转轮系
周转轮系
周转轮系
二、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
3．实现变速变向传动
n''' 3
n1
n4
4．实现大速比和大功率传动 两组轮系传动比相同，但是结构尺寸不同
i1H3
1 H 3 H
11' 1
( z2 ) z3 z1 z2
H
( z6 z1
4
) 6
(
z6 z1''
)(
z1' z5
)(
z5 ) z4
6
定轴轮系
周转轮系
3
z1z2' z6 z2 z3 z1''
6
(1
z1 z2' z2z3
)
z6 z1' z1'' z4
6
3
1 9
6
§6-3 行星轮系的效率
第六章 轮系及其设计
§6-1 轮系的类型与应用 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）。
1 2
3
4
定轴轮系
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。
按照自由度数目的不同，又可将周转轮系分为两类：
在转化机构中系杆H变成了机架
把一个周转轮系转 化成了定轴轮系
计算该转化机构（定轴
轮系）的传动比：
i1H3
(
z2
H 1 H 3
)(
1
3
z3 )
H
H
( z3
)
z1 z2
z1
输入轴
输出轴
1 H z3
3 H
z1
构件名称
原周转轮系中 各构件的角速度
系杆Ｈ
Ｈ
中心轮１
1
中心轮３
3
转化机构中各 构件的角速度
' 4
i12
i23
i34
i45
1 2 3 2 3 4
4 5
1 5
i 15
z2 z3 z4 z1 z2 z3
z5 z4
5
一般定轴轮系的传 动比计算公式为：
i AB
A B
从A到B所有从动轮齿数连乘积 从A到B所有主动轮齿数连乘积
如何确定平面定轴轮系中的转向关系？
一对外啮合圆柱齿轮传动 两轮的转向相反，其传动 比前应加 “－”号
5．实现运动的合成与分解 运动输入
运动输出
§6-2 轮系的传动比计算
一、定轴轮系的传动比
输入轴与输出轴之间的传动比为:
i15
1 5
n1 n5
1
轮系中各对啮合齿轮的传动比大小为：
i12
1 2
z2 z1
,
i34
3 4
z4 z3
,
i23
2 3
z3 z2
'
i45
4 5
z5 z4
3
3 4
i12
1 2
z2 z1
一对内啮合圆柱齿轮传动两 轮的转向相同，其传动比前 应加“+”号
i23
2 3
z3 z2
该轮系中有3对外啮 合齿轮，则其传动比 公式前应加(1)3
i 15
(1)3
z2 z3 z4 z1 z2 z3
z5 z4
若传动比的计算结果为 正，则表示输入轴与输 出轴的转向相同，为负 则表示转向相反。
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
ωH
周转轮系
给整个周转轮角速度ωH
构件名称
原周转轮系中 各构件的角速度
转化机构中各 构件的角速度
系杆Ｈ
Ｈ
中心轮１
1
行星轮２
2
中心轮３
3
H H
H
H
0
H 1
1
H
H 2
2
H
H 3
3
H
蜗杆的转向
右旋蜗杆 左旋蜗杆
左 以左手握住蜗杆，四指 手 指向蜗杆的转向，则拇
规 指的指向为啮合点处蜗 则 轮的线速度方向。
右 以右手握住蜗杆，四指 手 指向蜗杆的转向，则拇 规 指的指向为啮合点处蜗 则 轮的线速度方向。
二、周转轮系的传动比 周转轮系传动比的计算方法（转化机构法）
周转轮系 反转法