机械基础机械原理与零件分册课件第16单元 轮系

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机械基础——轮系
Copyright 机械工业出版社
案例导入
齿轮传动在各种机器和机械设备中为了减速、增速、变速等特殊用 途,往往需采用一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统——轮系完成。 牛头刨床的驱动机构就是通过齿轮变速机构完成其变速功能。
牛头刨床的内部结构图
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案例导入
问题: (1)能否利用前面所学知识,分析机械设备中的轮
(1)计算传动比的大小;(2)确定输出轴(轮)的
传动方向。
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16.2 定轴轮系的传动比
16.2.1 定轴轮系传动比的计算 1.一对齿轮啮合时主、从动轮之间的转向关系 1)外啮合圆柱齿轮传动时,主从动轮转向相反 i12=-z2/z1
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16.2 定轴轮系的传动比
2)内啮合圆柱齿轮传动时,主从动轮转向相同。 i12=z2/z1
转化轮系
周转轮系转化成转化轮系后成为假想定轴轮系,便可利 用定轴传动比计算公式进行计算,即
i13H
n1H n3H
n1 nH n3 nH
(1)1 z2z3 z1z2
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16.3 周转轮系的传动比
(1)转化轮系传动比计算通式:
iGK H
nGH nGH
nG nH nK nH
(1)m
(3)若轮系中,只有首末两轮轴线平行的定轴轮系, 先用箭头逐对标注转向,若首末两轮的转向相同传动比为 正,反之为负。
3
45 1
2
6
7
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16.2 定轴轮系的传动比
☆ 想一想 练一练 如图16-11、16-12所示的空间定轴轮系,请问能否利用来
确定轮系中首末两轮的转向关系,如果不能你将采用什么方 法确定,请判断出空间定轴轮系的首末两轮转向?
案例16-3 图16-17所示为大传动比减速器,括号内数为 齿数,试求轮系传动比iH1 。
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16.4 混合轮系的传动比
混合轮系概念:由几个基本周转轮系或定轴轮系和周 转轮系组成的轮系,此轮系称为混合轮系。
混合轮系
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16.4 混合轮系的传动比
2.混合轮系的传动比计算方法及步骤 1)正确划分轮系,画出啮合线图; 2)分别列出算式; 3)进行联立求解。 在计算混合轮系的传动比时,首要的问题是必须正确地
系的运动过程? (2)能否准确计算出各种轮系的传动比?
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第16单元 轮系
11
轮系的类型
2
定轴轮系的传动比
3
周转轮系的传动比
4
混合轮系的传动比
5
轮系的功用
6
综合案例分析
7
课堂练习
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学习目标
了解轮系的基本类型及轮系功
1 用,能正确识别轮系的类型
熟练掌握定轴轮系、周转轮系
2
、混合轮系传动比计算
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16.2 定轴轮系的传动比
3)圆锥齿轮传动时,主从动轮转向所表示的箭头应同 时指向啮合点或同时背离啮合点。
i12=z2/z1
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16.2 定轴轮系的传动比
4)蜗杆传动时,蜗杆的转向采用主动轮左右手定则判断 i12=z2/z1
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16.2 定轴轮系的传动比
5)齿轮与齿条传动(齿轮1、齿条2) 齿条的速度:v2=πd1n1
转化轮系中从G到K轮间所有从动轮齿数积 转化轮系中从G到K轮间所有主动轮齿数积
式中:iGKH—为转化轮系中由齿轮A到齿轮B的传动比; G—为输入端的齿轮; K—为输入端的齿轮; m—为齿轮G到齿轮K间外啮合的对数。
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16.3 周转轮系的传动比
iGK H
nGH nGH
nG nH nK nH
(1)m
转化轮系中从G到K轮间所有从动轮齿数积 转化轮系中从G到K轮间所有主动轮齿数积
(2)运用上式求周转轮系传动比时应注意以下几点: 齿轮1的) n转G速、。nK、nH必须是轴线之间互相平行或重合的相应
2)将nG、nK、nH的已知值代入公式时,必须代入其 本身的正或负号。若假定其中一轮转向为正号,则其他转 向与其相同时为正,反之为负。
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16.3 周转轮系的传动比
3)iGKH ≠iAK iGKH —为转化轮系中G、K两轮的转速之比,其大小及 正负号按定轴轮系传动比的计算方法确定; iGK —为周转轮系中G、K两轮的转速之比,其大小及 正负号须按上式计算后方能确定。
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16.3 周转轮系的传动比
4.标出转化轮系转向,确定转化轮系的传动比符号 1)对于圆柱齿轮组成的周转轮系中,所有轴线平行,直 接以(-1)m表示转化轮系传动比符号,m—表示转化轮系中 外啮合齿对数。
(2)行星轮:齿轮轴线绕其他轮轴转动的齿轮,称为 行星轮。
(3)行星架(或系杆H):用于支持行星轮并与太阳轮 共轴线的构件,称为行星架(或系杆)
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16.1 轮系的类型
周转轮系按其自由度F不同,可分为差动轮系(F=2) 和行星轮系(F=1)。
差动轮系(F=2)
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16.1 轮系的类型
16.2.2 首末轮转向关系的确定 (1)当轮系中所齿轮的几何轴线均平行,首末两轮转
向关系可用“+”“-”号表示,它取决于(-1)m,m表示外啮齿 的对数。
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16.2 定轴轮系的传动比
(2)若轮系中,所有齿轮的几何轴线并非完全平行时, 可用箭头标注。
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16.2 定轴轮系的传动比
将轮系中的各组成部分加以划分。 为了能正确划分,关键是要把其中的周转轮系部分找出
来。当将这些周转轮系一一找出之后,剩下的便是定轴轮系 部分了。
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16.5 轮系的功用
16.5 轮系的功用 轮系广泛应用于各种机械中,它的主要功用为: 1.传递相距较远的两轴间的运动和动力
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2.可获得大传动比
行星轮系(F=1)
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16.1 轮系的类型
3. 混合轮系:工程中有的轮系既包括定轴轮系,又包含 周转轮系,或直接由几个周转轮系组合而成。机械传动中 由定轴轮系和周转轮系构成的复杂轮系称为混合轮系。
汽车差速器
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16.1 轮系的类型
☆ 想一想 练一练 如图16-7所示为指南车复原图,图16-8所示为记里鼓车复原 图请查阅相关文献和资料,写一篇关于指南车和记里鼓车的 研究报告,报告包含工作原理和轮系结构示意图。
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课堂练习
习16-2 图16-26所示为小客车的齿轮变速度箱Ⅰ为主动 轴,Ⅲ为输出轴,M为牙嵌式离合器。试分析此变速箱的动 力传递情况及其传动比。
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课堂练习
习16-3 如题16-27图所示的混合轮系中,试分析该轮系 由哪些构件组成了哪些轮系?
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课堂练习
习16-5 图16-29所示为卷扬机传动示意图,悬挂重物G 的钢丝绳绕在鼓轮5上,鼓轮5与蜗轮4联接在一起。已知各 齿轮的齿数,z1 =20,z2 =60,z3=2(右旋),z4 =120。试 求:
空间定轴轮系
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16.2 定轴轮系的传动比
案例16-1 如图16-12所示的空间定轴轮系中,已知各齿轮 的齿数为z1 =15,z2 =25,z3 = z5 =14,z4 =z6 = 20,z7=30,z8 =40,z9 =2(且为右旋蜗杆),z10 =60。
1)试求传动比i17和i1 10; 2)若n1=200 r/min,已知齿轮1的转动方向,试确定n7和 n10。
16.5 轮系的功用
图16-20 机械钟表的多级 齿轮传动
1-三轮(过轮) 2-四轮 (秒轮) 3-二轮(分轮)
4-时轮 5-过轮
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16.5 轮系的功用
3.可实现变速、变向传动
图16-21 汽车变速箱 1~2、3、4、5—齿轮 6、7、8—滑移齿轮 D—离合器
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16.5 轮系的功用
指南车复原模型
记里鼓车
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16.2 定轴轮系的传动比
定轴轮系定轴轮系是机械工程中应用最为广泛的传动装 置,可用于减速、增速、变速,实现运动和动力的传递与变
换。 轮系的传动比:是指轮系中,首末两轮角速度(或转速)
之比,称为轮系的传动比。常用i1N表示。
如:
i16
1 6
n1 n6
确定轮系的传动比包括:
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16.3 周转轮系的传动比
2)对于锥齿轮周转轮系,首、末两轮轴线平行,应采 用箭头逐一标出转化轮系中各对齿轮转向,若首、末两轮转 向相同,转化轮系传动比为正,反之为负。
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16.3 周转轮系的传动比
想一想 练一练 请问以下符号表示的含义相同吗?区别是什么?
(1) iABH 与iAB (2) iAB 与iBA的区别 (3) n1H 与n1的区别
(1)轮系的传动比i14 (2)若重物上升,加在手 把上的力应使轮1如何转动?
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课堂练习
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课堂练习
习16-8 如图16-32所示的周转轮系中,设各轮的齿数为 z1=62、z2=20 、 z2′=24 、z3=18, n1=100r/min, n3=200r/min,试求:
2)定轴轮系传动比一般计算公式
i1N
n1 nN
轮系中所有从动轮齿数积 轮系中所有主动轮齿数积
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16.2 定轴轮系的传动比
轮4在轮系中兼作主、从动轮,齿数在计算式中约去, 不影响轮系传动比,图16-10平面定轴轮系中只改变转向的 齿轮,称为惰轮。
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16.2 定轴轮系的传动比
3
了解轮系应用
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学习重点和难点
1
各类轮系传动分析、转化轮系 概念
2 定轴轮系和周转轮系传动比计算
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16.1 轮系的类型
轮系概念:由一系列互相啮合齿轮组成的传动系统称 为轮系(或齿轮系)。
机床齿轮传动图
扭头刨床齿轮变速机构
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16.1 轮系的类型
轮系在传动时,按各轮轴线是否固定可分为:定轴轮系 和周转轮系。
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16.2 定轴轮系的传动比
2. 轮系的啮合线图绘制
“——”表示两轮啮合 连成一体
“====”表示两轮同轴并
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16.2 定轴轮系的传动比
3.定轴轮系传动比计算式 1)啮合线图 1—2==2ˊ—3 ==3ˊ—4—5
i15
n1 n5
(1)3
z2 z3z4 z5 z1z2 z3 z4
(1)当n1与n3转向相同时,行星架的转速nH的大小和方 向;(2)当n1与n3转向相反时,行星架的转速nH的大小和 方向;
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opyright 机械工业出版社
1.定轴轮系:轮系传动时,各齿轮的几何轴线位置都是 固定的,这种轮系称为定轴轮系。
定轴轮系
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16.1 轮系的类型
2.周转轮系 在轮系传动时,至少有一个齿轮的几何轴线可绕另一齿
轮的几何轴线转动的轮系称为周转轮系。
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16.1 轮系的类型
(1)太阳轮:在周转轮系中,轴线位置固定不动的齿轮, 称为太阳轮。
可换向轮系
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16.5 轮系的功用
4.实现合成运动或分解运动
运动的分解—— 汽车转弯装置
运动的合成——绞车传动装置
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16.5 轮系的功用
5.实现工艺动作和特殊运动轨迹
a)打蛋机搅浆的传动示意图
b)搅拌浆运动轨迹
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综合案例分析
如图16-18所示的电动机卷扬机减速器,各轮齿数 z1=24、z2=52、z2′ =21、z3=78、z3′ =18、z4=30、 z5=78,求iiH。
啮合线图: 1——2——3 | | H
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16.3 周转轮系的传动比
3.列转化轮系传动比计算式
构件 转化前的转速
1
n1
2
n2
3
n3
H
nH
转化后的转速 n1H = n1-nH n2H =n2-nH n3H =n3-nH nHH =nH-nH
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16.3 周转轮系的传动比
周转轮系
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16.3 周转轮系的传动比
1.转化轮系概念 如果给整个周转轮系加上一个绕轴线OH转动,大小为 nH 而方向与nH相反的公共转速(- nH)后,行星架H便固定不 动,那么该轮系便成为一个假想的定轴轮系。
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16.3 周转轮系的传动比
2.周转轮系啮合线图 作图顺序以行星轮为核心,至太阳轮为止。 “- - ”——表示行星轮由行星支架支撑; “——”——表示两轮为啮合关系; “====”——表示两轮同轴并连成一体。
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16.3 周转轮系的传动比
案例16-2 如图16-16所示的汽车差速器所使用的锥齿行星 轮系, 各齿轮的齿数为z1=20、 z2=30、 z2′=50、z3=80、已 知转速n1=100r/min 。试确定:1)轮系传动比i1H ;2)行星 架的转速nH?
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16.3 周转轮系的传动比
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