机械原理 第11章_齿轮系及其设计

时间:2023-06-28 来源:蓝狮在线注册-蓝狮在线平台-蓝狮登录首页

  (1)要特别注意转化轮系传动比 i1n 的正负号,它不 仅表明在转化轮系中太阳轮1和n转向之间的关系,而且 直接影响到周转轮系传动比的大小和正负号。 (2) ω1、ωn、ωH是周转轮系中各基本构件的线 ω ω 速度,必须有两个是已知的,才能求第三者。 若已知的两个转速方向相反,则在代入计算式时, 必须一个代正值,另一个代负值,第三个转速的转向, 有计算结果的正负号来确定。 (3)对于行星轮系来说,由于一个太阳轮是固定的, 所以可以直接求两个基本构件间的传动比。

  根据轮系在运转过程中各齿轮的几何轴线在 空间的相对位置是否变动,轮系可分为三大类。

  由定轴轮系和周转轮系组合而成的混合轮系: 由定轴轮系和周转轮系组合而成的混合轮系: 由定轴轮系和周转轮系组合而成的混合轮系 太阳轮1、3和行星轮2以及行星 架H组成自由度为2的差动轮系;齿轮 1’、5、4、4’和3’组成定轴轮系;定 轴轮系把差动轮系的太阳轮1和3联接 起来,整个轮系的自由度为1,称为 封闭差动轮系。 由几个周转轮系组合而成的混合轮系: 由几个周转轮系组合而成的混合轮系: 由几个周转轮系组合而成的混合轮系 太阳轮1、3和行星轮2-2’以及行星架 H1组成一个周转轮系,太阳轮4、6和行 星轮5-5’以及行星架H2组成另一个周转轮 系,其特点是两个周转轮系不公用一个 行星架。

  如果能够设法使行星架固定不动,那么周转轮系 就转化成了一个定轴轮系。 假想整个轮系加上一个 大小与行星架角速度相等, 而方向相反的角速度(ωH),根据相对运动原理可 知各个构件之间相对运动关 系不变,但此时行星架将静 止不动。于是周转轮系转化 成了一个假想的定轴轮系, 该定轴轮系称为周转轮系的 转化轮系。 转化轮系

  按基本构件的不同,周转轮系可分为两类: 按基本构件的不同,周转轮系可分为两类: 返回

  2K-H型周转轮系: 型周转轮系: 型周转轮系 K表示太阳轮, H表示行星架 。

  3K型周转轮系: 型周转轮系: 型周转轮系 基本构件是1、2、3三个 太阳轮,而行星架H只起支 撑作用,所以在轮系的型号 中不含“H”。

  不能用 (1) 来确定 主、从动轮转向关系。 可在图上用箭头来 表示各轮转向。 由于轮系中主动轮1和从动轮4的轴线互相平行, 所以仍可在传动比计算结果中加“”、“-”号来表示 主、从动轮的转向关系。 图中主动轮1和从动轮4的转向相反,所以

  由于转 化轮系是一 个定轴轮系, 故可通过定 轴轮系。传 动比的计算 方法,得到 周转轮系中 各构件的真 实角速度之 间的关系, 进而求得周 转轮系的传 动比。

  首先计算其转化轮系的传 动比。由传动比概念可知,在 转化轮系中当1轮主动、3轮从 动时的传动比为:

  各轮几何轴线不都平行, 各轮几何轴线不都平行,但首 尾两轮轴线互相平行的情况

  问题:能否通过对整个轮系加上一个公共的角速度 (-ωH)来轮系的传动比? 5由定轴轮系和周转 轮系组成的混合轮系 5由多个周转轮系组 成的混合轮系 5结论 当给整个机构加上了一个公共的角速度(-ωH)后, 虽然左半部分的周转轮系转化成了定轴轮系,但右半部 分的周转轮系又转化成了一个新的周转轮系。

  首先将各个基本轮系正确地区分开来; 分别列出各基本轮系传动比的方程式; 找出各基本轮系之间的联系; 将个基本轮系传动比方程式联立求解, 即可求得混合轮系的传动比。 5最关键的一步:正确划分各个基本轮系

  在轮系运转过程中,各轮几何轴线的位置均 固定不变的轮系称为定轴轮系,又称普通轮系。

  在轮系运转过程中,至少有一个齿轮的几何轴线的 位置并不固定,而是绕其他定轴齿轮轴线回转的轮系称 为周转轮系。 太阳轮1、3和行星架H,称为周转轮系的基本构件 基本构件。 基本构件 按自由度数目不同,周转轮系可分为两类 按基本构件的不同,周转轮系可分为两类

  问题:能否通过对整个轮系加上一个公共的角速度 (-ωH)来轮系的传动比? 5由定轴轮系和周转 轮系组成的混合轮系

  不能对整个混合轮系采 用转化机构法来求其传动比, 5由多个周转轮系组 需要对组成混合轮系的各个 成的混合轮系 基本轮系 分别考虑。 5结论 单一的定轴轮系或单一的周转轮系

  按自由度数目不同,周转轮系可分为两类: 按自由度数目不同,周转轮系可分为两类:

  行星轮系: 行星轮系:太阳轮3(或1)固定,整个轮系的自由 度为1,只要给定一个原动件,整个轮系就有确定的运动。 差动轮系: 差动轮系:太阳轮1和3均不固定,整个轮系的自由 度为2。为了使其具有确定的运动,需要两个原动件。

  2 传动比的概念 28.2.1 定轴轮系的传动比 28.2.2 周转轮系的传动比 28.2.3 混合轮系的传动比

  轮系中输入轴的角速度ωin (或转速nin)与输出轴的 角速度ωout(或转速nout)之比称为传动比。

  式中1、n为周转轮系中两个太阳轮,H为行 H 星架。在已知各轮齿数的情况下, i1n 总可以求出, 由此可得出ω1、ωn、ωH三者之间的关系。 等式右边正负号的确定:当转化轮系中1轮 与n轮转向相同时取“”号,称为正号机构;当转 化轮系中1轮与n轮转向相反时取“-”号,称为负 号机构。

  例1:已知各轮齿数为Z1=28,Z2=18, : H Z2’=24,Z3=70。 试求传动比i1H n2 解:转化轮系中的转速关系。 转化轮系传动比:

  不能用正负号来表 示主、从动轮转向关系。 只能在图上用箭头 来表示各轮转向。 轮系中主动轮1(蜗杆)和从动轮5(锥齿轮) 几何轴线不平行,分别在不同平面内转动,它们的 转向关系只能用箭头表示在图上。

  由于周转轮系中有一个转动着的行星架,行星轮 既自转又公转,所以传动比不能象定轴轮系那样直接 用简单的齿数反比的形式来表示。

  计算结果为正,表明行星架与齿轮1的转向相同,与 齿轮3的转向相反。 注意点说明 注意点说明 按空格键继续

  对于由圆锥齿轮组成的周转轮系, 对于由圆锥齿轮组成的周转轮系,在计算传动比 时应注意以下两点: 时应注意以下两点: 1)其转化轮系的传动比,大小按定轴轮系传动比 公式计算,其正负号则根据在转化轮系中用箭头表示 的结果来确定,而不能用外啮合对数来确定。 2)由于行星轮的角速度矢量与行星架角速度矢量 不平行,所以不能用代数法相加减,即 ω1 ω H H H H ω 2 ≠ ω 2 ω H , i12 ≠ n2 ω2 ωH 而太阳轮之间或太阳轮与行星架 n1H 之间的传动比,计算过程中并不 涉及到ω与ω之间的关系,故实际 H n3 上不妨碍计算的进行。否则要用 矢量合成的办法来求得。

  2混合轮系传动比计算的基本思路 2混合轮系传动比计算的方法 2混合轮系传动比计算举例

  问题:能否通过对整个轮系加上一个公共的角速度 (-ωH)来轮系的传动比? 5由定轴轮系和周转 轮系组成的混合轮系 5由多个周转轮系组 成的混合轮系 5结论 当给整个机构加上了一个公共的角速度(-ωH)后, 虽然右半部分的周转轮系转化成了定轴轮系,但同时却 使左半部分的定轴轮系转化成了周转轮系。

  定轴齿轮几何轴线转动的齿轮。 然后找行星架——支承行星轮的构件。 再找太阳轮——几何轴线与行星架轴线重合且直 —— 接与行星ຫໍສະໝຸດ Baidu相啮合的定轴齿轮。 这一由行星轮——行星架——太阳轮所组成的 轮系就是一个基本的周转轮系。区分出各个基本的 周转轮系后,剩余的由定轴齿轮所组成的部分就是 定轴轮系。 按空格键继续

  2各轮几何轴线各轮几何轴线不都平行,但首尾 各轮几何轴线不都平行, 两轮轴线首尾两轮几何轴线不平行的情况

  组成这种轮系的所有齿轮均为 直齿或斜齿圆柱齿轮。 由于一对内啮合齿轮转向相同, 而一对外啮合齿轮转向相反,故每 经过一对外啮合就改变一次方向。 所以可根据外啮合的对数来确定主、 从动轮的转向关系。



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