第10章 轮系研究.ppt

§10-1 轮系及其分类 §10-2 定轴轮系传动比的计算 §10-3 周转轮系传动比的计算 §10-4 复和轮系传动比的计算 §10-5 轮系的功用 §10-1 轮系及其分类 由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。轮系可分为定轴轮系和周转轮系。 二、在运转过程中，若其中至少有一个齿轮的几何轴线位置相对于机架不固定，而是绕着其他齿轮的固定几何轴线回转的轮系称为周转轮系。 自由度F＝2的周转轮系称为差动轮系(图a)；自由度F＝1的周转轮系称为行星轮系(图d)。 三、复合轮系 如果在轮系兼有定轴轮系部分和周转轮系部分或由一个以上单一周转轮系组成，则这种轮系称为复合轮系。 §10-2 定轴轮系传动比的计算 一、轮系传动比 轮系中首、末两构件的角速度之比。计算时，要确定其传动比的大小和首末两构件的转向关系。 二、轮系传动比计算 （一）定轴轮系各轮的相对转向用画箭头方法在图中表示，箭头方向表明齿轮可见齿面圆周速度方向，如图所示。 （二）定轴轮系的传动比等于该轮系中各齿轮副传动比的连乘积；也等于各对啮合齿轮中从动轮齿数的连乘积与各对啮合齿轮中主动轮齿数的连乘积之比。即 如右图所示轮系由7个齿轮组成，形成4对齿轮啮合。已知各轮齿数，传动比i15 为： 三、当首轮与末轮的轴线平行时，可以在传动比数值前冠以正、负号，表示转向与首轮转向相同或相反。 对由圆柱齿轮组成的平面定轴轮系部分，由于内啮合时齿轮的转动方向相同，而每经过一次外啮合齿轮转向改变一次，若有m次外齿合，其转向就改变几次，因此可用(-1)m来确定传动比前的“＋”、“－”号。 五、定轴轮系传动比计算的具体步骤 　（１）用箭头标注法确定主、从动齿轮转向之间的关系； 　（２）计算定轴轮系的传动比，但是必须按规定在传动比前加上“＋”、“－”号或不加符号。 一、周转轮系的组成情况 如图所示为一常见的周转轮系，它由中心轮(太阳轮)1、3、行星轮2和行星架(又称系杆或转臂)H组成。 周转轮系中，中心轮1、3和行星架H均绕固定轴线转动，称为基本构件。周转轮系中诸基本构件的轴线必须重合，否则轮系不能运动。此关系是构成周转轮系必须满足的基本条件之一，称为同心条件。 　四、周转轮系传动比的计算 　（一）周转轮系和定轴轮系的本质区别 （ 二）、周转轮系的转化轮系 求解周转轮系传动比，常用的方法是转化轮系法。 假定给图a所示整个周转轮系加上一个绕O轴线回转、并与行星架转速大小相等而方向相反的公共转速-nH (图b)，轮系中各构件之间的相对运动关系保持不变，但行星架的转速变成为nH－nH＝0，因而行星轮的轴线就转化为“固定轴线”。这样，周转轮系就转化为假想的“定轴轮系”(图c)，称其为原周转轮系的转化轮系(转化机构)。 转化前后各构件的转速见下表。 表中原来的转速是指周转轮系中各构件相对于机架的绝对转速；而转化轮系中各构件的转速(在转速的右上角带有角标H)则是指各构件相对于行星架H的相对转速。 转化轮系是定轴轮系，可按定轴轮系传动比计算方法对转化轮系进行求解。 在任一周转轮系中，当任意两轮G、K及行星架H回转轴线平行时，则其转化轮系传动比的一般计算式为 上式建立了nG、nK、nH与各轮齿数之间的关系。在进行轮系传动比计算时，各轮齿数为已知，故在nG、nK、nH中只要已知其中任意两个转速(含大小和转向)就可以确定第三个转速(大小和转向)，从而可间接地求出周转轮系中各构件之间的传动比。 应用上式时应注意： 公式只适用于齿轮G、K和行星架H之间的回转轴线互相平行的情况。 齿数比前的“±”号表示的是在转化轮系中，齿轮G、K之间相对于行星架H的转向关系，但它却直接影响到周转轮系绝对转速求解的正确性。它可由画箭头的方法确定(图c)。 式中nG、nK、nH均为代数值，在计算中必须同时代入正、负号，求得的结果也为代数值，即同时求得了构件转速的大小和转向。 iHGK与iGK是完全不同的两个概念。iHGK是转化轮系中G、K两轮相对于行星架H的相对转速之间的传动比；而iGK是周转轮系中G、K两轮绝对转速之间的传动比。 对于下图所示由圆锥齿轮组成的周转轮系，式(5-2)只适用于其基本构件(1、3、H)之间传动比的计算，而不适用于行星轮2。因为行星轮2和行星架H的轴线不平行，其转速n2、nH不能按代数量进行加减，应按角速度矢量来进行运算。 例 在右图所示的双排外啮合行星轮系中，已知各轮齿数z1＝100、z2＝101、z2’＝100、z3＝99。试求传动比iH1。 解 在此轮系中，由于齿轮3和机架固定在一起，即n3＝0。由式(5-2)有 传动比iH1为正，表示行星架H与齿轮1转向相同。 该例说明行星轮系可以用少数几个齿轮获得很大的传动比。但要注意，这种类型的行星轮系传动，减速比愈大，其机械效率愈低。一