第六章轮系及其设计
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第6章轮系本章主要介绍轮系的分类和应用,轮系传动比的计算方法。
由单对齿轮组成的齿轮机构功能单一,不能满足工程上的复杂要求,故常采用若干对齿轮,组成轮系来完成传动要求。
按轮系运动时轴线是否固定,将其分为两大类:(1)定轴轮系轮系运动时,所有齿轮轴线都固定的轮系,称为定轴轮系,如图1-1所示。
(2)行星轮系轮系运动时,至少有一个齿轮的轴线可以绕另一根齿轮的轴线转动,这样的轮系称为行星轮系。
轴线可动的齿轮称为行星轮,如图1-2中轮2,它既绕本身的轴线自转,又绕O1或O H公转。
轮1与轮3的轴线固定不动,称为太阳轮。
图1-1图1-21.1 定轴轮系定轴轮系分为两大类:一类是所有齿轮的轴线都相互平行,称为平行轴定轴轮系(亦称平面定轴轮系);另一类轮系中有相交或交错的轴线,称之为非平行轴定轴轮系(亦称空间定轴轮系)。
轮系中,输入轴与输出轴的角速度或转速之比,称为轮系传动比。
计算传动比时,不仅要计算其数值大小,还要确定输入轴与输出轴的转向关系。
对于平行轴定轴轮系,其转向关系用正、负号表示:转向相同用正号,相反用负号。
对于非平行轴定轴轮系,各轮转动方向用箭头表示。
1.1.1 平行轴定轴轮系图1-1所示为各轴线平行的定轴轮系,输入轴与主动首轮1固联,输出轴与从动末轮5固联,所以该轮系传动比,就是输入轴与输出轴的转速比,其传动比i求法如下:(1)由图1-1所示轮系机构运动简图,可知齿轮动力传递线为:(1—2)=(2′—3)=(3′—4)=(4—5)上式括号内是一对啮合齿轮,其中轮1、2′、3′、4为主动轮,2、3、4、5为从动轮;以 “—”所联两轮表示啮合,以“=”所联两轮同轴运转,它们的转速相等。
(2) 传动比i 的大小()4543321245342312354433221511i i i i z z z z z z z zn n n n n n n n n n i ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅=='''''' 上式表明,该定轴齿轮系的传动比等于各对啮合齿轮传动比的连乘积,也等于各对啮合齿轮中各从动轮齿数的连乘积与各主动轮齿数的连乘积之比,其正负号取决于轮系中外啮合齿轮的对数。
教案§6-1 轮系分类及其应用特点教学目的:1、熟悉定轴轮系的概念2、掌握定轴轮系的分类3、轮系应用特点教学重点:定轴轮系的分类新课导入:定轴轮系在实际生产中应用范围较广。
例如:磨床砂轮架进给机构,卷扬机传动系统等。
那么砂轮架和卷扬机的重物G移动方向及移动速度怎样确定呢?下面我们介绍定轴轮系的有关内容。
教学方法:讲练结合法教学用具:教材、教案、挂图、各色粉笔教学过程:复习提问、新课导入、内容讲授、课堂练习、小结、布置作业教学内容由两个互相啮合的齿轮所组成的齿轮机构是齿轮传动中最简单的形式。
在机械传动中,有时为了获得较大的传动比,或将主动轴的一种转速变换为冲动轴的多种转速,或需要改变从动轴的回转方向,往往采用一系列啮合的齿轮,将主动轴和从动轴连接起来组成传动。
这种由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统称为轮系。
一、轮系的分类1、定轴轮系当轮系运转时,所有齿轮的几何轴线位置相对于机架固定不变,也称定轴轮系。
(本章重点)2、周转轮系轮系运转时,至少有一个齿轮的几何轴线相对于机架的位置是不固定的,而是绕另一个齿轮的几何轴线转动。
3、混合轮系在轮系中,既有定轴轮系又有周转轮系。
二、齿轮在轴上的固定1.固定2.空套3.滑移三、轮系的应用特点1.可获得很大的传动比一对齿轮传动的传动比不能过大(一般i12=3~5,i max≤8),而采用轮系传动可以获得很大的传动比,以满足低速工作的要求。
2.可作较远距离的传动两轴中心距较大时,如用一对齿轮传动,则两齿轮的结构尺寸必然很大,导致传动机构庞大3.可以方便地实现变速和变向要求滑移齿轮变速机构利用惰轮变向机构4.可以实现运动的合成与分解采用行星轮系,可以将两个独立的运动合成为一个运动,或将一个运动分解为两个独立的运动。
§6-2定轴轮系传动比的计算教学目的1、掌握定轴轮系各轴转向的判断。
2、掌握定轴轮系传动路线分析传动比计算。
3、惰轮的应用教学重点难点定轴轮系传动路线分析传动比计算。