1、第 16 次課授課計劃 機械設計基礎 課程 環境本071-2 班級 09年 10月19日 章節名稱第5章 輪系5-1 輪系的類型5-2 定軸輪系及其傳動比5-3 周轉輪系及其傳動比 教學內容1、輪系的類型；2、定軸輪系傳動比；3、周轉輪系的組成； 4、周轉輪系的傳動比教學目的與 要 求1.理解輪系的概念和類型；2.熟練掌握定軸輪系傳動比的計算方法；3.掌握周轉輪系傳動比的計算方法； 重 點1、定軸輪系傳動比；2、周轉輪系傳動比；難 點1、定軸輪系傳動比；2、周轉輪系傳動比；作 業P85： 5-1；5-2；5-3； 5-8； 5-9； 5-10；教學手段多媒體參考資料機械設計基礎知識要點及習題解

2、析 第第5 5章章 輪系及其設計輪系及其設計51 輪系及其分類輪系及其分類52 定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比53 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比54 復合輪系的傳動比復合輪系的傳動比55 輪系的應用輪系的應用由一系列齒輪組成的傳動系統稱為輪系。51 齒輪系及其分類51 輪系及其分類51 輪系及其分類一、定軸輪系一、定軸輪系輪系運轉時，各輪的幾何軸線相對于機架的位置都是固定不動的。平面輪系：各輪軸線均平行。51 輪系及其分類空間輪系：各輪軸線不平行。2、構造：1、3-中心輪（太陽輪）H-系桿 (行星架、轉臂)13H22基本構件輪系運轉時，至少有一個齒輪的幾何軸線繞另一個 齒輪的固定軸線轉動

3、。二、周轉輪系二、周轉輪系（回轉軸線重合）行星輪定義：1、51 輪系及其分類3 3、分類分類： 按自由度分：按自由度分：中心輪中心輪1、3均不固定均不固定132H13H2-差動輪系差動輪系Ph=2F=3n- -2Pl - - Ph=34- -24- -2=2n=4Pl =4特征特征:51 輪系及其分類 按自由度分：按自由度分：F=2 差動輪系差動輪系n=3132H132H行星輪系行星輪系中心輪中心輪1 1、3 3均不固定均不固定特征：特征：Pl = =3Ph= =2F=3n- -2Pl - - Ph=33- -23- -2=1特征：特征：中心輪中心輪1 1或或3 3有一個固定有一個固定3 3、

4、分類分類：51 輪系及其分類 按自由度分：按自由度分：中心輪中心輪1固定（外齒輪）固定（外齒輪）F=1 行星輪系行星輪系中心輪中心輪3固定（內齒輪）固定（內齒輪） F=1 行星輪系行星輪系3 3、分類分類：51 輪系及其分類周轉輪系的判別112233HH若均不固定-差動輪系差動輪系有一個固定-行星輪系行星輪系不固定-差動輪系固定-行星輪系若12H1o51 輪系及其分類 按中心輪個數分按中心輪個數分： ( (基本構件基本構件) )2K-H2K-H中心輪用中心輪用K K，系桿用，系桿用H H 表示。表示。132H單排單排3 3、分類分類：51 齒輪系及其分類 按中心輪個數分按中心輪個數分：( (基

5、本構件基本構件) )中心輪用中心輪用K K，系桿用，系桿用HH表示。表示。23H122K-H2K-H雙排雙排3 3、分類分類：51 齒輪系及其分類 按中心輪個數分：按中心輪個數分：( (基本構件基本構件) )3K3K中心輪個數為中心輪個數為K K，系桿用，系桿用HH表示。表示。13224H3 3、分類分類：51 輪系及其分類51 輪系及其分類三、混合輪系和復合輪系三、混合輪系和復合輪系定軸輪系+周轉輪系混合輪系周轉輪系+周轉輪系復合輪系分隔29輪系的分類按軸線間的相對位置分按軸線是否固定定軸輪系周轉輪系混合輪系、混合輪系平面輪系空間輪系51 輪系及其分類從計算輪系的傳動比來看從計算輪系的傳動比

6、來看溫故知新輪系的分類按軸線間的相對位置分按軸線是否固定定軸輪系周轉輪系混合輪系、混合輪系平面輪系空間輪系52 定軸輪系的傳動比一、傳動比：一、傳動比：輸入軸與輸出軸角速度（轉速）之比。ABBABAABzznniBAAABBABABABzziABABzzi1、一對嚙合傳動齒輪的傳動比大小：2、一對嚙合傳動齒輪的轉向關系：52 定軸輪系的傳動比1233445求：i15122112zzi233223zzi344343zzi455454zzi5115i5443322154432312iiii45342312zzzzzzzz所有主動輪齒數之積到從所有從動輪齒數之積到從推廣：BABAiBAAB主從zz二

7、、舉例：二、舉例：52 定軸輪系的傳動比1233445主從zziBAAB討論討論每對齒輪的主、從關系是由AB的運動方向確定的；若AB兩軸線平行，iAB可用“ ”表示，“+”表示轉向相同，“”表示轉向相反；若AB兩軸線不平行，iAB則用箭頭表示；4534231215zzzzzzzzi對平面輪系，傳動比總有“ ”號，其符號可用箭頭法，也可用(-1)m確定，對空間輪系，只能用箭頭法確定轉向；輪2在傳動比式中不起作用，稱為“惰輪”。外嚙合次數；m53 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比如何求周轉輪系的傳動比如何求周轉輪系“定軸輪系”理論依據：各構件加各構件加“ - H H”繞繞O1123H1o1oHH1

8、H2H3前提條件： 保證各個構件之間的相對運動不變一、傳動比計算一、傳動比計算機構各構件加上同一角速度，各構件間的相對運動不變。設各構件轉動方向相同（轉化機構）5353 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比123H123H1o思 路：所有主動輪齒數之積到從所有從動輪齒數之積到從BABAiBAAB主從zz1233445溫故知新溫故知新定軸輪系的傳動比計算傳動比的大小計算傳動比的大小計算轉向關系的表示方轉向關系的表示方法法 若AB兩軸線平行，可用“ ”表示： “+”表示轉向相同 “”表示轉向相反 對平面平面輪系，傳動比總有“ ”號，其符號 可用箭頭法，也可用(-1)m確定， 對空間空間輪系，只能用箭頭

9、法確定轉向若AB兩軸線不平行，iAB則用箭頭用箭頭表示外嚙合次數；m周轉輪系“定軸輪系”理論依據：各構件加各構件加“ - H H”繞繞O1123H1o1oHH1H2H3前提條件： 保證各個構件之間的相對運動不變一、傳動比計算一、傳動比計算機構各構件加上同一角速度，各構件間的相對運動不變。設各構件轉動方向相同（轉化機構）5353 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比123H1o思 路：123H1o1o123H1oHH1H2H3構件構件轉化前（周轉輪系）轉化前（周轉輪系）轉化后（轉化后（“定軸輪系定軸輪系” ）123H機架機架1H1H223H3H0HHH3HHH2H1HH005353 周轉輪系的傳動比

10、周轉輪系的傳動比123H1o1o123H1oH1H2H3轉化機構的傳動比：Hi13HH31HH3113zz“”號表示在轉化機構中，輪1、輪3的轉向相反。主從通式：zziHBHAHBHAHABH1H3H22312zzzz5353 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比主從通式：zziHBHAHBHAHAB注意：注意： 轉化機構的角速比ABHABii 由轉化機構按定軸輪系計算方法求得。主從zz其中：“”僅表示轉化機構中各構件的相對轉向，而不是各 在 中，已知其二，可求其一；它們既包含大小又包含轉向，若已知的兩轉速轉向相同，同號值代入；否則異號值代入。求得的轉速方向與其符號相同的已知轉速方向一致。HBA、

11、5353 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比構件的真實轉向。 任何時候均不能直接在周轉輪系上用(-1)m或箭頭直接判 斷從動件的轉向 三軸線必須平行，否則不能應用上式。HBA、 當B=0時133113zziHHHHHHi2112HHAHABiAHi1HABAHii1 行星輪系HH225353 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比主從通式：zziHBHAHBHAHAB123H注意：注意：。，求，已知Hizz1319030123HHnn111311zziH430901HHHHHHHnnnnnni313131132132zzzz2132zzzzHn1Hn2Hn35353 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比例

12、例111 解：二、舉例二、舉例行星輪系1、H轉向相同。，求，1322199100101100Hizzzz1223H解：Hi11100100991011100001100001Hi1003z若10010010110011Hi10011001HiHHHHHnnnnnni3131132) 1(HHnnn012312zzzz2312zzzz2) 1(2312zzzz2) 1(213211zzzziH1、H轉向相同1、H轉向相反Hn1Hn3Hn25353 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比例例112 行星輪系，已知504030203221zzzz123H2解：解：HHHnnnni31132312zzzz

13、402050302001001HHnnrpm.nH6595求求 402050302001002HHnnrpm.nH22165與與n1、n3轉向相同轉向相同21 ）（Hn3Hn1Hn25353 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比，min/rnmin/rn20010031例例113 （1）當）當n1與與n3轉向相反時，轉向相反時， n3的大小和方向；的大小和方向；（2）當）當n1與與n3轉向相同時，轉向相同時， n3的大小和方向。的大小和方向。與與n n1 1轉向相反、轉向相反、與與n n3 3轉向相同轉向相同差動輪系差動輪系定軸輪系+周轉輪系混合輪系混合輪系周轉輪系+周轉輪系復合輪系復合輪系組合輪

14、系組合輪系5454 組合輪系的傳動比組合輪系的傳動比一、求解步驟一、求解步驟1、劃分輪系（關鍵）定軸輪系行星輪系2、分別建立各輪系的傳動比方程H223344225454 組合輪系的傳動比組合輪系的傳動比111、劃分輪系2、分別建立各輪系的傳動比方程3、找聯系條件，聯立求解22 nnHHiii2121)1 (2412zzzz32434242zzzznnnniHHH行星輪系：122112zznni定軸輪系：5454 組合輪系的傳動比組合輪系的傳動比定軸輪系行星輪系H212342421zziH二、輪系的劃分方法二、輪系的劃分方法1 1、先找行星輪（從這里入手）、先找行星輪（從這里入手）2 2、再找系

15、桿、再找系桿H H3 3、找中心輪、找中心輪與行星輪相嚙合，并且與系桿共軸線與行星輪相嚙合，并且與系桿共軸線軸線不固定的齒軸線不固定的齒輪輪支承行星輪，使行星輪支承行星輪，使行星輪作公轉運動（但不一定是桿狀）作公轉運動（但不一定是桿狀）5454 組合輪系的傳動比組合輪系的傳動比定軸輪系定軸輪系行星輪系行星輪系H2123412314H2為行星輪1、3為中心輪1、5為中心輪4為行星輪5為系桿H為系桿（3固定）1、2、3、5行星輪系行星輪系（1 、5均不固定）1、4、5、H 差動輪系5差動輪系劃分輪系從行星輪入手5454 組合輪系的傳動比組合輪系的傳動比例例114 21325351513zzzznn

16、nni41545151zzzznnnniHHH54 組合組合輪系的傳動比123234H5561、2、2、3-定軸輪系定軸輪系3、4、5、H-差動輪系差動輪系5、6-定軸輪系定軸輪系劃分輪系例例115電動卷揚機的減速器，已知各輪齒數及n1，求n5。122334512235差動輪系345定軸輪系34554 組合輪系的傳動比例例116解：1、劃分輪系差動輪系差動輪系定軸輪系定軸輪系1223345122353453455454 組合輪系的傳動比組合輪系的傳動比差動輪系差動輪系HHHnnnni311312zz2132zzzz定軸輪系定軸輪系5353nni435411zzzz）（35zz24.285115

17、nni聯系條件：聯系條件：335nnnnH，聯立求解：聯立求解：rpmn35.515與n1同向。11）（54 復合輪系的傳動比減速器，已知各輪齒數，求i1H；又若n1=1375r/min，求輸出軸H轉一周的時間T。11553324H24解：2、3、4、H2、11、55、4HHHnnnni42423423zzzz24zz211221zznni1212nzzn 51451414zzzznni154154nzzzzn設n1為順時針1nHHHnnnni4242HHnnzzzznnzz1455112124zz-差動輪系-定軸輪系2 n4nHn2Hn42n4nn2、n4轉向相反 n2、n4以異號代入 差動

18、輪系定軸輪系例例11754 復合輪系的傳動比11553324H24解：1n2n4n代入數據，計算得：198000011HHnni 當輸出軸H轉一圈時，輸入軸1轉1980000圈。min14401375198000019800001nTh24提問：nH的轉向nH為“+”號，表明其轉向與n2相同。nH為“+”號，表明其轉向與n1相同。例例117減速器，已知各輪齒數，求i1H；又若n1=1375r/min，求輸出軸H轉一周的時間T。54 復合輪系的傳動比 圖示輪系，已知：n1=1500rpm，z1=20，z2=z2=40，z4=20，z3=15，z3=30，z5=80，z7=15，z8=30，各輪均

19、為標準直齒輪，試求nH的大小與方向。1223346587Hn1解：劃分輪系6、7、8、H-差動輪系HHHnnnni866868zz56nn 1551nni2154zzzz38nn 1331nni213233zzzzzz81328762zzz60代入（） ：603031500281500HHnn解得 ：rpmnH3 .208負號表示與n6反向、與n8同向。例例118第 17 次課授課計劃 機械設計基礎 課程 環境本071-2 班級 09年 10月22日 章節名稱5-5輪系的應用第9章 機械零件設計概論9-1 機械零件設計概論9-2 機械零件的強度9-5機械制造常用材料及其選擇 教學內容1、輪系的

20、類型；2、定軸輪系傳動比；3、周轉輪系的組成； 4、周轉輪系的傳動比教學目的與 要 求1.掌握機械設計的設計依據、設計方法；2.零件強度校核計算；3.常用材料的選擇； 重 點1、機械零件許用應力計算；2、機械零件安全系數計算；難 點1、機械零件許用應力計算；2、機械零件安全系數計算；作 業P129：9-2；9-3；9-5；9-9教學手段多媒體參考資料機械設計基礎知識要點及習題解析 55 輪系的應用一、相距較遠的兩軸之間的傳動一、相距較遠的兩軸之間的傳動二、實現變速傳動二、實現變速傳動55 輪系的應用634152H55 輪系的應用55 輪系的應用車床走刀絲杠三星輪換向機構實現分路傳動實現分路傳動5