混合轮系传动比计算(课堂PPT)
《轮系及计算》课件
齿轮的几何参数
齿数：齿轮的 齿数是决定齿 轮传动比的重
要参数
模数：齿轮的 模数是决定齿 轮尺寸的重要
参数
齿距：齿轮的 齿距是决定齿 轮传动精度的
重要参数
齿形角：齿轮 的齿形角是决 定齿轮传动效 率的重要参数
齿轮的传动比
齿轮传动比：两个齿轮的齿数之比 传动比公式：i=n1/n2，其中i为传动比，n1和n2分别为主动轮和从动轮的齿数 传动比的作用：改变转速和扭矩 传动比的选择：根据实际需求选择合适的传动比，以实现预期的转速和扭矩
05 轮系的计算方法
齿轮的啮合关系
齿轮的啮合关系是指两个齿轮在传动过程中相互接触、相互啮合的状态。
齿轮的啮合关系可以分为直齿圆柱齿轮啮合、斜齿圆柱齿轮啮合、人字齿轮啮合等。
齿轮的啮合关系直接影响到传动的平稳性、效率和寿命。 齿轮的啮合关系可以通过计算齿轮的模数、齿数、压力角等参数来确定。
轮系的传动比计算
轮系的设计实例分析
实例一：自行车轮系设计 实例二：汽车传动轮系设计 实例三：工业机器人轮系设计 实例四：航空航天轮系设计 实例五：医疗设备轮系设计 实例六：家用电器轮系设计
感谢您的观看
汇报人：
06 轮系的设计与优化
齿轮的设计原则
齿形选择： 根据使用 环境和负 载选择合 适的齿形
齿数选择： 根据传动 比和转速 选择合适 的齿数
齿宽选择： 根据载荷 和强度要 求选择合 适的齿宽
齿距选择： 根据传动 精度和噪 音要求选 择合适的 齿距
齿面硬度： 根据使用 环境和载 荷选择合 适的齿面 硬度
04 轮系的工作原理
齿轮的工作原理
齿轮的组成：齿数、模数、齿 距、齿形等
齿轮的传动原理：通过啮合传 递动力和运动
机械工程基础教案课件-轮系、传动比计算-4
【新课讲授】：一、轮系的概念凡由两个以上的齿轮、摩擦轮、带轮或链轮等相互连接成一系统，并将一轴的动力传给其他轴，这样的传动系统称为轮系。
轮系中，最先转动的轮称主动轮；最后转动的轮称为末轮；二、轮系的应用及特点的种类按轮系传动时，各齿轮的几何轴线位置是否相对固定，轮系可分为定轴轮系、周转轮系和混合轮系三大类。
⒈定轴轮系：几何轴线位置均是相对固定的。
2.周转轮系运转时，周转轮系中至少有一个齿轮的几何轴线的位置是不固定的，而是绕另一个齿轮的固定轴线转动。
周转轮系分行星轮系与差动轮系两种。
行星轮系：至少有一个中心轮的转速为零，如视频。
差动轮系：中心轮转速都不为零。
3.混合轮系：在轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系。
三、轮系的应用及特点1.用于换向机构换向机构是用来改变从动轮转向的机构。
⒉用于变速机构变速机构是用来改变从动轮转速的机构。
⒊用作较远距离的传动采用轮系传动，可使其结构紧凑，并能进行远距离的传动。
4.获得很大的传动比5.可实现运动的合成与分解采用差动轮系可以将两个独立的回转运动合成为一个回转运动，也可将一个回转运动分解为两个独立的回转运动。
定轴轮系的传动比及相应计算一、定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比是指轮系中首末两轮的转速（或角速度）之比。
定轴轮系传动比的计算包括计算轮系传动比的大小和确定末轮的回转方向。
⒈定轴轮系传动比的计算定轴轮系传动比公式为：式中m —轮系中从轮1 到轮k 之间外啮合齿轮的对数。
3.定轴轮系齿轮传动中齿轮旋转方向的表示主从动轮的转向关系可用箭头标注法或“±”法确定。
3. 惰轮的应用在轮系中，既为前一级齿轮副中的从动轮，又为后一级齿轮副中的主动轮，这样的齿轮称为惰轮。
惰轮齿数的多少对轮系的总传动比没有影响，但却可以改变轮系中从动轮的回转方向。
二、定轴轮系传动比的应用1.计算轮系中任意齿轮的转速设轮系中首轮转速为n1，末轮转速为nk，由轮系的传动比计算式可知：例1 在如图12-2-2 所示的定轴轮系中，已知z1 = 30，z2 =40，z2′= 20，z3 = 40，z3′= 2，z4 = 20，齿轮1 的转速为n1 = 1 200 r/min，求蜗轮的转速n4。
轮系及其传动比计算
第八章 轮系及其传动比计算第四十八讲 齿轮系及其分类如图8—1所示，由一系列齿轮相互啮合而组成的传动系统简称轮系。
根据轮系中各齿轮运动形式的不同，轮系分类如下：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧==⎩⎨⎧成由几个周转轮系组合而和周转轮系混合而成或混合轮系：由定轴轮系）行星轮系（）差动轮系（周转轮系（轴有公转）空间定轴轮系平面定轴轮系定轴轮系（轴线固定）轮系12F F图8—1 图8—2 图8—3 定轴轮系中所有齿轮的轴线全部固定，若所有齿轮的轴线全部在同一平面或相互平行的平面内，则称为平面定轴轮系，如图8—1所示，若所有齿轮的轴线并不全部在同一平面或相互平行的平面内，则称为空间定轴轮系；若轮系中有一个或几个齿轮轴线的位置并不固定，而是绕着其它齿轮的固定轴线回转,如图8—2，8—3所示，则这种轮系称为周转轮系，其中绕着固定轴线回转的这种齿轮称为中心轮（或太阳轮），即绕自身轴线回转又绕着其它齿轮的固定轴线回转的齿轮称为行星轮，支撑行星轮的构 图8—4件称为系杆（或转臂或行星架），在周转轮系中，一般都以中心轮或系杆作为运动的输入或输出构件，常称其为周转轮系的基本构件；周转轮系还可按其所具有的自由度数目作进一步的划分；若周转轮系的自由度为２，则称其为差动轮系如图8—2所示，为了确定这种轮系的运动，须给定两个构件以独立运动规律，若周转轮系的自由度为１，如图8—3所示，则称其为行星轮系，为了确定这种轮系的运动，只须给定轮系中一个构件以独立运动规律即可；在各种实际机械中所用的轮系，往往既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或者由几部分周转轮系组成，这种复杂的轮系称为复合轮系如图8—4所示，该复合轮系可分为左边的周转轮系和右边的定轴轮系两部分。
第四十九讲 定轴轮系的传动比1、传动比大小的计算由前面齿轮机构的知识可知，一对齿轮：i 12 =ω1 /ω2 =z 2 /z 1对于齿轮系，设输入轴的角速度为ω1，输出轴的角速度为ωm ,按定义有：i 1m =ω1 /ωm当i 1m >1时为减速, i 1m <1时为增速。
《机械原理》 轮系的传动比
原周转轮系角速度
1 2
3
H
转化轮系中的角速度
1H 1 H 2H 2 H
3H 3 H
HH H H 0
2.传动比计算的基本思路与方法
根据定轴轮系传动比的公式，可写出转化轮系传动比
iH
13
i1H3
1H 3H
1 H 3 H
z2z3 z1 z 2
z3 z1
“－”号表示在转化机构中1H
z3 z1
2.2 周转轮系传动比的计算
1.周转轮系的组成与类型 2.传动比计算的基本思路与方法 3.注意事项 4.计算实例
例1 已知：双排外啮合行星轮系
z1 100, z2 101, z2 100, z3 99
求：传动比 iH1
解：
i1H3
1H
H 3
1 3
H H
z2 z3 z1 z2
第7章 轮系
1 轮系的类型 2 轮系的传动比 3 轮系的功能 4 轮系的设计 5 其他类型的行星传动简介
第7章 轮系
2 轮系的传动比
2.1 定轴轮系传动比的计算 2.2 周转轮系传动比的计算 2.3 混合轮系传动比的计算
2.1 定轴轮系传动比的计算
1.传动比大小的计算 2.主、从动轮转向关系的确定
只起改变方向作用
称为惰轮
定 轴 轮 系 的 传 动 比
所 有 从 动 轮 齿 数 的 连 乘积 所 有 主 动 轮 齿 数 的 连 乘积
2.1 定轴轮系传动比的计算
2 .传动比方向的确定
平面定轴轮系 所有齿轮均为直齿或斜齿圆柱齿轮，
可用(-1)m 来确定从动轮的转动方向。
m —— 外啮合的对数。
传动比为正,说明主、从动轮转向
轮系及传动比计算-精品课件
三、师生共研 难点突破
1、掌握传动路线，理解主动轮、从动轮
动力输出 Ⅲ
3 Ⅱ
1
动力输入 Ⅰ
4 2
例1 如图1所示轮系，分析该轮系传动路线。
Ⅰ
n1
Ⅱ
Ⅳ Ⅲ
Ⅴ
Ⅵ
n9
图1 轮系
解：该轮系传动路线为
2、传动比计算
轮系的传动比等于首轮与末轮的转速之比。
轮系的传动比：
即
i总
n首 n末
n1 n4
所有从动轮齿数的连乘积 所有主动轮齿数的连乘积
若以1表示首轮，以k轮表示末轮，外啮合的对数为m。 当结果为正，表示首末两轮回转方向相同。 当结果为负，表示首末两轮回转方向相反。
本式只适用于平行定轴轮系，有蜗杆和锥齿轮时不用（-1）的m次方
例2 如图2所示轮系，已知各齿轮齿数及n1转向， 求i19和判定n9转向。
n1
Ⅰ
Ⅱ
解：
即i19
(1)4
z3 z5 z7 z9 z1 z4 z6 z8
3
1 5
2 4
Ⅲ
Ⅳ6 轮回转方向相同。
四、学生展示 重点点拨
下图所示定轴轮系中，已知：n1=1440r/min,各齿轮齿数分别 为Z1=Z3=Z6=18, Z2=27, Z4=Z5=24, Z7=81,试求末轮7的转速n7, 并用箭头在图上标明各齿轮的回转方向。
n1
五、本课小结
定轴轮系的传动比：首末齿轮转速之比，等于轮系中各对啮 合齿轮传动比的连乘积。
i总
i1k
(1)m
各级齿轮副中从动齿轮 各级齿轮副中主动齿轮
齿数的连乘积 齿数的连乘积
本式只适用于定轴轮系中轴线平行的情况
i1k
第11章 混合轮系
第十一章 轮系及其设计
第四节 混合轮系传动比的计算
一、串联式混合轮系 二、封闭组合式混合轮系 三、叠加组合式混合轮系
混合轮系传动比计算步骤：
1.判别该轮系由几种轮系组成的，各轮系如何连接 2.列出各轮系的传动比计算式 3.根据各基本轮系间的连接关系，将各计算式联立
求解
第四节 混合轮系传动比的计算
一、串联式混合轮系
基本思路 前一个轮系的输出构件与后一基本轮系的输入构件固 接组合而成的混合轮系。 整个混合轮系传动比，等于所串联的各轮系传动比的 连乘积。
第四节 混合轮系传动比的计算
一、串联式混合轮系
例11－4
已知：各轮齿数，n1 = 300 r min 求：系杆H的转速nH的大小和转向 解：
= −4
3.联立求解 nH = −30 r min
第四节 混合轮系传动比的计算
一、串联式混合轮系
二、封闭组合式混合轮系
差动轮系的两个构件和自由度为1的轮系封闭联接，形成一个自 由度为1的混合轮系。 被联接的两个构件间始终保持一定的运动约束关系。 例11-5 已知：各轮齿数
z1 = 24, z2 = 52, z2′ = 21, z3 = 78, z3′ = 18, z4 = 30, z5 = 78
运动合成
iH
13
= n1H n3H
= n1 − nH n3 − nH
= − z3 z1
= −1
z1 = z3
nH = (n1 + n3 ) / 2
应用实例：机床、计算机构和补偿装置等。
第五节 轮系的功能及其应用
三、实现运动的合成与分解 运动分解
nH = (n1 + n3 ) / 2
轮系 ppt课件
19
§3 周转轮系传动比计算
6）周转轮系中带有锥齿轮时，公式右边不能用(-1)m判断正、 负号，只能用画虚箭头的方法判断。
i1H3nn13H H
n1nH n3nH
z2z3 z1z2'
3
2'
2
H
1
20
§3 周转轮系传动比计算
例-2 在图示行星轮系中，各轮齿数
z1=27,z2=17,z3=61。n1=6000 r/min ,求传动
iiii n nn nn nn n 1
2 2
1
3 '44 5 2
2 3
3 ' 4
5 4 z z1 2 z z2 3 z z3 4 ' z z4 5 '
i 15
n1 n5
转 化 前
转 化Байду номын сангаас后
17
§3 周转轮系传动比计算
三、 周转轮系的传动比
构件
原有转速
齿轮 1
n1
在转化轮系中的转速 （即相对于行星架 H 的转速）
n 1H= n 1-n H
齿轮 2
n2
n 2H= n 2-n H
齿轮 3
n3
n 3H= n 3-n H
机架 4
n4= 0
n 4H= n 4-n H
行星架 H
14
§3 周转轮系传动比计算
2、 据基本构件不同分类
2K-H型
3K型
15
§3 周转轮系传动比计算
思路： 把动轴齿轮 定轴齿轮
套用定轴轮系传动比 公式
方法：反转法
2
1H
3
周转轮系混合轮系传动比计算例题培训资料
解: iH1＝n H / n 1
i1H4＝(n 1 - n H )/ (n 4 - n H ) ＝1- n 1 / n H ＝-Z2Z4/Z1Z3
＝1- i1H
i1H ＝-(1-99x101/100x100)＝-1/10000
iH1＝n H / n 1 ＝1/i1H ＝-10000
传动比为负，表示行星架H与齿轮(chǐlún)1的转向 相反。
用画箭头法标出转化(zhuǎnhuà)轮系中各构件的转向关系，如
第二页，共4页。
例5: 如图所=0 ，n2= n2 `
i12
n1 n2
z2 z1
=-2
i1H = n1 /nH = -10
负号说明行星架H与齿轮1转向相反。
第四页，共4页。
负号表示行星(xíngxīng)架与齿轮1转向相反。
2.求n3
:(n3 =
H
i12
n2n)1- n H n 2- n H
Z2 Z1
n 2 = - 133 r/min = n3
负号表示轮3与齿轮(c第h三ǐ页，l共ú4页n。 )1转向相反。
混合轮系传动比的计算
先将混合轮系分解成基本周转轮系和定轴轮系，然后分 别列出传动比计算式，最后(zuìhòu)联立求解。
Z2=25, Z3=20, Z4=60,n1=200r/min,
n4=50r/min,且两太阳轮1、4转向相反。试
求行星(xíngxīng)架转速n H及行星(xíngxīng)
轮解转：速n3。
1.求n H i1H4
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混合轮系传动比计算
宇航十组
Ppt by 郭瑞科 陈磊 苏杰超 主讲 龙毅
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例题 5-1 在图中所示周转轮系中，已知各轮的齿数 为z1=30，z2=25,z2’=20,z3=75。齿轮1的转速为
210r/min（箭头向上），齿轮3的转速为54r/min（ 箭头向下），求行星架转速 的大小和方向。
.
6
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将w3,wH,代入式（a），得
1 -H
136
166
3
3 -H
，齿轮3与齿轮6的转向相反
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.
7
+
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例题5-4
如图所示为电动卷扬机的减速器，已知各轮齿数z1 =24，
z2 =48， z2’ =30， z3 =90， z3’ =20， z4 =30， z5 = 80
，试求传动比i1H 。
解：这是一个比较复杂的混合 轮系。由图可知，2-2’是行星轮， 与双联齿轮2-2’啮合的齿轮1和齿 轮3为中心轮，而支持行星齿轮 的为行星架5（H）。
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因此齿轮1、2-2’、3和5（H） 组成一个差动轮系，整个轮 系是由一个差动轮系中行星 架和中心轮3封闭起来的封 闭差动轮系。
解：由公式（5-3）知：
根据题意，齿轮1、3转向相 反，若假设 为正，则应 将以负值带入上式，得：
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解得：
因为 正号，可知 的转 向和 相同。
在已知 、 或 、 的情况下，利用公式（5-3） 还可容易地算出行星齿轮2的 转速 。
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解：轴线位置不固定的双联齿
轮2-2’是行星轮，与双联齿轮 2-2’啮合的齿轮1和3为中心轮， 而支持行星轮的为行星架H。 因此齿轮1，2-2’，3和H组成一 个差动轮系。由于轮系中再没 有其他的行星轮，所以其余的 齿轮6，1’-1’’，5-5’，4组成一 个定轴轮系。
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+ 其中w H =w 5 ，w3=w3’。对于定轴轮系有
z 80 3
5
i - -4 3'5
z 20 5
3'
对差动轮系
联立解得
i1 Hi3 1H 3 1- - HH H1zz1 2 zz 2 3 '31-2 4 4 83 9 0 0-6
正号表明行星架5与齿轮1的转向相同
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谢谢！
周转轮系转化轮系的传动比为
i1H3 1 3H H 1 3-- H Hzz1 2zz23' -3
式中，w1,wH由定轴轮系求得
11 '' 6zz1 6 ''66 20 01 36
H46 z z1 6 ''z z5 1 'z z5 4 ' 6 6 2 6 3 0 0 无4 4 0 0忧 P 5 5 P T1 6 整理6发布
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显然有
整理得：
带入已知数值（ 可求得： 其中负号表示的
、
）
转向与 相反
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例L题OGO5-3 在图示5-9所示轮系中，已知w6和各轮齿数 z1=50，z1’=30,z1’’=60,z2=30,z2’=20,z3=100，z4=45 ，z5=60，z5’=45，z6=20。求w3的大小和方向。