機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：第七章 輪系設(shè)計(jì)（修改）

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1、6 61 1 輪系的分類輪系的分類6 62 2 定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比計(jì)算計(jì)算6 63 3 周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)輪系輪系的傳動比計(jì)算的傳動比計(jì)算6 64 4 復(fù)合復(fù)合輪系輪系的傳動比計(jì)算的傳動比計(jì)算6 65 5 輪系輪系的功能的功能6 66 6 幾種特殊的行星齒輪傳動幾種特殊的行星齒輪傳動第六章第六章 輪輪 系系 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)6 61 輪系的分類輪系的分類定義：定義：由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)簡稱由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)簡稱輪系輪系本章要解決的問題：本章要解決的問題：輪系分類輪系分類周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系（軸有公轉(zhuǎn)）（軸有公轉(zhuǎn)）定軸輪系（軸線固定）定軸輪系（軸線固定）復(fù)合輪系復(fù)合輪系（兩者混合）（兩者

2、混合）差動輪系（差動輪系（F=2F=2）行星輪系（行星輪系（F=1F=1）1.1.輪系傳動比輪系傳動比 i 的計(jì)算的計(jì)算;2.2.從動輪轉(zhuǎn)向的判斷。從動輪轉(zhuǎn)向的判斷。平面定軸輪系平面定軸輪系空間定軸輪系空間定軸輪系6 62 定軸輪系的傳動比計(jì)算定軸輪系的傳動比計(jì)算一、傳動比大小的計(jì)算一、傳動比大小的計(jì)算 iab=a/b 強(qiáng)調(diào)下標(biāo)記法對對于于齒齒輪輪系系，設(shè)設(shè)首首輪輪的的角角速速度度為為a a，末末輪輪的的角角速速度為度為b b ,按定義有：按定義有：一對齒輪：一對齒輪：i12=1/2=z2/z1 可直接得出當(dāng)當(dāng)i iabab11時(shí)為減速時(shí)為減速,i iabab11時(shí)為增速。時(shí)為增速。所有從動輪

3、齒數(shù)的乘積所有從動輪齒數(shù)的乘積所有主動輪齒數(shù)的乘積所有主動輪齒數(shù)的乘積設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云22二、首、末輪轉(zhuǎn)向的確定二、首、末輪轉(zhuǎn)向的確定設(shè)輪系中有設(shè)輪系中有m m對外嚙合齒輪，則末輪轉(zhuǎn)向?yàn)閷ν鈬Ш淆X輪，則末輪轉(zhuǎn)向?yàn)?-1)(-1)m m 1 1)用用“”“”表表示示外嚙合齒輪：外嚙合齒輪：兩輪轉(zhuǎn)向相反，用兩輪轉(zhuǎn)向相反，用“”表示；表示；兩種方法：兩種方法：適用于平面定軸輪系（適用于平面定軸輪系（軸線平行，兩軸線平行，兩輪轉(zhuǎn)向不是相同就是相反輪轉(zhuǎn)向不是相同就是相反）。）。1 12 2內(nèi)嚙合齒輪：內(nèi)嚙合齒輪：兩輪轉(zhuǎn)向相同，用兩輪轉(zhuǎn)向相同，用“”表示。表示。2 2所有從動輪齒數(shù)的乘積所有從動輪

4、齒數(shù)的乘積所有主動輪齒數(shù)的乘積所有主動輪齒數(shù)的乘積iab(-1)(-1)m m 1pvp轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同每一對外齒輪反向一次考慮方向時(shí)有1 11vpp設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云121232)2)畫箭頭畫箭頭外嚙合時(shí)：外嚙合時(shí)：內(nèi)嚙合時(shí)：內(nèi)嚙合時(shí)：對于空間定軸輪系，只能用畫箭頭的方法來確定從對于空間定軸輪系，只能用畫箭頭的方法來確定從動輪的轉(zhuǎn)向。動輪的轉(zhuǎn)向。兩箭頭同時(shí)指向（或遠(yuǎn)離）嚙合點(diǎn)。兩箭頭同時(shí)指向（或遠(yuǎn)離）嚙合點(diǎn)。頭頭相對或尾尾相對。頭頭相對或尾尾相對。兩箭頭同向。兩箭頭同向。1 1)錐齒輪錐齒輪12設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云左左旋旋蝸蝸桿桿122 2)蝸輪蝸桿蝸輪

5、蝸桿伸出左手伸出右手右右旋旋蝸蝸桿桿21設(shè)計(jì)：潘存云Z1Z3Z4Z4Z5Z2Z3例例一一：已已知知圖圖示示輪輪系系中中各各輪輪齒數(shù)，求傳動比齒數(shù)，求傳動比 i15。齒齒輪輪2 2對對傳傳動動比比沒沒有有影影響響，但但能能改改變變從從動動輪輪的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向，稱為稱為過輪過輪或或中介輪中介輪。2.計(jì)算傳動比計(jì)算傳動比齒輪齒輪1、5 轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反解：解：1.1.先確定各齒輪的轉(zhuǎn)向先確定各齒輪的轉(zhuǎn)向過輪過輪z z1 1 z z2 2 z z3 3 z z4 4 z z2 2 z z3 3 z z4 4 z z5 5 =z z1 1 z z3 3 z z4 4 z z3 3 z z4 4 z z5 5

6、 =i15 =1/5設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云2H2H1313類型：類型：基本構(gòu)件基本構(gòu)件：太陽輪太陽輪(中心輪中心輪)、行星架、行星架(系桿或轉(zhuǎn)臂系桿或轉(zhuǎn)臂)。其它構(gòu)件：其它構(gòu)件：行星輪。行星輪。其運(yùn)動有自轉(zhuǎn)和繞中心輪的公轉(zhuǎn)，類似行星運(yùn)動，故得名。6 63 周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)輪系輪系的傳動比計(jì)算的傳動比計(jì)算2K-H2K-H型型3K3K型型H H1 13 32 2施加H H后系桿成為機(jī)架，原輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系由于輪2既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn),故不能直接求傳動比輪1、3和系桿作定軸轉(zhuǎn)動H H6.3.1 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比周轉(zhuǎn)輪系的傳動比 能否按照定軸輪系傳動比計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算？能否按照定軸輪系傳動比計(jì)算公

7、式進(jìn)行計(jì)算？截取北航課件行星輪系動畫，插入在此處。截取北航課件行星輪系動畫，插入在此處。w w H-w w H周轉(zhuǎn)輪系的周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系w w H-w w H=0假想定軸輪系假想定軸輪系“-”的意義？的意義？注：表達(dá)式中注：表達(dá)式中 w w1、w wn、w wH帶正負(fù)號的代數(shù)量。若帶正負(fù)號的代數(shù)量。若基基本構(gòu)件的本構(gòu)件的實(shí)際轉(zhuǎn)速方向相反，則實(shí)際轉(zhuǎn)速方向相反，則 w w 的正負(fù)號應(yīng)該不同。的正負(fù)號應(yīng)該不同。例例1：z1=15，z2=25，z2=20，z3=60求求：i1H？試判斷H為輸入構(gòu)件時(shí)，該輪系是減速還是增速？解：解：增速。增速。周轉(zhuǎn)輪系傳動比計(jì)算方法周轉(zhuǎn)輪系傳動

8、比計(jì)算方法周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)：假想的定軸輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)：假想的定軸輪系計(jì)算轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動比計(jì)算轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動比計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系傳動比計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系傳動比-w w H上角標(biāo)上角標(biāo) H正負(fù)號問題正負(fù)號問題例例2：z1=18，z2=36，z2=33，z3=90z4=87。求求：i14解：對于行星輪系1-2-3-H對于行星輪系4-2-2-3-H最后可得總傳動比 為例例3：z1=z2=48，z2=18,z3=24，w w1 1=250 rad/s=250 rad/s，w w3 3=100 rad/s=100 rad/s，方向如圖所示。求，方向如圖所示。求：w wH 2H231解：討論：能否用公式 表示齒輪

9、1和齒 輪2的關(guān)系？例二例二 2K2KH H 輪系中，輪系中，z z1 110,z10,z2 220,z20,z3 35050 輪輪3 3固定固定,求求i1H。2H13模型驗(yàn)證模型驗(yàn)證 i1H=6,小齒輪轉(zhuǎn)小齒輪轉(zhuǎn)6圈，圈，系桿轉(zhuǎn)系桿轉(zhuǎn)1圈，圈，且兩者轉(zhuǎn)向相同。且兩者轉(zhuǎn)向相同。設(shè)計(jì)：潘存云例三：例三：已知圖示輪系中已知圖示輪系中 z z1 14444，z z2 240,40,z z2 242,z42,z3 34242，求，求i iH1H1 解：解：i iH H1313(1 1-H H)/(0-)/(0-H H )404042/4442/444242 i i1H1H1-i1-iH H1313結(jié)論

10、結(jié)論：系桿轉(zhuǎn)系桿轉(zhuǎn)1111圈時(shí)，輪圈時(shí)，輪1 1同向轉(zhuǎn)同向轉(zhuǎn)1 1圈。圈。模型驗(yàn)證若若 Z Z1 1=100,z=100,z2 2=101,z=101,z2 2=100,z=100,z3 3=99=99。i i1H1H1-i1-iH H13131-1011-10199/10099/100100100結(jié)論：結(jié)論：系桿轉(zhuǎn)系桿轉(zhuǎn)1000010000圈時(shí)，輪圈時(shí)，輪1 1同向轉(zhuǎn)同向轉(zhuǎn)1 1圈。圈。=1-i=1-i1H1H(-1)(-1)2 2 z z2 2z z3 3/z/z1 1 z z2 210/11 10/11 i iH1H11/i1/i1H1H=11=11 i iH1H11000010000

11、1-10/111-10/11 1/11 1/11 1/10000,1/10000,Z2 Z2HZ1Z3模型驗(yàn)證模型驗(yàn)證設(shè)計(jì)：潘存云又若又若 Z Z1 1=100,z=100,z2 2=101,z=101,z2 2=100,z=100,z3 3100100，結(jié)論：結(jié)論：系桿轉(zhuǎn)系桿轉(zhuǎn)100100圈時(shí)，輪圈時(shí)，輪1 1反向轉(zhuǎn)反向轉(zhuǎn)1 1圈。圈。此例說明行星輪系中輸出軸的轉(zhuǎn)向，不僅與輸入軸的轉(zhuǎn)向有關(guān)，而且與各輪的齒數(shù)有關(guān)。本例中只將輪3增加了一個(gè)齒，輪1就反向旋轉(zhuǎn)，且傳動比發(fā)生巨大變化，這是行星輪系與定軸輪系不同的地方i i1H1H1-i1-iH H1H1H1-101/1001-101/100i iH

12、1H1-100 -100 1/100,1/100,Z2 Z2HZ1Z3設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云z z1 1z z2 2z z3 3例四：例四：已知馬鈴薯挖掘中：已知馬鈴薯挖掘中：z z1 1z z2 2z z3 3 ，求，求2 2，3 3 上式表明上式表明輪輪3 3的絕對角速度為的絕對角速度為0 0，但相對角速度不為，但相對角速度不為0 0。113 30 02 222H Hz z1 1z z3 3z z3 3z z1 1HH鐵鍬鐵鍬H HH H模型驗(yàn)證z z2 2z z2 2設(shè)計(jì)：潘存云H例五：例五：圖示圓錐齒輪組成的輪系中，已知：圖示圓錐齒輪組成的輪系中，已知：z z1 13333，z z2

13、 212,z12,z2 233,33,求求 i3H 解解:判別轉(zhuǎn)向判別轉(zhuǎn)向:強(qiáng)調(diào)：如果方向判斷不對，則會得出錯(cuò)誤的結(jié)論：30。提問：事實(shí)上，因角速度事實(shí)上，因角速度2 2是一個(gè)向量，它與牽連角速度是一個(gè)向量，它與牽連角速度H H和相對和相對角速度角速度H H2 2之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為：P P為絕對瞬心，故輪為絕對瞬心，故輪2 2中心速度為：中心速度為：V V2o2o=r=r2 2H H2 2 H H2 2H H r r1 1/r/r2 2z z1 1z z3 3i3H=2 系桿H轉(zhuǎn)一圈，齒輪3同向2圈=1不成立！不成立！Why?因兩者軸線不平行H H2 2 2 2H H又又 V V2o2

14、o=r=r1 1H H H H2 2H Hr r2 2r r1 1如何求？特別注意：特別注意：轉(zhuǎn)化輪系中兩齒輪軸線不平行時(shí)，不能直接計(jì)算！轉(zhuǎn)化輪系中兩齒輪軸線不平行時(shí)，不能直接計(jì)算！z z2 2oH H tg tg1 1 H H ctg ctg2 2 齒輪齒輪1 1、3 3方向相反方向相反p2 2=H H+H H2 2 2 22 21 164 復(fù)合復(fù)合輪系輪系的傳動比計(jì)算的傳動比計(jì)算除了上述基本輪系之外，工程實(shí)際中還大量采用混合輪系。將將復(fù)復(fù)合輪系分解為合輪系分解為基本輪系基本輪系，分別計(jì)算傳動比，然后分別計(jì)算傳動比，然后根據(jù)組合方式聯(lián)立求解。根據(jù)組合方式聯(lián)立求解。方法：方法：先找行星輪先找行

15、星輪混合輪系中可能有多個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，而混合輪系中可能有多個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，而一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系中至多只有三個(gè)中心輪。系中至多只有三個(gè)中心輪。剩余的就是定軸輪系。剩余的就是定軸輪系。傳動比求解思路：傳動比求解思路：輪系分解的關(guān)鍵是：輪系分解的關(guān)鍵是：將周轉(zhuǎn)輪系分離出來。將周轉(zhuǎn)輪系分離出來。系桿系桿（支承行星輪（支承行星輪)太陽輪太陽輪（與行星輪嚙合）（與行星輪嚙合）設(shè)計(jì)：潘存云A331254KB例六：例六：圖示為龍門刨床工作臺的變圖示為龍門刨床工作臺的變速機(jī)構(gòu)，速機(jī)構(gòu)，J J、K K為電磁制動器，設(shè)已為電磁制動器，設(shè)已知各輪的齒數(shù)，求知各輪的齒數(shù)，求J J、K K分別剎車時(shí)分別剎車時(shí)的傳動比

16、的傳動比i i1B1B。解解 1)1)剎住剎住J J時(shí)時(shí) 1 12 23 3為定軸輪系為定軸輪系定軸部分：定軸部分：i i13131 1/3 3周轉(zhuǎn)部分：周轉(zhuǎn)部分：i iB B3 35 5(3 3-B B)/(0-)/(0-B B)連接條件：連接條件：3 33 3聯(lián)立解得：聯(lián)立解得：B B5 54 43 3為周轉(zhuǎn)輪系為周轉(zhuǎn)輪系3 33 3將兩者連接將兩者連接-z-z3 3/z/z1 1=-z=-z5 5/z/z3 3 J設(shè)計(jì)：潘存云A331254KB2)2)剎住剎住K K時(shí)時(shí)A-1A-12 23 3為周轉(zhuǎn)輪系為周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系1 1：i A13(1-A)/(0-A)周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系2

17、2：i iB B3 35 5(3 3-B B)/()/(5 5-B B)連接條件：連接條件：5 5A A 聯(lián)立解得：聯(lián)立解得：總傳動比為兩個(gè)串聯(lián)周轉(zhuǎn)輪系的傳動比的乘積?？倐鲃颖葹閮蓚€(gè)串聯(lián)周轉(zhuǎn)輪系的傳動比的乘積。B B5 54 43 3為周轉(zhuǎn)輪系為周轉(zhuǎn)輪系5 5A A將兩將兩者連接者連接-z-z3 3/z/z1 1-z-z5 5/z/z3 3 i1A i5BJKB5A混合輪系的解題步驟：混合輪系的解題步驟：1)找出所有的基本輪系。找出所有的基本輪系。2)2)求各基本輪系的傳動比求各基本輪系的傳動比。3)根據(jù)各基本輪系之間的連接條件，聯(lián)立基本輪系的根據(jù)各基本輪系之間的連接條件，聯(lián)立基本輪系的 傳動

18、比方程組求解。傳動比方程組求解。關(guān)鍵是找出周轉(zhuǎn)輪系關(guān)鍵是找出周轉(zhuǎn)輪系!例：已知各輪齒數(shù)，求傳動比i1H1、分析輪系的組成 1，2，2，3定軸輪系 1，4，3，H周轉(zhuǎn)輪系 2、分別寫出各輪系的傳動比 定軸輪系：周轉(zhuǎn)輪系：3、找出輪系之間的運(yùn)動關(guān)系 4、聯(lián)立求解：作者：潘存云教授1265 輪系的功能輪系的功能1)獲得較大的傳動比獲得較大的傳動比，而且結(jié)構(gòu)緊湊。而且結(jié)構(gòu)緊湊。2)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)分路傳動分路傳動，如鐘表時(shí)分秒針；，如鐘表時(shí)分秒針；動畫：1路輸入6路輸出輪系的傳動比輪系的傳動比i i可達(dá)可達(dá)1000010000。實(shí)例比較一對齒輪一對齒輪:i8i8,i12=6結(jié)構(gòu)超大、小輪易壞結(jié)構(gòu)超大、小輪易壞

19、65 輪系的功能輪系的功能1)獲得較大的傳動比獲得較大的傳動比，而且結(jié)構(gòu)緊湊而且結(jié)構(gòu)緊湊。2)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)分路傳動分路傳動，如鐘表時(shí)分秒針；，如鐘表時(shí)分秒針；動畫：1路輸入6路輸出3)換向傳動換向傳動輪系的傳動比輪系的傳動比i i可達(dá)可達(dá)1000010000。實(shí)例比較一對齒輪一對齒輪:i8,i8,車床走刀絲杠三星輪換向機(jī)構(gòu)車床走刀絲杠三星輪換向機(jī)構(gòu)作者：潘存云教授作者：潘存云教授轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同65 輪系的功能輪系的功能1)獲得較大的傳動比獲得較大的傳動比，而且結(jié)構(gòu)緊湊。，而且結(jié)構(gòu)緊湊。2)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)分路傳動分路傳動，如鐘表時(shí)分秒針；，如鐘表時(shí)分秒針；動畫：1路輸入6路輸出3)換向傳

20、動換向傳動4)實(shí)現(xiàn)變速傳動實(shí)現(xiàn)變速傳動輪系的傳動比輪系的傳動比i i可達(dá)可達(dá)1000010000。實(shí)例比較一對齒輪一對齒輪:i8,i8,作者：潘存云教授作者：潘存云教授設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云移動雙聯(lián)齒輪移動雙聯(lián)齒輪使不同使不同齒數(shù)的齒輪進(jìn)入嚙合齒數(shù)的齒輪進(jìn)入嚙合可改變輸出軸的轉(zhuǎn)速。可改變輸出軸的轉(zhuǎn)速。5)運(yùn)動合成運(yùn)動合成加減法運(yùn)算65 輪系的功能輪系的功能1)獲得較大的傳動比獲得較大的傳動比，而且結(jié)構(gòu)緊湊。而且結(jié)構(gòu)緊湊。2)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)分路傳動分路傳動，如鐘表時(shí)分秒針；，如鐘表時(shí)分秒針；動畫：1路輸入6路輸出3)換向傳動換向傳動4)實(shí)現(xiàn)變速傳動實(shí)現(xiàn)變速傳動輪系的傳動比輪系的傳動比i i可達(dá)可達(dá)1

21、000010000。實(shí)例比較一對齒輪一對齒輪:i8,i8,作者：潘存云教授123H=1圖示行星輪系中：圖示行星輪系中：Z1=Z2=Z3nH=(n1+n3)/2結(jié)論：結(jié)論：行星架的轉(zhuǎn)速是輪行星架的轉(zhuǎn)速是輪1、3轉(zhuǎn)速的合成。轉(zhuǎn)速的合成。5)運(yùn)動合成運(yùn)動合成加減法運(yùn)算6)運(yùn)動分解運(yùn)動分解汽車差速器6 65 輪系的功能輪系的功能1)獲得較大的傳動比獲得較大的傳動比，而且結(jié)構(gòu)緊湊。而且結(jié)構(gòu)緊湊。2)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)分路傳動分路傳動，如鐘表時(shí)分秒針；，如鐘表時(shí)分秒針；動畫：1路輸入6路輸出3)換向傳動換向傳動4)實(shí)現(xiàn)變速傳動實(shí)現(xiàn)變速傳動輪系的傳動比輪系的傳動比i i可達(dá)可達(dá)1000010000。實(shí)例比較一對齒輪一

22、對齒輪:i8,i8,作者：潘存云教授作者：潘存云教授=1圖示為汽車差速器，圖示為汽車差速器，n1=n3 當(dāng)汽車走直線時(shí)，若不打滑：當(dāng)汽車走直線時(shí)，若不打滑：225差速器差速器分析組成及運(yùn)動傳遞汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車體將以汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車體將以繞繞P點(diǎn)旋轉(zhuǎn)：點(diǎn)旋轉(zhuǎn)：2Lv1v3V1=(r-L)V3=(r+L)兩者之間 有何關(guān)系呢n1/n3=V1/V3r轉(zhuǎn)彎半徑，轉(zhuǎn)彎半徑，該輪系根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑大小自動分解該輪系根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑大小自動分解nH使使n1、n3符合轉(zhuǎn)彎的要求符合轉(zhuǎn)彎的要求=(r-L)/(r+L)2L輪距輪距13r式中行星架的轉(zhuǎn)速式中行星架的轉(zhuǎn)速nH由發(fā)動機(jī)提供，由發(fā)動機(jī)提供，為已知僅由該式無法確定兩后

23、輪的轉(zhuǎn)速,還需要其它約束條件。其中：其中：Z1=Z3，nH=n4PH45)運(yùn)動合成運(yùn)動合成加減法運(yùn)算6)運(yùn)動分解運(yùn)動分解汽車差速器7)在尺寸及重量較小時(shí)，實(shí)現(xiàn)在尺寸及重量較小時(shí)，實(shí)現(xiàn) 大功率傳動大功率傳動65 輪系的功能輪系的功能1)獲得較大的傳動比獲得較大的傳動比，而且結(jié)構(gòu)緊湊。而且結(jié)構(gòu)緊湊。2)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)分路傳動分路傳動，如鐘表時(shí)分秒針；，如鐘表時(shí)分秒針；動畫：1路輸入6路輸出3)換向傳動換向傳動4)實(shí)現(xiàn)變速傳動實(shí)現(xiàn)變速傳動輪系的傳動比輪系的傳動比i i可達(dá)可達(dá)1000010000。實(shí)例比較一對齒輪一對齒輪:i8,i8,共有以上七個(gè)方面公用作者：潘存云教授作者：潘存云教授作者：潘存云教授某型

24、號渦輪螺旋槳航空發(fā)動機(jī)主減外形尺寸僅為某型號渦輪螺旋槳航空發(fā)動機(jī)主減外形尺寸僅為430430 mmmm，采用，采用4 4個(gè)行星輪和個(gè)行星輪和6 6個(gè)中間輪個(gè)中間輪.z4z5z6傳遞功率達(dá)到：傳遞功率達(dá)到：2850kw2850kw，i i1H1H11.4511.45。z3z1z2z1z2z3z4z5z611116 6 行星輪系的機(jī)械效率（略）行星輪系的機(jī)械效率（略）輪系的用途：輪系的用途：減速器、增速器、變速器、換向機(jī)構(gòu)。減速器、增速器、變速器、換向機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)：潘存云6 66 6 幾種特殊的行星齒輪傳動幾種特殊的行星齒輪傳動 在在2K-H2K-H行星輪系中，去掉小中心輪，將行星輪加行星輪系中，去

25、掉小中心輪，將行星輪加大使與中心輪的齒數(shù)差大使與中心輪的齒數(shù)差z z2 2-z-z1 11 14 4，稱為少齒差傳動。稱為少齒差傳動。傳動比為：傳動比為：若若z z2 2-z-z1 11(1(稱為一齒差傳動稱為一齒差傳動)，z z1 1100100，則，則i iH1H1100100。輸入軸轉(zhuǎn)100圈，輸出軸只反向轉(zhuǎn)一圈。可知這種少齒數(shù)差傳動機(jī)構(gòu)可獲得很大的單級傳動比。輸出機(jī)構(gòu)輸出機(jī)構(gòu)V 系桿為主動，輸出行星輪的運(yùn)動。由于行星輪作系桿為主動，輸出行星輪的運(yùn)動。由于行星輪作平面運(yùn)動，故應(yīng)增加一運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)平面運(yùn)動，故應(yīng)增加一運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)V V。12iH1=1/i1H=-z1/(z2-z1)稱此種行

26、星輪系為稱此種行星輪系為:K-H-VK-H-V型。型。設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云工程上廣泛采用的是孔銷式輸出機(jī)構(gòu)工程上廣泛采用的是孔銷式輸出機(jī)構(gòu)圖示輸出機(jī)構(gòu)為雙萬向聯(lián)軸節(jié)，不僅軸向尺寸大，而且不適用于有兩個(gè)行星輪的場合。12當(dāng)滿足條件：當(dāng)滿足條件：銷孔和銷軸始終保持接觸。銷孔和銷軸始終保持接觸。四個(gè)圓心的連線構(gòu)成四個(gè)圓心的連線構(gòu)成:平行四邊形。平行四邊形。dh=ds+2aadhds根據(jù)齒廓曲線的不同，目前工程上有兩種結(jié)構(gòu)的減速器，即漸開線少齒差行星和擺線針輪減速器。不實(shí)用不實(shí)用!結(jié)構(gòu)如圖 ohoso1o2一、一、漸開線漸開線少齒差行星齒輪傳動少齒差行星齒輪傳動其齒廓曲線為普通的漸開線，齒數(shù)差一般

27、為其齒廓曲線為普通的漸開線，齒數(shù)差一般為z z2 2-z-z1 1=1=14 4。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動比大，一級減速傳動比大，一級減速i1H可達(dá)可達(dá)135135，二級可達(dá)，二級可達(dá)10001000以上。以上。結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕。與同樣傳動比和同樣結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕。與同樣傳動比和同樣 功率的普通齒輪減速器相比，重量可減輕功率的普通齒輪減速器相比，重量可減輕1/31/3以上。以上。加工簡單，裝配方便。加工簡單，裝配方便。效率較高。一級減速效率較高。一級減速0.80.80.94,0.94,比蝸桿傳動高。比蝸桿傳動高。由于上述優(yōu)點(diǎn)，使其獲得了廣泛的應(yīng)用缺點(diǎn)缺點(diǎn)：只能采用正變位齒輪傳動，設(shè)計(jì)較

28、復(fù)雜。只能采用正變位齒輪傳動，設(shè)計(jì)較復(fù)雜。存在重疊干涉現(xiàn)象傳遞功率不大，傳遞功率不大，N45KWN45KW。受輸出機(jī)構(gòu)限制徑向分力大，行星輪軸承容易損壞。徑向分力大，行星輪軸承容易損壞。大設(shè)計(jì)：潘存云二、二、擺線針輪傳動擺線針輪傳動結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：行星輪齒廓曲線為擺線行星輪齒廓曲線為擺線(稱擺線輪稱擺線輪)，固定輪采用，固定輪采用針輪針輪。擺線輪擺線輪銷軸銷軸當(dāng)滿足條件：當(dāng)滿足條件：dh=ds+2a銷軸套銷軸套dsdhO1齒數(shù)差為齒數(shù)差為:z z2 2-z-z1 1=1=1a銷孔和銷軸始終保持銷孔和銷軸始終保持接觸，四個(gè)圓心的連接觸，四個(gè)圓心的連線構(gòu)成一平行四邊形。線構(gòu)成一平行四邊形。針輪

29、針輪O2針齒套針齒套針齒銷針齒銷設(shè)計(jì)：潘存云r2r22發(fā)生圓發(fā)生圓外擺線：外擺線：發(fā)生圓發(fā)生圓2 2在導(dǎo)圓在導(dǎo)圓1 1(r r1 1rr2 2)上作純上作純滾動時(shí)，發(fā)生圓上點(diǎn)滾動時(shí)，發(fā)生圓上點(diǎn)P P的軌跡。的軌跡。齒廓曲線的形成齒廓曲線的形成p3p4p2外擺線外擺線1導(dǎo)圓導(dǎo)圓r1p1 p5設(shè)計(jì)：潘存云a短幅外擺線：短幅外擺線：發(fā)生圓在導(dǎo)圓上作純滾發(fā)生圓在導(dǎo)圓上作純滾動時(shí)，與發(fā)生圓上固聯(lián)動時(shí)，與發(fā)生圓上固聯(lián)一點(diǎn)一點(diǎn)M M的軌跡。的軌跡。齒廓曲線：齒廓曲線：短幅外擺線的內(nèi)側(cè)等短幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距線距線(針齒的包絡(luò)線針齒的包絡(luò)線)。短幅外擺線短幅外擺線齒廓曲線齒廓曲線12r2p4p5BAr1p1p2

30、p3導(dǎo)圓導(dǎo)圓發(fā)生圓發(fā)生圓M2o2M3o3o4M4o5M5M1o1c1c5外擺線：外擺線：發(fā)生圓發(fā)生圓2 2在導(dǎo)圓在導(dǎo)圓1 1(r r1 1rr2 2)上作純滾動時(shí)，上作純滾動時(shí)，發(fā)生圓上點(diǎn)發(fā)生圓上點(diǎn)P P的軌跡。的軌跡。齒廓曲線的形成齒廓曲線的形成優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動比大，一級減速傳動比大，一級減速i i1H1H可達(dá)可達(dá)135135，二級可達(dá)，二級可達(dá)10001000以上。以上。結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕。與同樣傳動比和同樣結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕。與同樣傳動比和同樣功率的普通齒輪減速器相比，重量可減輕功率的普通齒輪減速器相比，重量可減輕1/31/3以上。以上。加工簡單，裝配方便。加工簡單，裝配方便

31、。效率較高。一級減速效率較高。一級減速0.80.80.94,0.94,比蝸桿傳比蝸桿傳動高。動高。設(shè)計(jì)：潘存云三、諧波齒輪傳動三、諧波齒輪傳動組成組成:剛輪剛輪(固定固定)、柔輪柔輪(輸出輸出)、波發(fā)生器波發(fā)生器(主動主動)。剛輪剛輪柔輪柔輪波發(fā)生器波發(fā)生器設(shè)計(jì)：潘存云嚙合嚙合嚙合嚙合工作原理工作原理：當(dāng)波發(fā)生器旋轉(zhuǎn)時(shí)，迫使柔輪由圓變形為橢圓，使長當(dāng)波發(fā)生器旋轉(zhuǎn)時(shí)，迫使柔輪由圓變形為橢圓，使長軸兩端附近的齒進(jìn)入嚙合狀態(tài)，而端軸附近的齒則脫開，其余不軸兩端附近的齒進(jìn)入嚙合狀態(tài)，而端軸附近的齒則脫開，其余不同區(qū)段上的齒有的處于逐漸嚙入狀態(tài)，而有的處于逐漸嚙出狀態(tài)。同區(qū)段上的齒有的處于逐漸嚙入狀態(tài)，

32、而有的處于逐漸嚙出狀態(tài)。波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動時(shí)，柔輪的變形部位也隨之轉(zhuǎn)動，使輪齒依次波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動時(shí)，柔輪的變形部位也隨之轉(zhuǎn)動，使輪齒依次進(jìn)入嚙合，然后又依次退出嚙合，從而實(shí)現(xiàn)嚙合傳動。進(jìn)入嚙合，然后又依次退出嚙合，從而實(shí)現(xiàn)嚙合傳動。在傳動過程中柔輪的彈性變形近似于諧波，故取名為諧波傳動。剛輪剛輪柔輪柔輪波發(fā)生器波發(fā)生器嚙出嚙出嚙入嚙入脫開脫開脫開脫開 設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云剛輪剛輪優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動比大，單級減速傳動比大，單級減速i i1H1H可達(dá)可達(dá)5050500500；同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，承載能力高；同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，承載能力高；傳動平穩(wěn)、傳動精度高、磨損小；傳動平穩(wěn)、傳動精度高、磨損?。辉诖髠鲃颖认?，仍有較高的機(jī)械效率；在大傳動比下，仍有較高的機(jī)械效率；類型類型：雙波傳動、雙波傳動、三波傳動三波傳動零件數(shù)量少、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊；零件數(shù)量少、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：啟動力矩較大、柔輪容易發(fā)生疲勞損壞、發(fā)熱嚴(yán)重。啟動力矩較大、柔輪容易發(fā)生疲勞損壞、發(fā)熱嚴(yán)重。轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)一圈，柔輪變形兩次，并反向轉(zhuǎn)兩個(gè)齒。轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)一圈，柔輪變形三次，反向轉(zhuǎn)三個(gè)齒。轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臂柔輪柔輪滾輪滾輪滾輪滾輪