綜合輪系實驗臺的設(shè)計

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大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 1 頁 共 51 頁大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 2 頁 共 51 頁畢業(yè)設(shè)計說明書綜合輪系實驗臺的設(shè)計學生姓名： 學號： 學 院： 機械工程與自動化學院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 指導教師： 年 月機械工程與自動化學院大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 3 頁 共 51 頁設(shè)計綜合輪系實驗臺摘 要由于輪系在其結(jié)構(gòu)和運動形式上的復(fù)雜性，使得同學們在理解和掌握該部分內(nèi)容時非常困難。針對同學們的這一困惑設(shè)計了一種有利于同學們學習的輪系綜合實驗臺。本輪系綜合實驗臺結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，并且可以在保證基本結(jié)構(gòu)不變的情況下，只進行簡單的拆裝就可以組成所需要的輪系，從而把定軸輪系、行星輪系、差動輪系、復(fù)合輪系和空間輪系分別與支架構(gòu)成一個齒輪系統(tǒng)。在該實驗臺上可以安裝他們自己設(shè)計的輪系，進行實驗。使同學們能更好的學習和了解各種輪系的結(jié)構(gòu)特點和傳動特性。關(guān)鍵詞：輪系；實驗臺；設(shè)計大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 4 頁 共 51 頁Design for the Comprehensive Gear TrainsLaboratory Bench AbstractBecause of the Gear Trains at their structure and sport format complexity, it is difficult for students to understand and grasp the content . The author has designed a kind of a Gear Trains which is favorable to this puzzlement of the students. This laboratory bench of Gear Trains has many advantages, Such as simple structure, easy operation and so on . Therefore , students just need to change few parts, it can be easily realized the needed Gear Trains on basis of keeping its basis structure. It can be realized the installment of Ordinary Gear Trains, Epicyclic Gear Trains, Compound Gear Trains and Space Gear Trains. Students can install Gear Trains designed by themselves and experiment with its. It is good for students to study and understand the structure features and drive features. Key words: gear trains; laboratory bench; design目 錄 1 緒論 12 本設(shè)計的意義 32.1 輪系的應(yīng)用 2.2 輪系實驗臺的特點分析 2.3 本設(shè)計的意義 3 機械運動方案設(shè)計 3.1 機械現(xiàn)代設(shè)計方法簡介 大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 5 頁 共 51 頁3.2 總功能分析 73.3 基本概念3.4 定軸輪系傳動比及設(shè)計要點 3.4.1 平面定軸輪系的傳動比 3.4.2 定軸輪系設(shè)計要點 3.5 周轉(zhuǎn)輪系傳動比及設(shè)計要 3.5.1 周轉(zhuǎn)輪系的分類 3.5.2 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比 3.5.3 行星輪系的設(shè)計要點 3.6 復(fù)合輪系的傳動比 3.7 確定運動方案 3.8 齒輪的確定及計算 4 零件圖的確定 4.1 外嚙合齒輪零件圖的確定4.2 內(nèi)嚙合齒輪零件圖的確定 4.3 輸入軸零件圖的確定 4.3.1 輸入軸設(shè)計的主要問題 4.3.2 輸入軸的設(shè)計 4.3.3 軸承的選擇4.3.4 設(shè)備中的潤滑 4.4 支承架零件圖的確定5 部件圖的確定 5.1 定軸輪系部件圖的確定 5.2 差動輪系部件圖的確定 5.3 行星輪系部件圖的確定 5.4 復(fù)合輪系部件圖的確定 5.5 通用底座部件圖的確定 6 裝配圖的確定 6.1 定軸輪系裝配圖的確定大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 6 頁 共 51 頁6.2 差動輪系裝配圖的確定 6.3 行星輪系裝配圖的確定6.4 復(fù)合輪系裝配圖的確定 結(jié)論附錄 參考文獻致謝 緒 論18 世 紀 下 半 葉 第 一 次 工 業(yè) 革 命 促 進 了 機 械 工 程 學 科 的 迅 速 發(fā) 展 ， 促 使機 械 原 理 在 原 來 的 機 械 力 學 基 礎(chǔ) 上 發(fā) 展 成 為 一 門 獨 立 的 學 科 ， 它 對 傳 統(tǒng) 形式 的 機 械 的 結(jié) 構(gòu) 和 性 能 的 完 善 起 了 很 大 的 推 動 作 用 。 隨 著 科 學 技 術(shù) 的 飛 躍發(fā) 展 ， 當 今 世 界 又 在 經(jīng) 歷 一 場 新 的 產(chǎn) 業(yè) 革 命 ， 現(xiàn) 代 機 械 的 概 念 已 大 大 不 同于 19 世 紀 機 械 的 概 念 ， 其 特 征 是 具 有 計 算 機 信 息 處 理 和 控 制 手 段 。 因 此 ，現(xiàn) 代 機 械 的 工 作 原 理 、 結(jié) 構(gòu) 組 成 、 設(shè) 計 思 維 方 式 已 大 大 不 同 于 傳 統(tǒng) 的 機 器 ，促 進 了 機 械 原 理 學 科 發(fā) 生 廣 泛 、 深 刻 和 質(zhì) 的 變 化 ， 這 就 要 求 機 械 原 理 課 程的 體 系 和 內(nèi) 容 作 出 與 之 適 應(yīng) 的 改 革 。21 世 紀 機 械 產(chǎn) 品 的 國 際 競 爭 將 愈 來 愈 劇 烈 ， 要 求 機 械 產(chǎn) 品 不 斷 創(chuàng) 新 ，努 力 提 高 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 ， 完 善 改 進 機 械 性 能 ， 滿 足 市 場 需 要 。 這 是 每 一 個 機 械設(shè) 計 人 員 的 責 任 ， 也 是 機 械 學 學 科 的 研 究 內(nèi) 容 。 開 發(fā) 新 產(chǎn) 品 ， 設(shè) 計 要 先 行 。不 少 專 家 認 為 ， 一 個 產(chǎn) 品 的 好 壞 ， 關(guān) 鍵 在 于 設(shè) 計 。 機 械 產(chǎn) 品 設(shè) 計 又 可 分 為兩 個 階 段 ： 機 械 產(chǎn) 品 的 概 念 設(shè) 計 （ Conceptual Design） 和 機 械 產(chǎn) 品 的 構(gòu)形 設(shè) 計 （ Configuration Design） 。 概 念 設(shè) 計 是 決 定 機 械 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 水 平 的 高低 、 性 能 的 優(yōu) 劣 和 經(jīng) 濟 效 益 好 壞 的 關(guān) 鍵 性 一 步 。 機 械 原 理 的 重 要 任 務(wù) 應(yīng) 是進 行 機 械 運 動 方 案 的 構(gòu) 思 、 各 個 執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 類 型 和 尺 度 綜 合 等 。 這 些 內(nèi) 容是 機 械 產(chǎn) 品 概 念 設(shè) 計 中 不 可 缺 少 的 部 分 。 機 械 原 理 課 程 應(yīng) 緊 密 結(jié) 合 機 械 產(chǎn)品 概 念 設(shè) 計 需 要 ， 充 實 機 構(gòu) 創(chuàng) 新 設(shè) 計 內(nèi) 容 ， 加 強 機 構(gòu) 系 統(tǒng) 設(shè) 計 原 理 和 方 法的 闡 述 ， 這 不 但 是 適 應(yīng) 21 世 紀 機 械 產(chǎn) 品 市 場 競 爭 的 需 要 ， 也 是 機 械 原 理大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 7 頁 共 51 頁課 程 體 系 、 內(nèi) 容 改 革 應(yīng) 該 遵 循 的 方 向 。在 世 界 正 面 臨 著 新 技 術(shù) 革 命 的 嚴 重 挑 戰(zhàn) 時 ， 教 育 首 當 其 沖 ， 信 息 化 時 代的 到 來 和 新 的 人 才 觀 念 的 轉(zhuǎn) 變 ， 教 育 改 革 勢 在 必 行 。 其 中 使 教 育 方 法 和 教學 手 段 更 有 效 的 有 利 于 提 高 實 用 性 教 育 成 為 教 育 改 革 的 主 要 目 標 之 一 。 國內(nèi) 的 教 育 體 制 正 在 不 斷 的 經(jīng) 受 考 驗 ， 以 前 的 應(yīng) 試 教 育 和 純 理 論 的 教 育 受 到國 外 的 應(yīng) 用 型 教 育 的 影 響 也 不 斷 的 改 革 創(chuàng) 新 。 綜 合 性 的 實 驗 臺 就 是 在 這 種條 件 下 產(chǎn) 生 的 ， 國 內(nèi) 外 各 種 綜 合 性 的 實 驗 臺 相 繼 產(chǎn) 生 。 研 究 輪 系 的 實 驗 裝置 也 在 這 種 情 況 的 促 進 下 不 斷 的 發(fā) 展 變 化 著 ， 由 最 初 的 簡 單 的 理 論 的 講 解到 簡 單 的 平 面 輪 系 的 實 驗 板 到 有 復(fù) 雜 機 構(gòu) 的 輪 系 綜 合 實 裝 置 ， 這 些 實 驗 裝置 使 人 們 更 好 的 將 理 論 的 知 識 直 觀 化 了 。本 設(shè) 計 的 目 的 是 針 對 我 校 使 用 的 是 “面 向 21 世 紀 課 程 教 材 由 鄒 慧君 傅 祥 志 張 春 林 李 杞 儀 主 編 的 機 械 原 理 ”， 設(shè) 計 出 一 臺 能 夠 彌 補傳 統(tǒng) 的 輪 系 實 驗 裝 置 不 能 直 觀 的 看 到 各 級 傳 動 且 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 和 不 能 很 好 的 將其 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 清 楚 地 展 示 的 缺 點 ， 而 且 結(jié) 構(gòu) 簡 單 在 保 證 基 本 結(jié) 構(gòu) 不 變 的 情 況下 ， 只 進 行 簡 單 的 通 用 件 的 拆 裝 就 可 以 組 成 所 需 要 的 輪 系 。 從 而 把 定 軸 輪系 、 行 星 輪 系 、 差 動 輪 系 、 復(fù) 合 輪 系 分 別 和 支 架 構(gòu) 成 一 個 齒 輪 傳 動 系 統(tǒng) ，學 生 在 該 實 驗 臺 上 可 以 組 裝 自 己 設(shè) 計 的 輪 系 進 行 實 驗 能 夠 更 加 直 觀 的 了 解各 種 輪 系 在 實 際 生 產(chǎn) 和 生 活 中 的 應(yīng) 用 ， 從 而 開 發(fā) 他 們 的 視 野 ， 提 高 他 們 的設(shè) 計 思 維 能 力 、 動 手 能 力 、 創(chuàng) 新 能 力 為 他 們 能 夠 更 好 的 掌 握 書 本 知 識 奠 定必 不 可 少 的 基 礎(chǔ) 。大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 8 頁 共 51 頁 本設(shè)計的意義. 輪 系 的 應(yīng) 用隨 著 科 學 技 術(shù) 的 飛 速 發(fā) 展 ， 現(xiàn) 代 機 械 的 工 作 原 理 、 結(jié) 構(gòu) 組 成 、 設(shè) 計 思 維方 式 已 大 大 不 同 于 傳 統(tǒng) 的 機 器 ， 各 種 傳 動 機 構(gòu) 在 機 器 中 的 應(yīng) 用 也 越 來 越 多 ，在 眾 多 的 傳 動 機 構(gòu) 中 輪 系 的 優(yōu) 越 性 變 的 越 來 越 突 出 。 輪 系 在 工 業(yè) 、 軍 事 、航 空 航 天 以 及 生 活 中 都 有 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 近 年 來 由 于 齒 輪 制 造 技 術(shù) 的 迅 速 發(fā)展 ， 加 工 精 度 的 不 斷 提 高 ， 齒 輪 的 應(yīng) 用 范 圍 更 加 擴 大 。 因 此 齒 輪 在 機 械 制造 業(yè) 中 的 重 要 性 就 更 為 顯 著 。輪 系 在 應(yīng) 用 中 主 要 實 現(xiàn) 的 功 能 有 以 下 幾 點 ：（ ） 實 現(xiàn) 分 路 傳 動 利 用 輪 系 ， 可 以 將 主 動 軸 上 的 運 動 傳 遞 給 若 干個 從 動 軸 ， 實 現(xiàn) 分 路 傳 動 。（ ） 獲 得 較 大 的 傳 動 比 ， 而 且 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 。 一 對 外 嚙 合 圓 柱 齒 輪傳 動 ， 其 傳 動 比 一 般 可 為 =5-7。 但 是 行 星 輪 系 傳 動 比 可 達 =10000,i i而 且 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 。（ ） 實 現(xiàn) 準 確 傳 動 。（ ） 實 現(xiàn) 換 向 傳 動 。（ ） 在 尺 寸 和 重 量 較 小 時 ， 實 現(xiàn) 大 功 率 傳 動 。（ ） 實 現(xiàn) 運 動 的 合 成 和 分 解 。 廣 泛 應(yīng) 用 于 機 床 等 機 械 調(diào) 整 和 補償 之 中 。大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 9 頁 共 51 頁. 輪 系 實 驗 臺 的 特 點 分 析與 時 俱 進 ， 是 事 物 發(fā) 展 的 一 條 必 然 現(xiàn) 律 。 在 輪 系 實 驗 裝 置 的 發(fā) 展 過 程中 ， 從 最 早 的 理 論 行 的 實 驗 到 簡 單 的 平 面 的 輪 系 實 驗 板 ， 再 到 綜 合 型 的 輪系 實 驗 裝 置 ， 設(shè) 計 者 們 都 力 求 做 到 使 實 驗 裝 置 達 到 功 能 合 理 、 性 能 可 靠 、使 用 方 便 等 現(xiàn) 代 設(shè) 計 基 本 要 求 。本 實 輪 系 綜 合 驗 臺 的 設(shè) 計 就 是 在 以 前 輪 系 實 驗 裝 置 所 具 有 優(yōu) 點 的 基 礎(chǔ)之 上 ， 設(shè) 計 出 一 臺 能 夠 彌 補 傳 統(tǒng) 的 輪 系 實 驗 裝 置 不 能 直 觀 的 看 到 各 級 傳 動 、結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 和 不 能 很 好 的 將 其 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 清 楚 地 展 示 的 缺 點 ， 而 且 結(jié) 構(gòu) 簡 單 在保 證 基 本 結(jié) 構(gòu) 不 變 的 情 況 下 ， 只 進 行 簡 單 的 通 用 件 的 拆 裝 就 可 以 組 成 我 校所 用 教 材 中 所 出 現(xiàn) 的 各 種 輪 系 。 從 而 把 定 軸 輪 系 、 行 星 輪 系 、 差 動 輪 系 、復(fù) 合 輪 系 分 別 和 支 架 構(gòu) 成 一 個 齒 輪 傳 動 系 統(tǒng) ， 學 生 在 該 實 驗 臺 上 可 以 組 裝自 己 設(shè) 計 的 輪 系 進 行 實 驗 能 夠 更 加 直 觀 的 了 解 各 種 輪 系 在 實 際 生 產(chǎn) 和 生 活中 的 應(yīng) 用 ， 從 而 開 發(fā) 他 們 的 視 野 ， 提 高 他 們 的 設(shè) 計 思 維 能 力 、 動 手 能 力 、創(chuàng) 新 能 力 ， 使 他 們 通 過 實 驗 更 好 的 理 解 和 掌 握 所 學 的 知 識 。. 本 設(shè) 計 的 意 義概 念 設(shè) 計 是 決 定 機 械 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 水 平 的 高 低 、 性 能 的 優(yōu) 劣 和 經(jīng) 濟 效 益 好 壞的 關(guān) 鍵 性 一 步 。 機 械 原 理 的 重 要 任 務(wù) 應(yīng) 是 進 行 機 械 運 動 方 案 的 構(gòu) 思 、 各 個執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 類 型 和 尺 度 綜 合 等 。 這 些 內(nèi) 容 是 機 械 產(chǎn) 品 概 念 設(shè) 計 中 不 可 缺 少的 部 分 。 機 械 原 理 課 程 應(yīng) 緊 密 結(jié) 合 機 械 產(chǎn) 品 概 念 設(shè) 計 需 要 ， 充 實 機 構(gòu) 創(chuàng) 新設(shè) 計 內(nèi) 容 ， 加 強 機 構(gòu) 系 統(tǒng) 設(shè) 計 原 理 和 方 法 的 學 習 ， 這 不 但 是 適 應(yīng) 21 世紀 機 械 產(chǎn) 品 市 場 競 爭 的 需 要 ， 也 是 機 械 原 理 課 程 體 系 、 內(nèi) 容 改 革 應(yīng) 該 遵 循的 方 向 。在 加 強 基 礎(chǔ) 理 論 教 學 的 同 時 注 重 實 驗 教 學 ， 以 培 養(yǎng) 學 生 的 機 械 設(shè) 計 能 力與 實 踐 能 力 ， 已 成 為 人 們 的 一 種 共 識 。 如 何 使 傳 統(tǒng) 的 再 現(xiàn) 性 、 單 一 性 、 封閉 性 機 械 設(shè) 計 實 驗 向 探 究 性 、 綜 合 性 、 開 放 性 實 驗 轉(zhuǎn) 變 ， 越 來 越 成 為 教 育界 關(guān) 注 的 一 大 問 題 。 不 解 決 這 一 問 題 ， 達 到 提 高 課 程 教 學 質(zhì) 量 ， 培 養(yǎng) 機 械創(chuàng) 新 設(shè) 計 人 才 的 目 標 是 難 以 實 現(xiàn) 的 。 在 實 現(xiàn) 這 一 轉(zhuǎn) 變 過 程 中 ， 制 約 問 題 的因 素 主 要 有 二 ： 一 是 實 驗 教 學 觀 念 的 陳 舊 ， 即 將 實 驗 教 學 當 作 知 識 傳 承 的大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 10 頁 共 51 頁輔 助 教 學 環(huán) 節(jié) ， 而 忽 視 或 輕 視 它 在 培 養(yǎng) 創(chuàng) 新 精 神 與 實 踐 能 力 方 面 的 重 要 地位 ； 其 二 ， 實 驗 設(shè) 備 的 開 發(fā) 研 制 水 平 不 能 適 應(yīng) 教 學 改 革 的 需 要 ， 尤 其 缺 乏支 持 探 究 性 、 綜 合 性 、 開 放 性 的 新 型 實 驗 設(shè) 備 。正 如 上 面 所 說 的 那 樣 ， 傳 統(tǒng) 的 輪 系 實 驗 裝 置 已 不 能 滿 足 現(xiàn) 在 教 學 的 理 論聯(lián) 系 實 際 ， 學 以 致 用 ， 注 重 發(fā) 展 學 生 的 創(chuàng) 新 能 力 和 動 手 能 力 的 需 要 ， 本 設(shè)計 可 以 很 好 的 填 補 這 一 空 缺 ， 不 僅 能 實 現(xiàn) 傳 統(tǒng) 的 實 驗 裝 置 的 功 能 還 能 夠 彌補 傳 統(tǒng) 的 輪 系 實 驗 裝 置 不 能 直 觀 的 看 到 各 級 傳 動 、 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 和 不 能 很 好 的將 其 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 清 楚 地 展 示 的 缺 點 ， 還 能 夠 實 現(xiàn) 空 間 輪 系 的 安 裝 實 驗 。這 種 實 驗 臺 最 大 限 度 的 實 現(xiàn) 了 在 實 驗 臺 固 定 的 結(jié) 構(gòu) 中 ， 只 需 按 照 所 設(shè) 計輪 系 的 需 要 改 變 工 作 底 板 部 分 的 結(jié) 構(gòu) ， 通 過 安 裝 或 拆 除 支 架 就 能 輕 松 的 得到 所 需 類 型 的 輪 系 。 該 實 驗 臺 的 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 加 工 容 易 、 操 作 方 便 。 適 宜 教學 和 實 驗 用 途 ， 具 有 較 好 的 實 用 價 值 。大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 11 頁 共 51 頁 機 械 運 動 方 案 設(shè) 計3. 機 械 現(xiàn) 代 設(shè) 計 方 法 簡 介機 械 現(xiàn) 代 設(shè) 計 方 法 通 常 是 相 對 傳 統(tǒng) 的 設(shè) 計 方 法 而 言 的 。 由 于 現(xiàn) 代 設(shè) 計 方法 正 在 不 斷 發(fā) 展 ， 人 們 對 他 的 內(nèi) 涵 看 法 不 一 ， 尚 無 明 確 的 域 界 。 但 對 它 的特 征 和 發(fā) 展 方 向 ， 可 以 從 總 體 上 概 括 為 力 求 運 用 現(xiàn) 代 應(yīng) 用 數(shù) 學 、 應(yīng) 用 力 學 、微 電 子 學 及 信 息 科 學 等 方 面 的 最 新 成 果 與 手 段 實 現(xiàn) 下 述 某 些 方 面 的 轉(zhuǎn) 化 ：1） 以 動 態(tài) 的 取 代 靜 態(tài) 的 如 以 機 器 結(jié) 構(gòu) 動 力 學 計 算 取 代 靜 力 學計 算 ； 以 實 時 在 線 測 試 數(shù) 據(jù) 作 為 評 價 依 據(jù) 等 。2） 以 定 量 的 取 代 定 性 的 如 以 有 限 元 法 或 （ 和 ） 邊 界 元 法 計 算箱 體 的 尺 寸 和 剛 度 取 代 經(jīng) 驗 類 比 法 的 設(shè) 計 。3） 以 變 量 取 代 常 量 如 可 靠 性 設(shè) 計 中 用 隨 機 變 量 取 代 傳 統(tǒng) 設(shè) 計方 法 中 當 作 常 量 的 粗 略 處 理 方 法 。4） 以 優(yōu) 化 設(shè) 計 取 代 可 行 性 設(shè) 計 用 相 關(guān) 的 設(shè) 計 變 量 恰 當 的 建 立設(shè) 計 目 標 的 數(shù) 學 模 型 ， 從 眾 多 的 可 行 解 （ 方 案 ） 中 尋 求 其 最 優(yōu) 解 。5） 以 并 行 設(shè) 計 取 代 串 行 設(shè) 計6） 以 微 觀 的 取 代 宏 觀 的 如 以 斷 裂 力 學 理 論 處 理 零 件 材 料 本 身微 觀 裂 紋 擴 展 引 起 的 低 應(yīng) 力 脆 斷 現(xiàn) 象 ， 建 立 以 損 傷 容 限 為 設(shè) 計 判斷 的 設(shè) 計 方 法 ； 潤 滑 理 論 中 的 微 -納 米 摩 擦 學 等 。7） 以 系 統(tǒng) 工 程 法 取 代 分 部 處 理 法 將 產(chǎn) 品 的 整 個 設(shè) 計 工 作 作 為一 個 單 級 或 多 級 的 系 統(tǒng) 。 用 系 統(tǒng) 工 程 的 觀 點 分 析 劃 分 其 設(shè) 計 階 段大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 12 頁 共 51 頁及 組 成 單 元 ， 通 過 仿 真 及 自 動 控 制 等 手 段 ， 綜 合 最 優(yōu) 地 處 理 它 們的 內(nèi) 在 關(guān) 系 及 系 統(tǒng) 與 外 界 環(huán) 境 的 關(guān) 系 。8） 以 自 動 化 設(shè) 計 取 代 人 工 設(shè) 計總 之 ， 設(shè) 計 工 作 本 質(zhì) 上 是 一 種 創(chuàng) 造 性 的 活 動 ， 是 對 知 識 和 信 息 等 進 行 創(chuàng)造 性 的 運 作 和 處 理 。 發(fā) 展 機 械 現(xiàn) 代 設(shè) 計 方 法 ， 實 質(zhì) 上 就 是 不 斷 追 求 最 機 智 、最 恰 當 而 且 最 迅 速 地 解 決 用 戶 要 求 、 社 會 效 益 、 經(jīng) 濟 效 益 、 機 械 內(nèi) 在 要 求等 對 機 械 構(gòu) 成 的 全 部 約 束 條 件 。機 械 現(xiàn) 代 設(shè) 計 方 法 發(fā) 展 很 快 ， 目 前 常 見 或 較 易 見 到 的 有 ： 計 算 機 輔 助 設(shè)計 （ CAD： computer-aided design） 、 優(yōu) 化 設(shè) 計 （ OD： optimization design） 、 可 靠 性 設(shè) 計 （ RD： reliability design） 、 摩 擦 學 設(shè) 計（ TD:tribology design） 、 設(shè) 計 方 法 學 設(shè) 計 （ DMD： design-methodology design） 、 并 行 設(shè) 計 （ CD） 、 虛 擬 產(chǎn) 品 設(shè) 計 （ VPD： virtural-product design） 、 質(zhì) 量 驅(qū) 動 設(shè) 計 （ QDD： quality-driven design） 、 參 數(shù) 化 設(shè) 計（ PD： parametrization design） 、 智 能 設(shè) 計 （ ID： intelligent design） 、分 形 設(shè) 計 （ FD： fractal design） 、 基 于 實 例 設(shè) 計 （ CBD： case-based design） 、 網(wǎng) 上 設(shè) 計 （ OND： on-net design） 等 。 .2 總 功 能 分 析 -明 確 設(shè) 計 性 輪 系 綜 合 實 驗 臺 的 設(shè) 計 任 務(wù)我 的 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 是 ： 設(shè) 計 綜 合 輪 系 綜 合 實 驗 臺 。 它 要 求 該 實 驗 臺 具 有一 個 通 用 底 座 ， 通 過 簡 單 的 通 用 件 的 拆 裝 就 可 以 把 定 軸 輪 系 、 行 星 輪 系 、差 動 輪 系 、 復(fù) 合 輪 系 分 別 按 一 定 原 理 和 方 法 進 行 安 裝 實 驗 ， 如 果 給 一 個 或兩 個 動 力 ， 就 能 夠 使 安 裝 的 輪 系 能 正 常 運 轉(zhuǎn) ， 并 且 通 過 傳 感 器 進 行 測 速 來驗 證 各 種 輪 系 實 際 傳 動 比 與 理 論 傳 動 比 的 差 異 ， 本 設(shè) 計 性 輪 系 綜 合 實 驗 臺要 求 可 以 應(yīng) 用 于 教 學 環(huán) 節(jié) 中 ， 適 應(yīng) 同 學 們 對 輪 系 實 驗 的 需 要 。隨 著 改 革 開 放 的 不 斷 進 行 ， 社 會 對 于 人 才 的 要 求 也 在 不 斷 增 長 ， 也 對 人才 的 質(zhì) 量 要 求 越 來 越 高 ， 這 就 要 求 學 校 要 加 強 對 學 生 質(zhì) 量 的 管 理 ， 在 掌 握書 本 知 識 的 同 時 ， 加 強 對 學 生 動 手 能 力 的 訓 練 ， 把 他 們 培 養(yǎng) 成 為 社 會 所 需要 的 合 格 的 科 學 技 術(shù) 人 才 。我 的 設(shè) 計 主 要 針 對 的 是 學 生 ， 主 要 用 于 我 校 使 用 的 “面 向 21 世 紀大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 13 頁 共 51 頁課 程 教 材 由 鄒 慧 君 傅 祥 志 張 春 林 李 杞 儀 主 編 的 機 械 原 理 ”，所 以 該 設(shè) 計 主 要 是 把 定 軸 輪 系 、 行 星 輪 系 、 差 動 輪 系 、 復(fù) 合 輪 系 分 別 和 通用 支 架 構(gòu) 成 一 個 齒 輪 傳 動 系 統(tǒng) ， 學 生 通 過 該 實 驗 能 夠 更 加 直 觀 的 了 解 各 種輪 系 在 實 際 生 產(chǎn) 和 生 活 中 的 應(yīng) 用 ， 從 而 開 闊 他 們 的 視 野 ， 為 他 們 能 夠 更 好的 掌 握 書 本 知 識 奠 定 必 不 可 少 的 基 礎(chǔ) 。設(shè) 計 性 輪 系 綜 合 實 驗 臺 設(shè) 計 要 求 加 工 容 易 、 操 作 方 便 、 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 動 作穩(wěn) 定 可 靠 。 .3 基 本 概 念在 機 器 中 ， 常 將 一 系 列 相 互 嚙 合 的 齒 輪 組 成 傳 動 系 統(tǒng) ， 以 實 現(xiàn) 變 速 、 分路 傳 動 、 運 動 分 解 與 合 成 等 功 用 。 這 種 由 一 系 列 齒 輪 組 成 的 傳 動 系 統(tǒng)稱 為 輪 系 。根 據(jù) 輪 系 運 轉(zhuǎn) 中 齒 輪 軸 線 的 空 間 位 置 是 否 固 定 ， 將 輪 系 分 為 定 軸 輪 系 和周 轉(zhuǎn) 輪 系 兩 大 類 。 .定 軸 輪 系 輪 系 運 轉(zhuǎn) 時 ， 其 中 各 齒 輪 的 回 轉(zhuǎn) 軸 線 位 置 固 定 不 動 ， 則 稱 之 為 定 軸輪 系 。 若所有齒輪的軸線全部在同一平面或相互平行的平面內(nèi)，則稱為平面定軸輪系；若所有齒輪的軸線并不全部在同一平面或相互平行的平面內(nèi)，則稱為空間定軸輪系。它 可 以 由 圓 柱 齒 輪 ， 圓 錐 齒 輪 ， 蝸 桿 蝸 輪 等 組 成 。 如 圖 .所 示圖.周轉(zhuǎn)輪系 大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 14 頁 共 51 頁輪 系 運 轉(zhuǎn) 時 ， 至 少 有 一 個 齒 輪 軸 線 的 位 置 不 固 定 ， 而 是 繞 某 一 固 定 軸 線回 轉(zhuǎn) ， 稱 該 輪 系 為 周 轉(zhuǎn) 輪 系 。 如 圖 . 所 示 。 又 可 根 據(jù) 自 由 度 數(shù) 的 不 同 ，將 周 轉(zhuǎn) 輪 系 分 為 差 動 輪 系 和 行 星 輪 系 兩 類 。（ ） 差 動 輪 系 若 周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 自 由 度 為 2， 則 稱 其 為 差 動 輪 系 。 此輪 系 需 要 有 兩 個 獨 立 運 動 的 主 動 件 。 如 圖 . a 所 示 。（ ） 行 星 輪 系 若 周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 自 由 度 為 1， 則 稱 它 為 行 星 輪 系 。 該輪 系 只 需 要 有 一 個 獨 立 運 動 的 主 動 件 。 如 圖 . b 所 示 。圖 .周 轉(zhuǎn) 輪 系 還 可 根 據(jù) 基 本 構(gòu) 件 的 不 同 分 類 。 其 中 繞 著 固 定 軸 線 回 轉(zhuǎn) 的這 種 齒 輪 稱 為 中 心 輪 （ 或 太 陽 輪 ） 以 K 表 示 ， 支 撐 行 星 輪 的 構(gòu) 件 稱 為 系桿 以 H 表 示 ， 繞 自 身 軸 線 回 轉(zhuǎn) 又 繞 著 其 它 齒 輪 的 固 定 軸 線 回 轉(zhuǎn) 的 齒 輪 稱 為行 星 輪 ， 在 周 轉(zhuǎn) 輪 系 中 ， 一 般 都 以 中 心 輪 或 系 桿 作 為 運 動 的 輸 入 或 輸 出 構(gòu)件 ， 常 稱 其 為 周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 基 本 構(gòu) 件 ， 則 圖 . 所 示 輪 系 可 稱 為 2K-H型 周 轉(zhuǎn) 輪 系 ， 圖 . 所 示 輪 系 則 稱 為 3K 型 周 轉(zhuǎn) 輪 系 。圖 . 所 示 的 輪 系 中 有 3 個 中 心 輪 (圖 中 的 齒 輪 1、 3 和 4)故 稱 為3K 型 周 轉(zhuǎn) 輪 系 ， 該 輪 系 的 系 桿 H 僅 起 支 承 行 星 輪 2-2的 作 用 ， 不 傳 遞外 力 矩 ， 因 而 不 是 基 本 構(gòu) 件 。大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 15 頁 共 51 頁圖. 圖.由 定 軸 輪 系 和 周 轉(zhuǎn) 輪 系 或 者 由 兩 個 以 上 的 周 轉(zhuǎn) 輪 系 所 組 成 的 輪 系 ， 稱 為復(fù) 合 輪 系 ， 如 圖 . 所 示 ， 該 機 構(gòu) 左 部 由 齒 輪 1、 2、 2 和 3 組 成 定 軸輪 系 ， 而 其 右 部 則 為 周 轉(zhuǎn) 輪 系 。 . 定 軸 輪 系 傳 動 比 及 設(shè) 計 要 點在 機 器 中 ， 常 將 一 系 列 相 互 嚙 合 的 齒 輪 組 成 傳 動 系 統(tǒng) ， 以 實 現(xiàn) 變 速 、 分路 傳 動 、 運 動 分 解 與 合 成 等 功 用 。 這 種 由 一 系 列 齒 輪 組 成 的 傳 動 系 統(tǒng)稱 為 輪 系 。輪 系 運 轉(zhuǎn) 時 ， 其 中 各 齒 輪 的 回 轉(zhuǎn) 軸 線 位 置 固 定 不 動 ， 則 稱 之 為 定 軸 輪 系 。它 可 以 由 圓 柱 齒 輪 ， 圓 錐 齒 輪 ， 蝸 桿 蝸 輪 等 組 成 。輪 系 中 首 輪 和 末 輪 的 角 速 度 （ 或 轉(zhuǎn) 速 ） 比 稱 為 輪 系 的 傳 動 比 。 當 首 輪 用“ ”， 末 輪 用 “k”表 示 時 ， 其 傳 動 比 的 大 小 為 ：11/kkiwn在 進 行 輪 系 的 運 動 分 析 時 ， 主 要 是 確 定 其 傳 動 比 的 大 小 及 首 末 兩 輪 的 轉(zhuǎn)向 。前 述 已 知 一 對 齒 輪 的 傳 動 比1221/iwz此 等 式 表 示 齒 輪 1 與 齒 輪 2 的 角 速 度 之 比 與 兩 齒 輪 的 齒 數(shù) 成 反 比 。當 一 對 外 嚙 合 齒 輪 傳 動 時 ， 兩 齒 輪 的 轉(zhuǎn) 向 相 反 ； 一 對 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 傳 動 時 ，兩 齒 輪 轉(zhuǎn) 向 相 同 。 圖 . a、 圖 . b、 圖 . c 所 示 分 別 為 外 嚙 合 齒輪 、 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 及 錐 齒 輪 傳 動 各 齒 輪 轉(zhuǎn) 向 的 標 注 法 。大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 16 頁 共 51 頁a b c圖 . . . 平 面 定 軸 輪 系 的 傳 動 比1. 傳 動 比 的 大 小設(shè) 各 輪 的 角 速 度 和 齒 數(shù) 分 別 用 、 、 、 、 和 、1w234w51z、 、 、 表 示 ， 輪 系 中 各 對 齒 輪 的 傳 動 比 為 ：2z34z5121/iw2332z443/i554wz將 以 上 各 式 等 號 兩 邊 聯(lián) 乘 后 的 ：123423451234551zi故 1551/iwz上 式 表 示 定 軸 輪 系 首 、 末 兩 輪 的 傳 動 比 的 值 為 所 有 從 動 輪 齒 數(shù) 的 乘 積 與所 有 主 動 輪 齒 數(shù) 的 乘 積 的 反 比 。 其 值 也 等 于 組 成 該 輪 系 中 各 對 齒 輪 的 傳 動比 的 連 乘 積 。對 于 齒 輪 系 ， 設(shè) 輸 入 軸 的 角 速 度 為 ，輸 出 軸 的 角 速 度 為 ,按 定1wkw義 有 ：大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 17 頁 共 51 頁1/kkiw當 時為 減 速 , 時 為 增 速 。ki1i因 為 輪 系 是 由 多 對 齒 輪 相 互 嚙 合 組 成 的 ， 當 輪 系 由 k 對 嚙 合 齒 輪 組成 時 ， 有 ： 3123412411k kk kwzni （ . ）所 有 從 動 輪 齒 數(shù) 連 乘 積所 有 主 動 輪 齒 數(shù) 連 乘 積2. 首 、 末 兩 輪 轉(zhuǎn) 向 的 確 定因 為 角 速 度 是 矢 量 ， 故 傳 動 比 計 算 還 要 確 定 首 、 末 兩 輪 的 轉(zhuǎn) 向 ， 由 于 平面 定 軸 輪 系 各 輪 的 軸 線 均 平 行 ， 故 首 、 末 兩 輪 的 轉(zhuǎn) 向 不 是 相 同 ， 就 是 相 反 ，因 此 在 計 算 輪 系 的 傳 動 比 時 ， 應(yīng) 計 入 傳 動 比 的 符 號 。 當 時 ， 首 、1ki10ki末 兩 輪 轉(zhuǎn) 向 相 同 ； 當 時 ， 首 、 末 兩 輪 轉(zhuǎn) 向 相 反 。 對 直 齒 輪 表 示 方 法10ki有 兩 種 。 ） 用 “ ”、 “ ”表 示適 用 于 平 面 定 軸 輪 系 ， 由 于 所 有 齒 輪 軸 線 平 行 ， 故 首 、 末 兩 輪 轉(zhuǎn) 向 不 是相 同 就 是 相 反 ， 相 同 取 “ ”表 示 ， 相 反 取 “ ”表 示 ， 一 對 齒 輪 外 嚙 合 時兩 輪 轉(zhuǎn) 向 相 反 ， 用 “ ”表 示 ； 一 對 齒 輪 內(nèi) 嚙 合 時 兩 輪 轉(zhuǎn) 向 相 同 ， 用“ ”表 示 。 可 用 此 法 逐 一 對 各 對 嚙 合 的 齒 輪 進 行 分 析 ， 直 至 確 定 首 、 末 兩輪 的 轉(zhuǎn) 向 關(guān) 系 。 假 設(shè) 輪 系 中 有 m 對 外 嚙 合 齒 輪 ， 則 末 輪 轉(zhuǎn) 向 為 ，(1)m此 時 有 ：123411()mkkwzi ()所 有 從 動 輪 齒 數(shù) 連 乘 積所 有 主 動 輪 齒 數(shù) 連 乘 積（.）另 外 ， 從 以 上 定 軸 輪 系 傳 動 比 的 公 式 可 知 ， 當 一 齒 輪 對 輪 系 的 傳 動 比 大大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 18 頁 共 51 頁小 無 影 響 ， 但 它 卻 影 響 了 末 輪 的 轉(zhuǎn) 向 。 如 果 將 這 一 齒 輪 去 掉 ， 該 輪 系 的 傳動 比 保 持 不 變 ， 但 此 時 末 輪 的 轉(zhuǎn) 向 變 了 ， 這 種 齒 輪 通 稱 為 惰 輪 。 ） 用 箭 頭 標 注 法在 已 知 首 輪 的 轉(zhuǎn) 向 時 （ 若 首 輪 的 轉(zhuǎn) 向 未 給 出 ， 則 假 設(shè) 給 首 輪 一 個 轉(zhuǎn) 向 ） ，可 根 據(jù) 運 動 傳 遞 的 順 序 ， 在 運 動 簡 圖 的 各 齒 輪 上 逐 個 畫 出 箭 頭 以 確 定 末 輪的 轉(zhuǎn) 向 。 外 嚙 合 時 ： 兩 箭 頭 同 時 指 向 （ 或 遠 離 ） 嚙 合 點 。 頭 頭 相 對 或 尾 尾相 對 。 內(nèi) 嚙 合 時 ： 兩 箭 頭 同 向 。 . . 定 軸 輪 系 設(shè) 計 要 點 . 應(yīng) 根 據(jù) 工 作 要 求 和 使 用 場 合 恰 當 的 選 擇 定 軸 輪 系 的 類 型 :當 設(shè) 計 的 定 軸 輪 系 用 于 高 速 、 重 載 場 合 時 ， 為 了 減 小 傳 動 的 沖 擊 、 振 動和 噪 音 ， 提 高 傳 動 性 能 ， 宜 優(yōu) 先 選 用 由 平 行 軸 斜 齒 輪 組 成 的 定 軸 輪 系 ； 當 設(shè) 計 的 輪 系 在 主 、 從 動 軸 傳 遞 過 程 中 ， 由 于 工 作 或 結(jié) 構(gòu) 空 間 的 要 求 ，需 要 轉(zhuǎn) 換 運 動 軸 線 方 向 或 改 變 從 動 軸 軸 向 時 ， 可 選 擇 含 有 圓 錐 齒 輪 傳 動 的定 軸 輪 系 ； 當 設(shè) 計 的 輪 系 用 于 功 率 較 小 、 速 度 不 高 但 需 要 滿 足 交 錯 角 為 任 意 值 的 空間 交 錯 軸 之 間 的 傳 動 時 ， 可 選 用 含 有 交 錯 軸 斜 齒 輪 傳 動 的 定 軸 輪 系 ； 當 設(shè) 計 的 輪 系 要 求 傳 動 比 大 、 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 或 用 于 分 度 、 微 調(diào) 及 有 自 鎖 要 求的 場 合 時 ， 則 應(yīng) 選 擇 含 有 蝸 桿 傳 動 的 定 軸 輪 系 。 . 要 確 定 定 軸 輪 系 中 各 輪 的 齒 數(shù) ， 關(guān) 鍵 在 于 合 理 的 分 配 輪 系 中 各 對齒 輪 的 傳 動 比 。 為 了 把 輪 系 的 總 傳 動 比 合 理 的 分 配 給 各 對 齒 輪 ， 在 具 體 分配 時 應(yīng) 注 意 下 述 幾 點 ： ） 每 一 級 齒 輪 的 傳 動 比 要 在 其 常 用 范 圍 內(nèi) 選 取 。 齒 輪 傳 動 時 ， 傳動 比 為 5 7； 蝸 桿 傳 動 時 ， 傳 動 比 不 大 于 80。 ） 當 輪 系 的 傳 動 比 過 大 時 ， 為 了 減 小 外 廓 尺 寸 和 改 善 傳 動 性 能 ，通 常 采 用 多 級 傳 動 。 當 齒 輪 傳 動 的 傳 動 比 大 于 8 時 ， 一 般 應(yīng) 設(shè) 計 成 兩 級傳 動 ； 當 傳 動 比 大 于 30 時 ， 常 設(shè) 計 成 兩 級 以 上 齒 輪 傳 動 。大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 19 頁 共 51 頁 ） 當 輪 系 為 減 速 傳 動 時 ， 按 照 “前 大 后 小 “的 原 則 分 配 傳 動 比 較有 利 。 同 時 ， 為 了 使 機 構(gòu) 外 廓 尺 寸 協(xié) 調(diào) 和 結(jié) 構(gòu) 勻 稱 ， 相 鄰 兩 級 傳 動 比 的 差值 不 宜 過 大 。 運 動 鏈 逐 級 減 速 ， 可 使 各 級 中 間 軸 有 較 高 的 轉(zhuǎn) 速 和 較 小 的 扭矩 ， 從 而 獲 得 較 為 緊 湊 的 結(jié) 構(gòu) 。 ） 當 設(shè) 計 閉 式 齒 輪 減 速 器 時 ， 為 了 潤 滑 方 便 ， 應(yīng) 使 各 級 傳 動 中 的大 齒 輪 都 能 浸 入 油 池 ， 且 浸 入 的 深 度 應(yīng) 大 致 相 等 ， 以 防 止 某 個 大 齒 輪 浸 油過 深 而 增 加 攪 油 損 耗 。 根 據(jù) 這 一 條 件 分 配 傳 動 比 時 ， 高 速 級 的 傳 動 比 應(yīng) 大于 低 速 級 的 傳 動 比 ， 通 常 取 高 速 級 的 傳 動 比 為 1.3 1.4 低 速 級 傳 動 比 。由 以 上 分 析 可 見 ， 當 考 慮 問 題 的 角 度 不 同 時 ， 就 有 不 同 的 傳 動 比 方 案 。因 此 ， 在 具 體 分 配 定 軸 輪 系 各 級 傳 動 比 時 ， 應(yīng) 根 據(jù) 不 同 條 件 進 行 具 體 分 析 ，不 能 簡 單 的 生 搬 硬 套 某 種 原 則 。 一 旦 根 據(jù) 具 體 條 件 合 理 的 分 配 了 各 對 齒 輪傳 動 的 傳 動 比 ， 就 可 以 根 據(jù) 各 對 齒 輪 的 傳 動 比 來 確 定 每 一 個 齒 輪 的 齒 數(shù) 。. 周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 傳 動 比 及 設(shè) 計 要 點.周轉(zhuǎn)輪系的分類輪 系 運 轉(zhuǎn) 時 ， 至 少 有 一 個 齒 輪 軸 線 的 位 置 不 固 定 ， 而 是 繞 某 一 固 定 軸 線回 轉(zhuǎn) ， 稱 該 輪 系 為 周 轉(zhuǎn) 輪 系 。周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 種 類 很 多 ， 常 用 的 分 類 方 法 如 下 ： . 按 周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 自 由 度 分 類 ） 差 動 輪 系 若 周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 自 由 度 為 2， 則 稱 其 為 差 動 輪 系 。此 輪 系 需 要 有 兩 個 獨 立 運 動 的 主 動 件 。 ） 行 星 輪 系 若 周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 自 由 度 為 1， 則 稱 它 為 行 星 輪 系 。該 輪 系 只 需 要 有 一 個 獨 立 運 動 的 主 動 件 。 . 按 基 本 構(gòu) 件 的 組 成 分 類 ） 2K-H 型 周 轉(zhuǎn) 輪 系 該 輪 系 的 特 點 是 輪 系 中 有 2 個 中 心 輪 。 ） 3K 型 周 轉(zhuǎn) 輪 系 該 輪 系 中 有 三 個 中 心 輪 ， 而 其 中 的 行 星 架H 只 是 起 支 撐 行 星 輪 的 作 用 。 ） K-H-V 行 星 輪 系 該 輪 系 中 只 有 一 個 中 心 輪 ， 其 運 動 是 通 過 等角 速 機 構(gòu) 由 V 軸 輸 出 。大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 20 頁 共 51 頁 . . 周 轉(zhuǎn) 輪 系 的 傳 動 比周 轉(zhuǎn) 輪 系 由 回 轉(zhuǎn) 軸 線 固 定 的 基 本 構(gòu) 件 太 陽 輪 （ 中 心 輪 ） 、 行 星 架（ 系 桿 或 轉(zhuǎn) 臂 ） 和 回 轉(zhuǎn) 軸 線 不 固 定 的 其 它 構(gòu) 件 行 星 輪 組 成 。 由 于 有 一 個 既有 公 轉(zhuǎn) 又 有 自 轉(zhuǎn) 的 行 星 輪 ， 因 此 傳 動 比 計 算 時 不 能 直 接 套 用 定 軸 輪 系 的 傳動 比 計 算 公 式 ， 因 為 定 軸 輪 系 中 所 有 的 齒 輪 軸 線 都 是 固 定 的 。 為 了 套 用 定軸 輪 系 傳 動 比 計 算 公 式 ， 必 須 想 辦 法 將 行 星 輪 的 回 轉(zhuǎn) 軸 線 固 定 ， 同 時 不 能讓 基 本 構(gòu) 件 的 回 轉(zhuǎn) 軸 線 發(fā) 生 變 化 。 我 們 發(fā) 現(xiàn) 在 周 轉(zhuǎn) 輪 系 中 ， 基 本 構(gòu) 件 的 回轉(zhuǎn) 軸 線 相 同 ， 而 行 星 輪 繞 其 自 身 軸 線 轉(zhuǎn) 動 ， 有 隨 系 桿 繞 其 回 轉(zhuǎn) 軸 線 轉(zhuǎn) 動 ，因 此 ， 只 要 想 辦 法 讓 系 桿 固 定 ， 就 可 將 行 星 輪 的 回 轉(zhuǎn) 軸 線 固 定 ， 即 把 周 轉(zhuǎn)輪 系 變 為 定 軸 輪 系 ， 這 種 方 法 稱 為 反 轉(zhuǎn) 法 或 轉(zhuǎn) 化 機 構(gòu) 法 。反 轉(zhuǎn) 原 理 ： 給 周 轉(zhuǎn) 輪 系 施 以 附 加 的 公 共 轉(zhuǎn) 動 后 ， 不 改 變 輪 系 中Hw各 構(gòu) 件 之 間 的 相 對 運 動 ， 但 原 輪 系 將 轉(zhuǎn) 化 成 為 一 新 的 定 軸 輪 系 ， 可 按 定軸 輪 系 的 公 式 計 算 該 新 輪 系 的 傳 動 比 。 轉(zhuǎn) 化 后 所 得 的 定 軸 輪 系 稱 為 原 周 轉(zhuǎn)輪 系 輪 系 的 “轉(zhuǎn) 化 輪 系 ”。設(shè) 、 、 、 分 別 為 中 心 輪 1、 3、 行 星 輪 和 行 星 架 的 角 速 度1w32Hw（ 絕 對 角 速 度 ） ， 如 果 給 整 個 周 轉(zhuǎn) 輪 系 加 上 一 個 的 公 共 角 速 度 ， 此Hw時 行 星 架 就 相 對 固 定 不 動 ， 原 周 轉(zhuǎn) 輪 系 就 轉(zhuǎn) 化 為 固 定 輪 系 ， 在 轉(zhuǎn) 化 輪 系 中各 構(gòu) 件 的 角 速 度 如 下 ： . 轉(zhuǎn) 化 輪 系 的 傳 動 比 計 算由 于 轉(zhuǎn) 化 輪 系 相 當 于 定 軸 輪 系 ， 故 其 傳 動 比 i 可 按 定 軸 輪 系 的 傳 動Hk1比 公 式 進 行 計 算 即 ：（ .3）1121()HHkkKwnzi 大 學 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書第 21 頁 共 51 頁 . 使 用 轉(zhuǎn) 化 輪 系 傳 動 比 公 式 的 注 意 事 項 ） 式 （ . ） 只 適 用 于 轉(zhuǎn) 化 輪 系 的 首 、 末 兩 輪 軸 線 平 行 的 情 況 。 ） 由 于 使 用 式 （ . ） 時 ， 首 、 末 兩 輪 軸 線 必 須 平 行 ， 故 齒 數(shù) 比前 要 加 “+”號 或 “ ”號 。 “+”號 表 示 轉(zhuǎn) 化 輪 系 首 、 末 兩 輪 轉(zhuǎn) 向 相 同 ，“ ”號 表 示 首 末 兩 輪 轉(zhuǎn) 向 相 反 。 因 為 此 處 的 “+”、 “ ”號 不 僅 表 明轉(zhuǎn) 化 輪 系 首 末 兩 輪 的 轉(zhuǎn) 向 ， 還 直 接 影 響 各 構(gòu) 件 角 速 度 之 間 的 數(shù) 值 關(guān) 系 。 ） 、 、 均 為 代 數(shù) 值 ， 應(yīng) 用 式 （ . ） 時 要 帶 相 應(yīng) 的1wkH“+”、 “ ”號 ， 如 轉(zhuǎn) 向 相 同 ， 用 同 號 帶 入 ， 若 轉(zhuǎn) 向 不 同 應(yīng) 分 別 用 “+”、“ ”號 代 入 。在 已 知 周 轉(zhuǎn) 輪 系 中 各 輪 齒 數(shù) 的 條 件 下 ， 已 知 、 、 中 的 兩 個1wkH分 量 （ 包 括 大 小 和 轉(zhuǎn) 向 ） ， 就 可 按 式 （ . ） 確 定 第 三 個 量 并 注 意 第 三個 構(gòu) 件 的 轉(zhuǎn) 向 應(yīng) 由 計 算 結(jié) 果 的 “+”、 “ ”號 來 判 斷 。由 于 行 星 輪 系 中 有 一 個 中 心 輪 的 轉(zhuǎn) 速 為 零 ， 若 令 行 星 輪 系 的 中 心 輪 k 固定 ， 由 于 其 轉(zhuǎn) 速 n =0,故 由 （ 3） 式 可 推 導 出k11HHkii由 以 上 分 析 可 知 ， 周 轉(zhuǎn) 輪 系 中 各 個 構(gòu) 件 的 轉(zhuǎn) 速 的 確 定 ， 輪 系 中 兩 構(gòu) 件 的傳 動 比 ， 一 定 要 借 助 轉(zhuǎn) 化 輪 系 的 傳 動 比 求 得 。 . . 行 星 輪 系 的 設(shè) 計 要 點從 傳 動 原 理 出 發(fā) 設(shè) 計 行 星 輪 系 時 ， 主 要 解 決 兩 個 問 題 ： 選 擇 傳 動 類 型 和確 定 各 輪 的 齒 數(shù) 和 行 星 輪 的 個 數(shù) 。1. 選 擇 傳 動 類 型 。在 選 擇 行 星 輪 系 的 類 型 時 ， 應(yīng) 考 慮 以 下 幾 個 因 素 ： 傳 動 比 的 要 求 、 傳 動的 效 率 、 外 廓 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 和 制 造 及 裝 配 工 藝 等 。 ） 傳 動 比選 擇 輪 系 的