《机械原理》是工程领域的一门基础课程,主要研究机械传动和机构的工作原理。本课件主要涵盖了齿轮系及其分类、定轴轮系的传动比以及周转轮系的传动比等核心概念。
齿轮系根据自由度和中心轮个数进行分类。自由度F反映了齿轮系中独立运动的部件数量。当中心轮1和3都不固定时,称为差动轮系,F=2。如果有一个中心轮固定,那么就是行星轮系,F=1。此外,齿轮系还可以按照中心轮的数量分为K-H类,其中K表示中心轮的数量,H代表行星架。例如,一个系统有3个中心轮和2个行星架,可以表示为3K2H。
接着,我们关注定轴轮系的传动比。传动比定义为输入轴与输出轴角速度的比值,它决定了能量传递的效率和方向。通过连乘所有主动轮和从动轮的齿数,可以计算出整个轮系的传动比。例如,在一个轮系中,如果有多个齿轮相互连接,可以通过将所有主动轮的齿数相乘,然后除以所有从动轮的齿数相乘来得到总传动比。对于平行轴的齿轮,传动比可以用"+"或"-"表示相同或相反的旋转方向,而对于非平行轴,需要使用箭头表示旋转方向。惰轮在传动比中不改变传动比的大小,但会影响旋转方向。
对于蜗杆蜗轮传动,转向的判断则有所不同。蜗杆的右旋或左旋会影响与其啮合的蜗轮的旋转方向,可以通过左手或右手规则来判断:握持蜗杆,四指顺着蜗杆的旋转方向,拇指的指向即为蜗轮的线速度方向,从而确定转向。
周转轮系的传动比计算利用了转化机构法。周转轮系可以转化为定轴轮系,通过添加负角速度来保持各构件之间的相对运动不变。转化后的传动比可以通过定轴轮系的方法计算,并且需要注意转化机构中的相对转向,而不是实际转向。在周转轮系中,不能直接使用简单的符号或方法判断从动件的转向,而必须通过转化过程来确定。
这个课件深入讲解了齿轮系的分类、定轴轮系和周转轮系的传动比计算,为理解和设计机械传动系统提供了坚实的基础。学习者应掌握齿轮系的分类标准,理解传动比的计算方法,并能灵活运用转化机构法解决周转轮系的传动问题。