YUY-SCY手動復合輪系傳動演示機構

一、手動復合輪系傳動演示機構實訓設備技術領域: 
為了提高大家對機械原理課程的理解,增強齒輪傳動機構尤其是行星輪系運動規(guī)律和運動特點，設計了一套復合輪系傳動演示機構，該機構將行星輪系和差動輪系巧妙地組合在一起，采用內(nèi)外齒圈齒輪、雙聯(lián)齒輪、行星排齒輪等簡化結構，便于用銷釘將其制動，并巧妙地將3個輸入（輸出）端引出，并由3個軸承支座支撐，便于用人手進行輸入扭矩和用傳感器進行檢測其轉速，該機構可以展現(xiàn)行星輪系、差動輪系等機構傳動原理及其特點，以及12種大范圍輸入輸出傳動比關系（傳動比zui大可達361/1），整套機構結構簡單緊湊，直觀透明，控制容易，傳動平穩(wěn)。 
二、手動復合輪系傳動演示機構實訓設備研究背景及意義: 
機械原理課程是大學機械類專業(yè)的一門核心技術基礎課，對培養(yǎng)學生的機械創(chuàng)新設計意識和提出問題、分析問題及解決問題的能力具有重要的作用。然而課程內(nèi)容晦澀抽象，尤其涉及到差動輪系、行星輪系傳動的內(nèi)容，學生更是覺得抽象，難以理解。 該復合輪系傳動演示機構的目的是為了幫助機械專業(yè)學生直觀，深刻的理解差動輪系、行星輪系的運動規(guī)律，填補機械原理課程輪系教學方面教具的空白。此項設計可以廣泛應用于各類機械類課程，以提高同學們的學習興趣，對齒輪系傳動原理的理解和提高教學質(zhì)量。 
三、復合輪系功能: 
該傳動演示系統(tǒng)將行星輪系、差動輪系復合在一起，經(jīng)過合理的控制設計以及組合設計，全面展現(xiàn)周轉輪系輸入和輸出之間的傳動關系。輸入輸出齒輪（行星架）的傳動參數(shù)通過計數(shù)器顯示，可以直觀觀察不同輪系結構以及輸入輸出的傳動原理，傳動比，旋轉方向。演示系統(tǒng)的輸入端由人手提供輸入扭矩。針對行星輪系，該演示系統(tǒng)通過對太陽輪、行星架H的不同約束（由銷軸定位），實現(xiàn)演示行星系統(tǒng)的8種輸入輸出關系。變齒機構借用行星輪系的部分齒輪和行星架H，與雙聯(lián)齒輪嚙合傳動，雙聯(lián)齒輪可做軸向移動，擁有兩種輸出關系，通過控制不同的自由度，行星輪系（帶變齒機構）共可展現(xiàn)12種傳動比關系。針對變齒機構的特點，設計合理的傳動參數(shù)，通過對輸入和輸出的控制，以直觀理解該機構大傳動比的特點。 
四、系統(tǒng)方案設計： 
該復合輪系傳動演示機構所采用的方案是以復合輪系的結構為主體，囊括行星輪系和差動輪系，包括驅動手柄，太陽輪支座，齒圈驅動齒輪支座，行星架支座，太陽輪，行星輪，齒圈驅動齒輪，內(nèi)外齒圈，行星架，行星架輪，雙聯(lián)齒輪，定位銷，傳感器，計數(shù)器等組成部件。支座采用半凸臺形式，下端固定在底板上，上端中間部位打通孔，安裝軸承用于支承不同的齒輪，原始驅動力矩由手柄提供，通過定位銷限制太陽輪、內(nèi)外齒圈或行星架的轉動，即可實現(xiàn)不同運動方式，輸出不同的傳動比。 
五、復合輪系的整體結構： 
以周轉輪系為核心，固定不同的部件（太陽輪、內(nèi)外齒圈、行星架、雙聯(lián)齒輪），確定不同的自由度（自由度為1或2），即可展現(xiàn)不同輪系的傳輸特性及其運動規(guī)律。當自由度為1時，任選一個輸入端，則另一個為輸出端，此時可展現(xiàn)行星輪系的輸入輸出特性，共可展現(xiàn)12種傳輸特性。當自由度為2時，任意選其中兩個部件為輸入端，則另一個為輸出端，此時可展現(xiàn)差動輪系的輸入輸出傳動特性，共可展現(xiàn)3種（兩輸入端同向和反向算作1種）傳輸特性。使用少量的零件即可實現(xiàn)多種形式的輪系運動。周轉輪系部分包括與太陽輪軸嵌套的驅動手柄，內(nèi)外齒圈3，太陽輪1，行星輪2，行星架驅動軸，行星架H。太陽輪1與行星輪2外嚙合，行星輪2與內(nèi)外齒圈3內(nèi)嚙合，內(nèi)外齒圈驅動齒輪4與內(nèi)外齒圈3外嚙合，用于驅動內(nèi)外齒圈3轉動。行星架H的端部均勻連接有三個行星齒輪2，齒圈3通過軸承支撐可繞太陽輪軸自由轉動，行星架H的外端固連一個行星架齒輪2'，與雙聯(lián)齒輪5-5'嚙合。變齒機構核心部件為雙聯(lián)齒輪，其齒數(shù)相差為1，與行星架驅動軸空套在一起，可做軸向移動。 太陽輪軸為光軸，與內(nèi)外齒圈中心軸套空套在一起，齒圈中心軸套與軸承相配合，太陽輪支撐軸末端通過平鍵連接有太陽輪1，內(nèi)外齒圈3通過齒圈軸承定位在太陽輪軸上，太陽輪軸由太陽輪支座支撐。 齒圈驅動齒輪軸與行星架驅動軸的定位方式和太陽輪軸的定位方式相同。行星架驅動軸的前端與雙聯(lián)齒輪5-5′空套在一起，且小間隙配合。 采用內(nèi)外齒圈形式將太陽輪1和內(nèi)外齒圈3的輸入端口分別以2根軸輸入的形式引出，能夠為該復合輪系提供2個動力輸入端，底板上銑有槽，支座的位置可以沿著槽移動，以調(diào)節(jié)齒輪安裝的中心距和安裝位置。 該復合輪系主要用于演示輪系的運動規(guī)律，觀察齒輪的運動方向和傳動比，為便于直觀觀察輪系的輸入輸出傳動比，在太陽輪1、行星架H、齒圈3的特定位置裝有傳感器，通過計數(shù)器將輪系的輸入輸出轉過的圈數(shù)顯示出來。 
六、創(chuàng)新點： 
1、將行星輪系、差動輪系復合，使用少量齒輪可實現(xiàn)多種傳動形式和傳動比。
2、采用內(nèi)外齒形式將周轉輪系的太陽輪、齒圈輸入端分開，采用銷軸制動相關的齒輪，整體結構緊湊，控制簡單，便于操作。
3、輪系的輸入輸出關系由電子顯示裝置精確顯示，使同學們可以直觀的觀察齒輪機構的傳動特點。 
七、推廣價值高： 
1.復合輪系傳動演示機構是針對行星輪系結構原理復雜的特點，開發(fā)的一套適合課堂教學的演示系統(tǒng)，有助于加深學生的直觀印象和宏觀理解。
2.該演示機構能夠直觀顯示行星輪系的運動規(guī)律和特征，能提高教學質(zhì)量。
3.本機構易于組裝和加工，在實現(xiàn)不同的運動形式時控制簡單，定位可靠，操作方便。作為教具，其加工成本低廉，空間尺寸合理，能夠實現(xiàn)多種輪系的運動，教學效果良好，適合大范圍推廣。