第五章 轮系 1

1、15.1 轮系的类型第五章第五章 轮系轮系v 要求大传动比传动要求大传动比传动时针：时针：1圈圈分针：分针：60圈圈秒针：秒针：3600圈圈24小时小时一对圆柱齿轮，传动比不大于一对圆柱齿轮，传动比不大于5 57 7i = 60i = 60i = 36002即即利用轮系来实现利用轮系来实现34BABAABnni=ww5 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比设设1齿轮为首齿轮，齿轮为首齿轮，5齿轮为末齿轮齿轮为末齿轮已知已知1z2z3z4z5z2z3z1w2w3w4w5w2w3w求求轮系传动比轮系传动比15i由于6m外啮合的次数 平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）所

2、有主动轮齿数的乘积所有从动轮齿数的乘积mKAAKi) 1(-=ww7 3 2143214 zzzzzzi=传动比方向判断：画箭头传动比方向判断：画箭头 表示：在传动比大小前加正负号表示：在传动比大小前加正负号8输入、输出轮的轴线不平行的情况输入、输出轮的轴线不平行的情况空间定轴齿轮系圆柱齿轮、圆锥齿轮、螺旋齿轮或蜗杆蜗轮等9大小大小转向转向m) 1(-法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况）法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况）画箭头法（适合任何定轴轮系）画箭头法（适合任何定轴轮系）105421653226116) 1(zzzzzzzznni-=9202060604163=zzzzmin)/(160

3、914401616rinn=齿轮齿轮6 6与齿轮与齿轮1 1的转向关系可用标注箭头的方法来确定的转向关系可用标注箭头的方法来确定 11了解轮系的组成和类型了解轮系的组成和类型学会判断已知轮系属于何种轮系学会判断已知轮系属于何种轮系 熟练掌握定轴传动比计算熟练掌握定轴传动比计算掌握确定主、从动轮的转向关系掌握确定主、从动轮的转向关系 121314定轴齿轮系所有齿轮几何轴线的位置在运转过程中均固定不变所有齿轮几何轴线的位置在运转过程中均固定不变15在运转过程中至少有一个齿轮几何轴线的在运转过程中至少有一个齿轮几何轴线的位置并不固定，而是绕着其它定轴齿轮轴位置并不固定，而是绕着其它定轴齿轮轴线回转的

4、轮系线回转的轮系161718123233=-=F224243=-=F1920 混合轮系混合轮系? ?各周转轮系相互独立不各周转轮系相互独立不共用一个系杆共用一个系杆2122第五章第五章 轮系轮系5.2 5.2 轮系的传动比轮系的传动比 周转轮系的传动比周转轮系的传动比2 行星轮行星轮H 系杆（行星架）系杆（行星架）3 中心轮中心轮1 中心轮（太阳轮）中心轮（太阳轮）基本构件基本构件2324不能直接用定轴齿轮系传动比公式计算不能直接用定轴齿轮系传动比公式计算周转周转轮系传动比轮系传动比设法将其转化为定轴轮系，即设法使行星架不动设法将其转化为定轴轮系，即设法使行星架不动利用反转法附加公共转动Hw-

5、Hw- 周转轮系的传动比周转轮系的传动比以单排以单排2K-H2K-H型周转轮系为例说明传动比计算型周转轮系为例说明传动比计算25Hw-0=-HHww假想定轴轮系假想定轴轮系周转轮系周转轮系26构件齿轮1齿轮2齿轮3行星架H转化后角速度原来角速度1w2w3wHwHHwww-=11HHwww-=22HHwww-=330=-=HHHHwwwHw-27转化后定轴轮系传动比表示齿轮1和3相对于行星架H的传动比推广到一般情况假设齿轮n固定28一般周转轮系转化机构的传动比一般周转轮系转化机构的传动比各轮齿数已知，就可以确定各轮齿数已知，就可以确定w1、wn、wH之间的关之间的关系；如果两个已知，就可以计算出

6、第三个，进而系；如果两个已知，就可以计算出第三个，进而可以计算周转轮系的传动比。可以计算周转轮系的传动比。29 2132313113=-=zzzziHHHHHwwwwww875. 124287018 -=-=例1：z1=28，z2=18， z2=24，z3=70求： i1H875.101-=-HHwww875. 2875. 1111=HHiwwH1wH3w30例例2：z1=z2=48，z2=18, z3=24，w w1 1=250 =250 rad/srad/s，w w3 3= 100 = 100 rad/srad/s，方向如图所示。求方向如图所示。求： w wH 34100250-=-HHw

7、w2H2311w3w2132313113 =-=zzzziHHHHHwwwwww3418482448-=-=50=HwH1wH3wH2w正号为计正号为计算结果算结果负号为负号为1 1、3 3齿轮转向齿轮转向相反相反312H132例例3 3：图示为一大传动比的减速器，：图示为一大传动比的减速器，Z1=100，Z2=101，Z2=100，Z3=99 求：输入件求：输入件H H对输出件对输出件1 1的传动比的传动比i iH1H1 HHHiii1311111-=解解21322) 1(11-=zzzz100001001009910111=-=若Z1=99 1001-=Hi若Z2=1001001=Hi同一

8、结构形式的行星齿轮系，当一同一结构形式的行星齿轮系，当一轮齿数略有变化时其传动比会发生轮齿数略有变化时其传动比会发生巨大变化，甚至转向也会改变巨大变化，甚至转向也会改变行星轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的行星轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的32 混合轮系的传动比混合轮系的传动比在计算在计算混混合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴轮系来处理，也不能对整个机构采用转化机构的办法轮系来处理，也不能对整个机构采用转化机构的办法计算计算混混合轮系传动比的正确方法合轮系传动比的正确方法v 首先将各个基本轮系正确地区分开来首先将各个基本轮系

9、正确地区分开来v 分别列出计算各基本轮系传动比的方程式分别列出计算各基本轮系传动比的方程式v 找出各基本轮系之间的联系找出各基本轮系之间的联系v 将各基本轮系传动比方程式联立求解，即将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得可求得混混合轮系的传动比合轮系的传动比33122 33 41 H输 入输 出例例1 1：已知各轮齿数，：已知各轮齿数， 求传动比求传动比i i1H1H1 1、分析轮系的组成、分析轮系的组成 1 1，2 2，22，3 3定轴轮系定轴轮系 11，4 4，33，H H差动轮系差动轮系 2 2、分别写出各轮系的传动比、分别写出各轮系的传动比 定轴轮系定轴轮系 ： 周转轮系周转轮系

10、： 343 3、找出轮系之间的运动关系、找出轮系之间的运动关系 4 4、联立求解、联立求解1223341H输入输出35例例2 2：电动卷扬机减速器电动卷扬机减速器Z1=24，Z2=48，Z2=30，Z3=90,Z3=20，Z4=30，Z5=80,求求i1H1，2-2，3，H行星轮系行星轮系 3，4，5定轴轮系定轴轮系 1 1、分析轮系组成、分析轮系组成解2 2、写出传动比、写出传动比 1224H335H为输出件（H H，5 5为一整体）为一整体） 363 3、关联运动、关联运动4 4、联立、联立 122 4H33 5H为 输 出 件（H H，5 5为一整体）为一整体） 37例3：z1=20，z

11、2=30， z2=20， z3=40， z4=45， z4=44， z5=81， z6=80 求： i1612234456H32020403023123113=zzzziww定轴定轴99. 045808144 104654665665=-=-=-=zzzziHHHHHHwwwwwwwww01. 099. 0166=-=HHiww行星行星两个轮系的关系两个轮系的关系3ww=H混合轮系的传动比混合轮系的传动比30001. 0336116=Hiwwww38 实现大传动比传动实现大传动比传动 一对齿轮传动，一般传动比不得大于一对齿轮传动，一般传动比不得大于5 57 7，有需要获，有需要获得更大传动比时

12、，可利用定轴轮系的多级传动，也可得更大传动比时，可利用定轴轮系的多级传动，也可以采用周转轮系和复合轮系传动来实现。以采用周转轮系和复合轮系传动来实现。如39 实现变速和换向传动实现变速和换向传动 v 双联齿轮变速机构双联齿轮变速机构40v 车床走刀丝杠的三星轮换向机构车床走刀丝杠的三星轮换向机构41 实现多分路传动实现多分路传动 利用定轴轮系，可以通过主动轴上的若干齿轮分利用定轴轮系，可以通过主动轴上的若干齿轮分别把运动传给多个工作部件，从而实现分路传动别把运动传给多个工作部件，从而实现分路传动42 实现运动的合成与分解实现运动的合成与分解利用差动轮系的双自由度特点，可把两利用差动轮系的双自由

13、度特点，可把两个运动合成为一个运动个运动合成为一个运动v 运动的合成运动的合成两个输入，一个输出两个输入，一个输出运动合成运动合成11313-=-=zziH加法机构加法机构)(2131nnnH=312nnnH-=减法机构减法机构43v 运动的分解运动的分解一个输入，两个输出一个输入，两个输出运动分解运动分解差速器差速器1355335-=-=-=zznnnniHHH)(2153nnnH=LrLrnn-=53HHnrLrnnrLrn=-=53汽车左转汽车左转44实现运动的合成与分解实现运动的合成与分解45 实现大功率传动实现大功率传动 实现执行机构的复杂运动实现执行机构的复杂运动 在机构尺寸和重量

14、在机构尺寸和重量较小的条件下，实较小的条件下，实现大功率传动现大功率传动行星搅拌机行星搅拌机46基本要求基本要求熟练掌握周转轮系传动比计算熟练掌握周转轮系传动比计算熟练掌握熟练掌握混混合轮系传动比计算合轮系传动比计算熟练掌握轮系的功能熟练掌握轮系的功能学会根据工作要求选择轮系类型学会根据工作要求选择轮系类型熟练掌握熟练掌握混混合轮系传动比计算合轮系传动比计算熟练掌握轮系的功能熟练掌握轮系的功能学会根据工作要求选择轮系类型学会根据工作要求选择轮系类型47q 轮系类型的选择轮系类型的选择q 各轮齿数的确定：完成各级传动比分配各轮齿数的确定：完成各级传动比分配q 定轴轮系布置方案的选择：多方案比较选

15、优定轴轮系布置方案的选择：多方案比较选优484950 定轴轮系的设计定轴轮系的设计q 各轮齿数的确定：完成各级传动比分配各轮齿数的确定：完成各级传动比分配原则：原则：v 每级传动比在常用范围内每级传动比在常用范围内v 为了控制外廓尺寸和传动性能，大传动比可为了控制外廓尺寸和传动性能，大传动比可以通过多级传动实现以通过多级传动实现 齿轮传动，传动比齿轮传动，传动比5 57 7 蜗杆传动，传动比不大于蜗杆传动，传动比不大于8080 传动比大于传动比大于8 8一般设成两级一般设成两级 传动比大于传动比大于3030以上设成两级以上齿轮传动以上设成两级以上齿轮传动v 减速传动，前小后大，均匀变化减速传动

16、，前小后大，均匀变化v 传动比分配要同时考虑润滑、布局、传动比分配要同时考虑润滑、布局、结构尺寸等因素结构尺寸等因素51传动比大于传动比大于8 8设计成两级齿轮传动设计成两级齿轮传动暂定低速级传动比为高速级的两倍暂定低速级传动比为高速级的两倍采用试算法采用试算法52v 方案一方案一v 方案二方案二v 方案三方案三不同的方案视具体需求情况而定不同的方案视具体需求情况而定53 周转轮系的设计周转轮系的设计q 轮系类型的选择轮系类型的选择q 各轮齿数的确定各轮齿数的确定q 均载装置的设计均载装置的设计54 周转轮系的设计周转轮系的设计q 轮系类型的选择轮系类型的选择关键因素关键因素传动比、传动效率、

17、结构复杂程度、外廓尺传动比、传动效率、结构复杂程度、外廓尺寸、重量寸、重量v 传递运动时，优先考虑传动比，兼顾其他因传递运动时，优先考虑传动比，兼顾其他因素素v 传递动力时，优先考虑效率，其次考虑传动传递动力时，优先考虑效率，其次考虑传动比等因素比等因素55 周转轮系的设计周转轮系的设计q 各轮齿数的确定各轮齿数的确定v 传动比条件传动比条件v 同心条件同心条件v 装配条件装配条件v 邻接条件邻接条件56 周转轮系的设计周转轮系的设计q 各轮齿数的确定各轮齿数的确定v 传动比条件传动比条件57 周转轮系的设计周转轮系的设计q 各轮齿数的确定各轮齿数的确定v 同心条件同心条件58 周转轮系的设计

18、周转轮系的设计q 各轮齿数的确定各轮齿数的确定v 装配条件装配条件间必有整数个齿距与11装配条件为：装配条件为：59 周转轮系的设计周转轮系的设计q 各轮齿数的确定各轮齿数的确定v 邻接条件邻接条件为保证相邻两行星轮为保证相邻两行星轮的齿顶不发生碰撞的齿顶不发生碰撞要求中心连线大于两行要求中心连线大于两行星轮齿顶圆半径之和星轮齿顶圆半径之和60例：设计一个单排例：设计一个单排2K2KH H负号机构行星轮系，中心轮负号机构行星轮系，中心轮1 1为输入构件，系杆为输出构件，传动比为为输入构件，系杆为输出构件，传动比为22/322/3。初选初选4 4个均匀分布行星轮个均匀分布行星轮由装配条件得由装配条件得N N为正整数为正整数NZ1221233184