轮系分析上课讲义

轮系分析教学重点和难点：判断轮系的类型、空间轮系各轮转向确定。周转轮系传动比的计算方法。案例导入：如图11-1和图11-2所示的是齿轮系传动的两种典型应用实例。为什么在这些场合要应用轮系？轮系有哪些类型？如何进行计算轮系的相关参数？诸如此类的问题将在该章中阐述。在现代机械中，为了满足工作的需求，往往需要一系列齿轮的传动。例如：桥架类起重机小车运行机构要求将电动机的高转速通过减速器变为小车的低转速；机床通过变速器实现主轴的多种转速；汽车转弯半径不同使两个后轮获得不同的转速，需要一系列齿轮组成的差速器来完成。上述机械中的减速器、变速器和差速器，都是用一系列互相啮合的齿轮将主动轴的运动传到从动轴，这种由一系列齿轮组成的传动系统称为齿轮系，简称轮系。轮系着重讲述各种轮系传动比的计算方法。第11章轮系图11-1汽车变速器立体模型第11章轮系图11-2轮系在减速器中应用第11章轮系11.1轮系的分类11.2定轴轮系运动分析11.3周转轮系的运动分析11.4实训11.5习题11.1轮系的分类图11-3所示为建筑工地上常用的卷扬机，用于提升重物，此即为一个轮系。其中当制动器A压下而B抬起时，齿轮3固定不动，电动机通过带传动带动齿轮1、2和鼓轮4回转，实现重物的慢速提升；当制动器A抬起而B压下时，鼓轮4停转，齿轮2、3空转，便于将升降平台迅速停在所需楼层处；当制动器A、B同时抬起，电动机仍按原方向带动齿轮1回转，通过齿轮2、3的回转实现鼓轮4在升降平台的重力作用下快速反转，达到升降平台快速下降、提高工效的目的。按照轮系运转时各个齿轮的轴线相对于机架的位置是否固定，轮系分为两类。(1) 定轴轮系。在传动时，轮系中各齿轮轴线位置相对于机架都是固定的，如图11-4所示。(2) 周转轮系。在传动时，轮系中至少有一个齿轮的轴线不是固定的，它绕另一齿轮的固定轴线转动，如图11-5中齿轮2的轴线绕着齿轮1的轴线在旋转。11.1轮系的分类图11-3卷扬机传动系统11.1轮系的分类图11-4定轴轮系11.1轮系的分类图11-5周转轮系11.2定轴轮系运动分析11.2定轴轮系运动分析11.2定轴轮系运动分析11.2定轴轮系运动分析11.2定轴轮系运动分析例11-1

如图11-7所示为某汽车变速箱，共有四档转速。齿轮1和2为常啮合齿轮，齿轮4和6可沿滑键在轴Ⅱ上移动。第一档传动路线为：齿轮1-2-5-6；第二档为：齿轮1-2-3-4；第三档由离合器直接将Ⅰ轴和Ⅱ轴相联，为直接档；第四档为：齿轮1-2-7-8-6，为倒档。z1=20，z2=35，z3=28，z4=27，z5=18，z6=37，z7＝14，求各档传动比。11.3周转轮系的运动分析11.3.1周转轮系的组成及类型11.3.2周转轮系的传动比计算11.3周转轮系的运动分析11.3.1周转轮系的组成及类型

在如图11-9所示的轮系中，齿轮1、3及构件H各绕其固定轴线O1、O3和OH转动(三轴线重合)。齿轮2空套在固定于构件H的轴上。当构件H转动时，齿轮2一方面绕自己的轴线O2转动(自转)，同时又随构件H绕固定轴线OH转动(公转)，此轮系即为周转轮系。在周转轮系中，轴线位置固定的齿轮，称为中心轮(或太阳轮)，见图中的齿轮1和3。轴线位置绕另一固定轴线回转，即兼有自转和公转的齿轮，称为行星轮，图中的齿轮2。支承行星轮并绕固定轴线回转的构件，称为转臂(或系杆或行星架)，用H表示。注意：在周转轮系中，必须保证转臂和太阳轮回转轴线共线，否则轮系不能回转。通常以中心轮和转臂作为该机构的输入与输出构件，故它们是周转轮系的基本构件。如图11-9(a)所示的周转轮系，它的两个中心轮都能转动，机构的自由度为2，称其为差动轮系。如图11-9(b)所示的周转轮系，只有一个太阳轮能转动，机构的自由度为1，称其为行星轮系。如图11-9(c)所示的周转轮系，转臂H固定不动(即)，行星轮2只能绕固定轴线O2自转，该轮系转化为定轴轮系。11.3.1周转轮系的组成及类型

11.3.2周转轮系的传动比计算

11.3.2周转轮系的传动比计算

11.3.2周转轮系的传动比计算

11.4实训实训目的掌握定轴轮系传动比的计算。掌握周转轮系传动比的计算。11.4实训实训过程实训1在如图11-3所示的卷扬机传动系统中，轮系各轮的齿数如图示，齿轮1所在轴的转速，计算：当制动器A压下而B抬起时，鼓轮4的转速；当制动器A抬起而B压下时，齿轮2的转速；当制动器A、B同时抬起，齿轮3的转速为，转向与齿轮1相同，齿轮2的转速。11.4实训实训要求(1) 实习时注意观察生产中应用的卷扬设备。(2) 对三种不同情况的计算进行分析，了解轮系的实用性。11.4实训实训总结通过本章的实训，了解轮系构成的基本知识，掌握定轴轮系、周转轮系传动比的计算。11.5习题填空题(1) 在周转轮系中，既有自转又有公转的齿轮称为__________；该齿轮的支撑构件称为__________；绕固定轴线转动的齿轮称为__________；周转轮系的基本构件是__________和__________。(2) 自由度为1的周转轮系是__________。(3) 差动轮系的自由度为__________。11.5习题选择题(1) ()轮系中的两个中心轮都是运动的。 A. 行星 B. 周转 C. 差动(2) ()轮系中必须有一个中心轮是固定不动的。 A. 行星 B. 周转 C. 差动(3) 在平面定轴轮系中，传动比的符号可由()决定。 A. 内啮合齿轮对数 B. 外啮合齿轮对数 C. 相啮合齿轮的对数(4) 周转轮系传动比的计算是采用()将周转轮系转化为()。 A. 正转法 B. 反转法 C. 定轴轮系 D. 行星轮系11.5习题判断题(1) 定轴轮系的自由度必然等于1。