机械基础轮系

机械基础轮系第1页/共49页第六章轮系

在实际使用的机械设备中，依靠一对齿轮传动往往是不够的，需要多对或多级齿轮传动来完成人们所预期的功用要求和工作目的，为此就有必要采用轮系。由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统称为轮系。第2页/共49页【教学内容】轮系分类及其应用特点定轴轮系传动比计算定轴轮系中任意从动齿轮的转速计算第3页/共49页§6—1轮系的分类及其应用特点一、轮系的分类

轮系的形式很多，按照轮系传动时各齿轮的轴线位置是否固定分为定轴轮系、周转轮系和混合轮系三大类。

第4页/共49页定轴轮系1该机构中所有齿轮均具有固定几何轴线位置，可以实现大的传动比、变速、变向及回转的合成或分解。1、定轴轮系第5页/共49页定轴轮系2

该机构中所有齿轮均具有固定几何轴线位置，可以实现大的传动比、变速及变向1、定轴轮系第6页/共49页1、定轴轮系

当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线位置相对于机架固定不变，也称为普通轮系。

单式轮系复式轮系回归轮系第7页/共49页定轴轮系运动结构简图第8页/共49页2、周转轮系

当轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对于机架的位置是不固定的，而是绕另一个齿轮的几何轴线转动。

行星轮系

差动轮系注意它们之间的区别第9页/共49页第10页/共49页3、混合轮系

在轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系。

第11页/共49页知识链接齿轮在轴上的固定方式齿轮与轴之间的关系结构简图单一齿轮双联齿轮固定（齿轮与轴固定为一体，齿轮与轴一同转动，齿轮不能沿轴向移动）空套（齿轮与轴空套，齿轮与轴各自转动，互不影响）滑移（齿轮与轴周向固定，齿轮与轴一同转动，但齿轮可沿轴向滑移）第12页/共49页二、轮系的应用特点1、可获得较大的传动比一对齿轮传动比一般不大于3~5，imax≤8。大传动比可用定轴轮系多级传动实现，也可利用周转轮系和复合轮系实现。第13页/共49页应用实例：啤酒大麦发酵池

为了使搅拌器缓慢移动，以达到充分搅拌的目的，在电机到移动齿轮间采用了一个行星减速器，其传动比高达702.25。第14页/共49页一对齿轮受结构限制，中心距较近。2、可作较远距离的传动轮系节省材料、减轻重量、降低成本和空间。第15页/共49页增加中间轮2实现变向要求一对外啮合齿轮，主、从动轮（1、3）转向相反中间轮（惰轮或过桥轮）131323、可方便地实现变速和变向要求第16页/共49页二级变速三星轮换向机构第17页/共49页汽车齿轮变速箱IIIIVIII第18页/共49页123H45123H行星架H的转速是轮1、3转速的合成。汽车后桥差速器的轮系可根据转弯半径大小自动分解，nH使n1、n3符合转弯的要求4、可合成或分解运动第19页/共49页非平行轴（空间）定轴轮系一、定轴轮系中各轮转向的判断按照轮系中各齿轮的轴线是否平行，有两种情况：平行轴（平面）定轴轮系1、用标注箭头来确定；2、通过数外啮合齿轮的对数来确定外啮合齿轮的对数为偶数，则首末两轮转向相同外啮合齿轮的对数为奇数，则首末两轮转向相反§6—2定轴轮系传动比计算第20页/共49页平面轮系空间轮系第21页/共49页一对圆柱齿轮传动转向的表达12121212外啮合：两轮转向相反内啮合：两轮转向相同注：箭头表示可见侧圆周速度方向。第22页/共49页一对圆锥齿轮传动转向的表达两箭头同时指向啮合点两箭头同时相背啮合点1212注：蜗杆传动按第六章。第23页/共49页思考！平行轴传动的定轴轮系1233′451、用标注箭头来确定；2、因外啮合齿轮的对数为偶数（2对），则1、5两轮转向相同。如何判断以下定轴轮系中各轮的转向？第24页/共49页轮系中各轮回转方向只能用箭头标注在图上。156342ⅠⅡⅣⅢ非平行轴传动的定轴轮系思考！如何判断以下定轴轮系中各轮的转向？第25页/共49页二、传动比1432ⅠⅡⅢ两级齿轮传动装置1、传动路线动力输入传动路线动力输出在计算传动比大小之前要先学会分析传动路线第26页/共49页例1

如图所示轮系，分析该轮系传动路线。解该轮系传动路线为：ⅠⅢⅡⅣⅤⅥⅠⅡⅢⅣⅤⅥ第27页/共49页2、传动比计算以前述两级齿轮传动装置为例，求其总传动比。即定轴轮系的传动比等于首末两轮的转速之比。由上式可知，定轴轮系的传动比为：1432ⅠⅡⅢ传动路线第28页/共49页平行轴定轴轮系中，若以1表示首轮，以k轮表示末轮，外啮合的对数为m,则总传动比为：当结果为正，表示首末两轮回转方向相同。当结果为负，表示首末两轮回转方向相反。注：转向也可用箭头在图上依次画出来确定。第29页/共49页例2

如图所示轮系，已知各齿轮齿数及n1转向，求i19和判定n9转向。136897542ⅠⅥⅡⅣⅢⅤ为正，首末两轮回转方向相同。惰轮解：转向也可通过在图上依次画箭头来确定。注：齿轮z2的大小对总传动比i19毫无影响，叫惰轮。第30页/共49页惰轮（中间轮或过桥轮）的应用惰轮惰轮加奇数个惰轮，首末两轮转向相同。加偶数个惰轮，首末两轮转向相反。惰轮只改变从动轮回转方向，不改变传动比大小。知识链接第31页/共49页2576431ⅠⅡⅣⅢⅤ例3如图所示，已知z1=24，z2=28，z3=20，z4=60，z5=20，z6=20，z7=28，齿轮1为主动件。分析该机构的传动路线；求传动比i17；若齿轮1转向已知，试判定齿轮7的转向。第32页/共49页分析该轮系传动路线为：ⅠⅡⅢⅣⅤ解根据公式结果为负值，说明从动轮7与主动轮1的转向相反。各轮转向如图中箭头所示。第33页/共49页惰轮2576431ⅠⅡⅣⅢⅤ第34页/共49页§6—3定轴轮系中任意从动齿轮的转速计算一、任意从动齿轮的转速计算由定轴轮系的传动比：得定轴轮系中任意从动轮转速n末：第35页/共49页10ⅠⅡⅢⅣ1234596781条3条1条问：Ⅳ轴可获得几种转速？解：（1）找出各轴间传动线路的数量。（2）一般情况下，变速级数等于各轴间传动线路数量的连乘积。因此Ⅳ轴可获得1×3×1=3种转速。变速级数的判定6-7-8为三联滑移齿轮滑移齿轮变速机构第36页/共49页分别求出该变速机构中Ⅳ轴的三种转速各为多少？分析该变速机构的传动路线为:Ⅰ（nⅠ

）ⅡⅢⅣ（nⅣ

）(1)5-6啮合时

nⅣ(2)4-7啮合时

nⅣ(3)3-8啮合时

nⅣ例4解：第37页/共49页轮系末端是齿条传动的计算简易机床拖板箱传动系统末轮z的转速为：末轮z的移动速度为：输入轴每回转一周，末轮z沿齿条的移动距离为：末轮z的模数末轮z的齿数特例第38页/共49页练习1、如图所示为多刀半自动车床主轴箱的传动系统。已知：带轮直径D1=D2=180mm,z1=45，z2=72，z3=36，z4=81，z5=59，z6=54，z7=25,

z8=88.试求：当电动机转速n1=1443r/mm时，主轴Ⅲ的各级转速。第39页/共49页1-3和5-7为双联滑移齿轮1条2条2条ⅠⅡⅢD12486D2317

5第40页/共49页分析该变速机构的传动路线为:ⅠⅡⅢ（nⅢ

）第41页/共49页Ⅴ轴可获得1×2×2=4种转速。ⅠⅡⅢD12486D2317

5（1）1-2和5-6啮合（2）1-2和7-8啮合（4）3-4和5-6啮合（3）3-4和7-8啮合nⅢnⅢnⅢnⅢ解：第42页/共49页练习

2、如图所示，已知：z1=16，z2=32，z3=20，z4=40，蜗杆z5=2，蜗轮z6=40，n1=800

r/min。试分析该传动机构的传动路线；计算蜗轮的转速n6并确定各轮的回转方向。解：1234ⅠⅡⅢ56分析该变速机构的传动路线为:Ⅰ（nⅠ

）ⅡⅢ第43页/共49页小结定轴轮系中各轮转向的判断方法：平行轴传动的定轴轮系：1、用标注箭头来确定；2、当外啮合齿轮的对数为偶数，则首末两轮转向相同；为奇数时，则转向相反。非平行轴传动的定轴轮系：只能用标注箭头来确定。定轴轮系的传动比为：第44页/共49页小结1、定轴轮系中任意从动轮转速n末：2、轮系末端是齿条传动的计算末轮z的移动速度为：输入轴每回转一周，末轮z沿齿条的移动距离为：模数、齿数第45页/共49