《液压传动》-项目五轮系

能力目标能够分析机器设备中的变速系统的工作情况。知识目标1、了解轮系的组成、分类和各种轮系的特点；2、了解轮系的应用。3、掌握定轴轮系和周转轮系、混合轮系传动比的计算；教学目标任务1：定轴轮系任务2：周转轮系任务3：混合轮系学习任务汽车在行驶的过程中有几种向前行驶和一种后退的速度，这种变速和变向是通过汽车变速箱的传动系统来实现的。任务导入

如图所示为汽车变速箱的传动图，其中轴Ⅰ为输入轴，轴Ⅱ为输出轴。牙嵌式离合器的一半A与齿轮1固联在轴Ⅰ；另一半B与轴Ⅱ相联，这类变速箱可获得4档输出转速。第1档：低速前进；第2档：中速前进；第3档：高速前进；第4档：低速倒车；任务分析布置任务1、分析此轮系的类型（定轴轮系、周转轮系、混合轮系）？2、已知：z1=15，z2=50，z3=40，z4=25，z5=35，z6=30，z7=10，z8=8均为标准齿轮传动。轴1的输入转速为n1=1450r/min，求轮系的传动比，及输出轴Ⅱ的4档输出转速n。1、轮系定义用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。

2、轮系类型根据轮系运转时各齿轮的轴线在空间的位置是否固定，可将轮系分为下列几类。

（1）定轴轮系所有齿轮轴线位置固定

（2）周转轮系至少有一个齿轮轴线位置不固定

（3）复合轮系定轴轮系+周转轮系;几个周转轮系构成。

一、轮系概述相关知识任务1定轴轮系定轴轮系周转轮系复合轮系

若已知齿轮1的旋转角速度为ω1，转速为n1，齿数为z1；齿轮2的旋转角速度为ω2，转速为n2，齿数为z2。则一对齿轮的传动比为

其中外啮合取负号，表示主、从动轮转向相反；内啮合取正号，表示主、从动轮转向相同。二、定轴轮系的传动比

外啮合齿轮内啮合齿轮

轮系的传动比：是首轮（轮1）和末轮（轮N）转速之比，用i1n表示。

定轴轮系传动比的计算公式

1ni所有主动轮齿数连乘积所有从动轮齿数连乘积==11nnwwnn=(-1)m齿轮4-惰轮布置任务1、分析此轮系的类型（定轴轮系、周转轮系、混合轮系）？2、已知：z1=15，z2=50，z3=40，z4=25，z5=35，z6=30，z7=10，z8=8均为标准齿轮传动。轴1的输入转速为n1=1450r/min，求轮系的传动比，及输出轴Ⅱ的4档输出转速n。第1档：低速前进；第2档：中速前进；第3档：高速前进；第4档：低速倒车；任务实施解：1、轮系的类型：定轴轮系

2、轮系传动比（1）首末两轮轴线平行两轮转向相同，用在其传动比前加注“+”来表示两轮转向相反，则用在其传动比前加注“-”来表示

1）轮系中所有齿轮轴线是平行的，在传动比前加上(-1)m。

2）如果中间有轴线不平行的情况，用画箭头的方法确定转向，在传动比前加±。

首、末轮转向关系的确定（2）首末两轮轴线不平行首末两轮轴线不平行时，只能用在图上标注箭头的方法来确定它们的转向。圆锥齿轮，表明一对齿轮转向的箭头或同时指向节点，或同时背离节点蜗轮蜗杆，应根据蜗杆的转向和螺旋线的方向用以下方法确定蜗轮的转向：右旋蜗杆用右手，左旋蜗杆用左手，使四指的弯曲方向与蜗杆转向一致，此时拇指的指向即为蜗轮啮合处线速度的方向，由此即可决定蜗轮的转向。

圆锥齿轮传动蜗轮蜗杆传动

如图所示的定轴轮系，设已知z1=15，z2=25，z2'=14，z3=20，z4=14，z4'=20，z5=30，z6=40，z6'=2，z7=60均为标准齿轮传动。若已知轮1的转速为n1=200r/min，从A向看为顺时针转动，试求轮7的转速n7及转动方向。典型例题分析：解1）计算该轮系的传动比2）用画箭头的方法判断蜗轮的转向为顺时针。

3）计算蜗轮的转速n7。

故蜗轮以2r/min的转速沿顺时针方向转动。

总结定轴轮系传动比的计算轮系的基本概念及类型任务二

周转轮系一

周转轮系传动比的计算

由于周转轮系中齿轮轴线位置不固定，所以周转轮系传动比不能直接用定轴轮系传动比的计算方法来计算。将周转轮系转化为假想的定轴轮系，然后利用定轴轮系传动比的计算公式计算周转轮系传动比。对整个周转轮系加上一个与转臂的转速大小相等而方向相反的公共转速（-nH）后，转臂变为固定不动，行星齿轮也随之固定，原轮系转化为定轴轮系。周转轮系

转化机构中各构件的转速为：构件周转轮系转速（原转速）转化机构转速(相对于行星架的转速)1n1n1H=n1－nH2n2n2H=n2－nH3n3n3H=n3－nHHnHnHH=nH－nH

转化机构的传动比：

在齿数已知的前提下，可由n1、n3和nH求得周转轮系的传动比。将此式推广即得周转轮系转化机构传动比计算的一般公式：

1)齿轮1、N及行星架H的回转轴线必须相互平行或重合，否则两轮转速不能进行代数和。2)将n1、nN及nH的已知数据代入公式时，必须将表示其转动方向的正负号一起代入。设其中之一转向为正，其他构件的转向与其相同者为正，相反者为负。计算出的构件转速根据计算结果的正负，可确定其真实转向。使用公式时需注意的问题

3）转化机构的传动比应按照相应的定轴轮系传动比的计算方法求出。对于不含空间齿轮的轮系，可用(-1)m来决定传动比的正负号；若轮系中含有空间齿轮，则必须采用画箭法为了与轮系中各构件的实际转向相区别，转化机构中构件转向一般应使用虚箭头。使用公式时需注意的问题例6-3图6-2-3所示的轮系中，已知z1=100，z2=101，z2'=100，z3=99，均为标准齿轮传动。试求iH1。例6-4

图6-2-4所示的轮系中，已知z1=40，z2=40，

z3=40，均为标准齿轮传动。试求。解：由式（6-2）得其“－”号表示轮1与轮3在反转机构中的转向相反。例题分析一例如图所示的行星轮系中，z1=27，z2=17，z3=61，已知n1=6000r/min。试求传动比i1H和行星架H的转速nH。

解此轮系转化机构的传动比为：

设n1转向为正，则nH的转向与n1的转向相同。练习一行星轮系如图所示。已知Z1=15,Z2=25,Z3=20,Z4=60,n1=200r/min,n4=50r/min,且两太阳轮1、4转向相反。试求行星架转速nH及行星轮转速n3。任务三混合轮系

既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或者包含几部分的周转轮系。具体步骤为

1）正确划分轮系。先把周转轮系划分出来，即找出回转中心运动的行星轮，找出支撑行星轮的行星架（实际形状不一定呈现简单的杆状），找出与行星轮啮合的所有太阳轮。每一个行星架，连同其上的行星轮，以及与行星轮相啮合的太阳轮就组成一个周转轮系。将所有周转轮系找到后，剩下的即为定轴轮系。

2)分别写出各轮系传动比的计算公式。

3)找出各轮系间的联系条件。

4)联立求解各计算公式，得出所需的传动比或转速。

例如图所示的混合轮系，已知z1=20，z2=40，z2'=20，z3=30，z4=60，均为标准齿轮传动。试求i1H。

解1）分析轮系。由图可知该轮系为一平行轴定轴轮系与行星轮系组成的混合轮系，其中行星轮系2´-3-4-H，定轴轮系1-2。2）分别写出各轮系传动比的计算公式定轴轮系：即

n1=-2n2行星轮系：

3）分析轮系中各轮之间内在关系。可知：n4=0，n2=n2′4）联立求解。代入n4=0，n2=n2′

得

即

由于

n1=-2n2

所以计算结果说明：齿轮1转1圈，行星架H转8圈，且二者的转动方向相反。练习例图示的电动机卷扬机减速器中，已知各轮的齿数Z1=18,Z2=39,Z'2=35,Z3=130,Z'3=18,Z4=30,Z5=78。求传动比i15。

轮系的应用

1）实现分路传动。如图所示的定轴轮系，利用这个轮系可以使一个主动轴带动7个从动轴同时转动，实现7路输出。2）实现相距较远的两轴之间的传动。如图所示的定轴轮系，当输入轴与输出轴相距较远时，若用一对齿轮机构（图中虚线所示），则齿轮尺寸很大，也很笨重。但若改用实线所示的轮系，则尺寸减小，重量减轻。3）实现变速或变向传动任务三轮系在汽车上的应用1、手动变速器双离合自动变速器2、自动变速器辛普森式行星齿