机械设计基础（3D版）课件 第9章 轮系

第9章

轮系机械设计基础（3D版）轮系的分类9.1轮系的传动比9.2轮系的功用9.3目录contents１.定轴轮系轮系运转时，所有齿轮的几何轴线位置都是固定不变的轮系，称为定轴轮系。§1轮系的分类由一系列齿轮组成的齿轮传动系统称为轮系。一、轮系的分类§1轮系的分类2.周转轮系轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线并不固定，可绕其它定轴齿轮的轴线回转的轮系，称为周转轮系。自转公转轴线位置固定的齿轮与行星轮啮合支撑行星轮

组成行星架太阳轮基本构件绕同一轴线回转注意：单一周转轮系中行星架与两个太阳轮的几何轴线必须重合，否则不能转动。机架行星架H支承活动构件行星轮太阳轮§1轮系的分类1）周转轮系的结构组成F=3n-2PL-PH=3×4-2×4-2=2F=3n-2PL-PH=3×3-2×3-2=1按自由度分类差动轮系行星轮系2）周转轮系的类型§1轮系的分类二、轮系的传动比轮系的传动比是指，轮系中输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比。轮系传动比的计算，包括计算传动比的大小及确定两轴的转向关系两个方面的内容。§2轮系的传动比（外啮合，转向相反）（内啮合，转向相同）一对空间齿轮两轮转向在图上画箭头表示一对圆柱齿轮传动比：§2轮系的传动比1.定轴轮系的传动比计算1）平面定轴轮系的传动比计算定轴轮系中所有齿轮的轴线都是相互平行的，即全部由圆柱齿轮组成的轮系，称为平面定轴轮系。轮系的传动比大小§2轮系的传动比各对啮合齿轮的传动比：双联齿轮：n3=n3´,n4=n4，※齿轮2称为惰轮或过桥齿轮：仅能改变齿轮的转向。负号表示齿轮1和齿轮5的转向相反§2轮系的传动比2）空间定轴轮系的传动比计算定轴轮系中至少有一对齿轮的轴线不相互平行,这种轮系称为空间定轴轮系。在空间定轴轮系中常有圆锥齿轮传动或蜗杆传动等空间齿轮传动，两轮的转向关系只有用画箭头的方法在图上表示。§2轮系的传动比对于蜗杆传动，从动件蜗轮的转向主要取决于蜗杆的转向和旋向。用左、右手法则来确定，右旋用右手判断、左旋用左手判断。例如，如图所示为右旋蜗杆蜗轮，用右手法则判断，即右手握住蜗杆，四指沿蜗杆转动方向弯曲，则拇指所指方向的相反方向即是蜗轮与蜗杆啮合点的线速度方向，因此图中蜗轮是逆时针转动的。定轴轮系传动比大小为：在应用上式时请注意：

1）若各轮轴线平行，可用（-1）m来判断首轮和末轮转向关系,m代表外啮合齿轮的次数；也可用画箭头的方法判断。2）若各轮轴线不平行（轮系中有锥齿轮或蜗杆传动）时，只能用画箭头的方法判断其转向关系。

§2轮系的传动比例-1：图示的定轴轮系中，已知z1=15,z2=25,z2′=z4=14,z3=24,z4′=20,z5=24,z6=40,z7=2,z8=60;若n1=800r/min,求传动比i18、蜗轮8的转速和转向。

解：75'43'21865432zzzzzzzzzzzzmin/8min/1008001818rrinn===100=81nn=18i=各轮转向如图所示。§2轮系的传动比方法：反转法原周转轮系假想的定轴轮系原周转轮系的转化轮系思路：把动轴齿轮定轴齿轮套用定轴轮系传动比公式给整个轮系加上一个－nH（绕固定轴线转动），则H相对固定。2.周转轮系的传动比计算§2轮系的传动比1）周转轮系传动比计算的基本思路转化前转化后§2轮系的传动比§2轮系的传动比该转化轮系传动比计算公式：2）周转轮系传动比的计算方法式中“-”号表示齿轮1和齿轮3在转化机构中的转向相反。§2轮系的传动比应用上式时应注意：

1）式中的齿轮A、K及行星架H的轴线平行。

2）式中的“iAKH”号表明转化机构中齿轮A、K间的转向关系，应用上式时应首先用画箭头的方法确定iAKH

的正负号.3）转速nA

、nH

和nK

均为代数值，代入公式时应同时带入正、负号。计算时假定某一转向为正，则转向相反者须加负号代入。转化轮系传动比的通用计算公式：各主动轮齿数的乘积至转化轮系中由各从动轮齿数的乘积至转化轮系中由KAnnnnnniHKHAHKHAHAKKA±=--==式中，

iAKH为转化机构中由主动轮A至从动轮K的传动比。转化机构中齿轮A和K的转向，可用画箭头的方法确定。转向相同时，

为“+”，称为正号机构；转向相反，

为“-”，称为负号机构。§2轮系的传动比设n1转向为正，代入数值得例-2在图示周转轮系中，各轮齿数z1=27，z2=17，z3=61。n1=6000r/min,求行星架的转速nH和传动比i1H及行星轮2的转速n2

。解：正号表示nH和n1转向相同。负号表示轮2的转向与轮1相反。§2轮系的传动比例-3

图示轮系，各轮齿数z1=20,

z2=24,

z2’=30,z3=40，n1=200r/min，n3=100r/min,且1、3转向相同，求nH

的大小和转向。解：

此轮系需用箭头法确定式中正负号设n1转向为正，则

得nH=-600r/min轮1和轮3在转化机构中的转向相同负号表示H的转向与1相反§2轮系的传动比定轴轮系单一周转轮系1、区分

太阳轮——行星轮——太阳轮行星架H2、按基本轮系分别列方程3、分析基本轮系间关系，将方程联立求解3.复合轮系的传动比计算§2轮系的传动比例如图所示复合轮系中，已知各轮齿数ZA=25,ZB=30,Zc=60，ZD=50,ZE=52，ZF=58，nA=50r/min，nH=100r/min,nA

和nH转向相同，求齿轮F的转速。

解：定轴轮系：轮A—B周转轮系传动比：定轴轮系传动比：(负号说明齿轮F与齿轮A转向相反）因

nB=

nC，设

nA

转向为正（3）联立求解（1）分解（2）分别计算：周转轮系：轮C—D=E—FH§2轮系的传动比1.实现大传动比传动

用途⒉实现变速与换向传动⒊实现多路传动⒋实现运动的合成或分解⒌实现结构紧凑的大功率传动§3轮系的功用1.实现大传动比传动⑴采用定轴轮系，齿轮和轴的增多会使机构趋于复杂⑵采用行星轮系，很少几个齿轮可得到很大的传动比图示行星轮系中，z1=100，z2=101，z2′=100，z3=99时，

则其传动比为iH1=(当z1=100变为99，则传动比为10000。（n3=0)少数几个齿轮可以获得很大的传动比§3轮系的功用iH1=-100)

第一档齿轮5、6相啮合；第二档齿轮3、4相啮合；第三挡离合器A、B相嵌合；倒退挡齿轮6、8相啮合；此时由于惰轮8的作用，输出轴反转。汽车变速箱⒉实现变速与换向传动§3轮系的功用

利用轮系可以使一个主动轴带动若干个从动轴同时旋转。滚齿机床的刀具与工件的分路传动图⒊实现多路传动§3轮系的功用图示差动轮系中，z1=z3这种轮系