机械设计基础轮系

1、轮系,轮系的分类 定轴轮系传动比的计算 轮系的主要功用,将一系列相互啮合的齿轮组成传动系统，以实现变速、换向、大传动比、分路传动、运动分解与合成等功用。这种由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。,轮系的分类,定轴轮系,行星轮系,定轴轮系,行星轮系,定轴齿轮系传动比的计算,轮系的传动比大小:,1、一对圆柱齿轮传动 外啮合:相反 内啮合:相同 ,2、圆锥齿轮传动 同时指向(或背离)节点,3、蜗杆传动 左(右)手定则,定轴轮系传动方向:,例,定轴轮系的传动比,例 已知各齿轮的齿数Z1=20, Z2=40, Z2=15, Z3=60, Z3=18, Z4=18, Z7=20, 齿轮7的模数m=3mm,

2、蜗杆头数为1（左旋），蜗轮齿数Z6=40。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求齿条8的速度和移动方向。,例,惰轮(过轮):不影响传动比大小只起改变转向作用的齿轮,1、传递相距较远的两轴之间的运动和动力；,轮系的功用,2、获得大的传动比：,举例：图示为一大传动比的减速器， Z1=100，Z2=101， Z2=100，Z3=99 求：输入件H对输出件1的传动比iH1,若Z1=99,一对外啮合圆柱齿轮传动，其传动比一般可为i=5-7。但是行星轮系传动比可达i=1000,而且结构紧凑。,4、实现变速和换向,已知各齿轮的齿数Z1=20, Z2=42, Z2=19, Z3=68,

3、 Z3=18, Z4=19, Z5=35。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求：传动比i、齿轮5的转速和方向。,已知各齿轮的齿数Z1=21, Z2=65, Z2=25, Z3=27, Z3=48, Z4=56。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求：传动比i、齿轮4的速度和 转动方向。,已知各齿轮的齿数Z1=19, Z2=62, Z2=18, Z3=76, Z3=23, Z4=20, Z5=41, Z6=24，Z7=31。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求：传动比i、齿轮7的速度和 方向。,某主轴箱中，已知各齿轮齿数

4、分别为Z1=18、Z2=20，Z3=18、Z4=19、Z5=20、Z6=20、Z7=21，Z8=22、Z9=22、Z10= 18、Z11=30、Z12=26。且已知1轴的转速为n1=446.7转分，方向向上。问：该轮系可以输出几种转速？并求图示位置带轮轴的转速和方向。 6种,图示轮系中，各轮齿数为z1=z2=z3=z4=20，z3=z5 =60，模数均为m =2 mm，求 传动比 i15； 齿轮1、2及齿轮2、3的中心距a 12 ，a 23。已知主动轮1向上标明输出方向。,在图示的轮系中，已知z 1=15， z 2=25， z 2=15，z 3=30，z 3=15，z 4=30，z 4=2，z

5、5=60，z5=20 (m = 4 mm)，若n 1=500 r/min，求齿条6线速度v的大小和方向。,图示为一滚齿机工作台的传动系统，已知各轮齿数为z1=15，z 2=28，z 3=15，z 4=35，z 8 =1，z 9 =40；A为单线滚刀z A=1，B为被切轮坯。现欲加工64个齿的齿轮，求传动比i 57。,I39=i57z4 z9/ z3 z8 I1B= z2 zB/ z1 zA I39= I1B,（轮坯和齿轮9转速相同）,三轴五档位变速器结构简图,三轴式五档位变速器,六、各档换档过程,1、一档,2、二档,3、三档,4、四档,5、五档,6、倒档,4、实现运动的合成与分解,差动轮系：2

6、个输入，1个输出。合成,作业,定轴轮系传动比计算 论轮系的功用,汽车后桥的差速器,差动轮系不仅能将两个独立地运动合成为一个运动，而且还可将一个基本构件的主动转动，按所需比例分解成另两个基本构件的不同运动。汽车后桥的差速器就利用了差动轮系的这一特性。,几种特殊形式的行星传动简介,一、渐开线少齿差行星传动,固定的太阳轮1、行星轮2、行星架H及输出机构3（等角速比机构） 组成。 输出机构转速=行星轮的转速,特点：传动比大，结构紧凑，加工容易 同时啮合齿数少，承载能力低，计算复杂（变位）,二、摆线针轮行星传动 工作原理：输出机构与渐开线少齿差行星传动基本相同，其结构上的差别在于固定太阳轮的内齿是带套筒

7、的圆柱形针齿（称为针轮），行星轮2改为短幅外摆线的等距曲线作齿廓称为摆线轮。,特点：传动比大，结构紧凑，效率高，同时承担载荷的齿数多 齿廓间为滚动摩擦，所以传动平稳，承载能力高，磨损 小，寿命长。 加工工艺复杂，精度要求高，加工摆线齿轮需专用机床 和刀具。,三、谐波齿轮传动 这种传动是借助波发生器迫使相当于行星轮的柔轮产生弹性变形，来实现与钢轮的啮合。,谐波齿轮传动由三个基本构件组成： 谐波发生器（简称波发生器）是凸轮（通常为椭圆形）及薄壁轴承组成， 随着凸轮转动，薄壁轴承的外环作椭圆形变形运动（弹性范围内）。 刚轮是刚性的内齿轮。 （输入） 柔轮是薄壳形元件，具有弹性的外齿轮。（输出）,钢轮1，柔轮2，波发生H 柔轮2比