第五章輪系

5-1輪系及其類型

5-2定軸輪系及其傳動比

5-3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比

5-4復(fù)合輪系及其傳動比5-5輪系的應(yīng)用5-6幾種特殊行星輪系介紹由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)稱為輪系。

5-1輪系及其類型齒輪機構(gòu)輪系輪系：由一對以上的齒輪組成的齒輪系統(tǒng)。傳動比一般不大于5-7可實現(xiàn)較大的傳動比8avi多路齒輪機構(gòu)傳動輪系的功用：用于原動機和執(zhí)行機構(gòu)之間的運動和動力傳遞。原動機減速裝置執(zhí)行機構(gòu)輪系

根據(jù)輪系在運轉(zhuǎn)過程中，各齒輪的幾何軸線在空間的相對位置是否變化，可以將輪系分為三大類：

定軸輪系

周轉(zhuǎn)輪系

混合輪系定軸輪系：輪系運轉(zhuǎn)過程中，所有齒輪軸線的幾何位置都相對機架固定不動。定軸輪系平面定軸輪系空間定軸輪系平面定軸輪系：各齒輪在同一個平面或互相平行的平面內(nèi)運動。特點：均是由圓柱齒輪組成，各齒輪軸線平行。輸入輸出輸出空間定軸輪系：

并不是所有的齒輪均在同一個平面或互相平行的平面內(nèi)運動。特點：其中至少包含一對蝸輪蝸桿或圓錐齒輪。周轉(zhuǎn)輪系:輪系在運轉(zhuǎn)過程中，至少有一個齒輪軸線的幾何位置不固定，而是繞著其它定軸齒輪的軸線回轉(zhuǎn)。2——行星輪H——系桿（轉(zhuǎn)臂）3——中心輪K1——中心輪（太陽輪）K基本構(gòu)件特點：系桿H與兩個中心輪繞互相重合的軸線轉(zhuǎn)動。差動輪系（F＝2）兩個中心輪均為活動構(gòu)件。行星輪系（F＝1）其中一個中心輪固定不動?；拘椭苻D(zhuǎn)輪系按F不同可分為：行星輪系和差動輪系。

根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系中基本構(gòu)件的不同

(1)2K-H型周轉(zhuǎn)輪系單排式雙排式

(2)3K型周轉(zhuǎn)輪系具有三個中心輪的周轉(zhuǎn)輪系一個周轉(zhuǎn)輪系由行星輪、系桿和中心輪等幾部分組成，其中，中心輪和系桿的運轉(zhuǎn)軸線重合。雙排式行星齒輪機構(gòu)行星齒輪中心齒輪行星架齒圈組裝圖自動變速器《汽車構(gòu)造》第16章自動變速器

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行星齒輪機構(gòu)動畫dpxxcljg.mpg定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系混合輪系：輪系中既包含定軸輪系又包含周轉(zhuǎn)輪系，或由幾個周轉(zhuǎn)輪系組成。周轉(zhuǎn)輪系I周轉(zhuǎn)輪系II輪系的傳動比：

傳動比的大小輸入、輸出軸的轉(zhuǎn)向關(guān)系輪系傳動比計算

外嚙合內(nèi)嚙合齒輪機構(gòu)的傳動比平面齒輪機構(gòu)注：可用“+”、“-”號表示方向。注：用箭頭表示方向?？臻g齒輪機構(gòu)求：大小：定軸輪系的傳動比計算

平面定軸輪系（各齒輪軸線相互平行）惰輪轉(zhuǎn)向的確定過橋輪（惰輪）

在輪系中，過橋輪或惰輪的特征是：它既是前一對齒輪傳動中的從動齒輪又是后一對齒輪傳動中的主動齒輪。

空間定軸輪系（輸入軸與輸出軸軸線平行）傳動比方向判斷：畫箭頭表示：在傳動比大小前加正負(fù)號空間定軸輪系（輸入軸與輸出軸軸線不平行）傳動比方向判斷表示畫箭頭定軸輪系的傳動比

大?。恨D(zhuǎn)向：法（只適合所有齒輪軸線都平行的情況）畫箭頭法（適合任何定軸輪系）結(jié)果表示：±（輸入、輸出軸平行）圖中畫箭頭表示（其它情況）能否按照定軸輪系傳動比計算公式進(jìn)行計算？截取北航課件行星輪系動畫，插入在此處。截取北航課件行星輪系動畫，插入在此處。5-3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比w

H-w

H周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)周轉(zhuǎn)輪系w

H-

w

H=0假想定軸輪系“-”的意義？注：表達(dá)式中w1、wn、wH帶正負(fù)號的代數(shù)量。若基本構(gòu)件的實際轉(zhuǎn)速方向相反，則w的正負(fù)號應(yīng)該不同。例1：z1=15，z2=25，z2’=20，z3=60

求：i1H？試判斷H為輸入構(gòu)件時，該輪系是減速還是增速？解：增速周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算方法周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機構(gòu)：假想的定軸輪系計算轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比計算周轉(zhuǎn)輪系傳動比-

w

H上角標(biāo)H正負(fù)號問題

在圖示的輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)分別為Z1=18、Z2=20、Z'2=25，Z3=36，Z'3=2(右旋)、Z4=40，且已知n1=1000轉(zhuǎn)／分(A向看為逆時針)，求輪4的轉(zhuǎn)速及其轉(zhuǎn)向解：①求輪系的傳動比：i＝Z2Z3Z4/Z1Z'2Z'3

＝20×36×40/18×25×2②求齒輪4的轉(zhuǎn)速：

n1＝1000/32＝31.25轉(zhuǎn)／分③判定齒輪4的轉(zhuǎn)向：

經(jīng)分析齒輪4的轉(zhuǎn)動方向為順時針例2：z1=18，z2=36，z2’=33，z3=90

z4=87。求：i14解：對于行星輪系1-2-3-H對于行星輪系4-2`-2-3-H最后可得總傳動比為例3：z1=z2=48，z2’=18,z3=24，w1=250rad/s，w3=100rad/s，方向如圖所示。求：wH2H2‘31解：討論：能否用公式表示齒輪1和齒輪2的關(guān)系？定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系混合輪系：輪系中既包含定軸輪系又包含周轉(zhuǎn)輪系，或由幾個周轉(zhuǎn)輪系組成。5-4復(fù)合輪系及其傳動比混合輪系傳動比的求解方法：將混合輪系分解為幾個基本輪系；分別計算各基本輪系的傳動比；尋找各基本輪系之間的關(guān)系；聯(lián)立求解?；据喯档膭澐中行禽喯禇U中心輪周轉(zhuǎn)輪系定軸輪系例4：z1=20，z2=30，z2’=20，z3=40，z4=45，z4’=44，

z5=81，z6=80求：i16122‘344‘56H對于定軸齒輪機構(gòu)1-2-2’-3有：對于行星輪系5-4-4’-6-H有：又有：解：得：例5：如圖為某渦輪螺旋槳發(fā)動機減速器，已知發(fā)動機輸入轉(zhuǎn)速，各輪齒數(shù)計算螺旋槳的轉(zhuǎn)速，并判斷轉(zhuǎn)向（與同向還是反向）解：如圖可知，齒輪1、2、3和系桿H組成一差動輪系，齒輪3`、4、5組成定軸輪系對于差動輪系1-2-3-H對于定軸輪系3`-4-5由于則由為“+”，知與轉(zhuǎn)向相同例6汽車差速器汽車直行汽車左轉(zhuǎn)

主、從動軸之間距離較遠(yuǎn)時，用多級定軸輪系實現(xiàn)大傳動比，可使傳動外廓尺寸(圖中實線所示)較一對齒輪傳動(圖中雙點劃線所示)小，節(jié)約材料和減輕重量，且制造、安裝方便。一、傳動較遠(yuǎn)距離的運動和動力

5-5輪系的應(yīng)用在主動轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向不變的情況下，利用輪系可使從動軸獲得不同轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。如圖所示汽車變速箱，按照不同的傳動路線，輸出軸可以獲得四擋轉(zhuǎn)速(見下表)。二、實現(xiàn)分路、變速傳動輸入軸輸出軸

三、獲得較大傳動比采用周轉(zhuǎn)輪系，可用較少的齒輪獲得很大的傳動比，如雙排外嚙合行星輪系傳動比可達(dá)10000。（教材P147例題）在主動輪轉(zhuǎn)向不變的條件下，利用輪系可以改變從動軸的轉(zhuǎn)向，以適應(yīng)工作需要。例如：（１）汽車的倒車（２）機床絲杠的反向傳動四、改變從動輪的轉(zhuǎn)向

五、運動合成和分解合成運動是將兩個輸入運動合成為一個輸出運動；分解運動是把一個輸入運動按可變的比例分解成兩個輸出運動。合成運動和分解運動都可用差動輪系實現(xiàn)。如圖所示的輪系，若z1＝z3，z2=z2’，則

解得

2nH=n1+n3該輪系可以把兩個輸入運動合成一個運動輸出。下圖所示汽車后橋差速器是差動輪系分解運動的典型實例。

六、其他如利用輪系可以使一個主動構(gòu)件同時帶動若干個從動構(gòu)件轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)分路傳動。利用行星輪系還可在較小外廓尺寸下實現(xiàn)大功率傳動。利用輪系還可使輸出構(gòu)件實現(xiàn)復(fù)合運動，如下圖所示機械手手腕機構(gòu)。返回目錄一、漸開少齒差行星傳動簡介

5-6幾種特殊的行星傳動漸開線少齒差行星傳動是由內(nèi)齒輪1、行星輪2、行星架H、等速輸出機構(gòu)3和輸出軸V等組成，屬于K-H-V型傳動。內(nèi)齒圈1固定，行星輪比內(nèi)齒輪只少幾個齒(一般差1～4個齒)，齒廓曲線為漸開線.等速輸出機構(gòu)多用孔銷輸出機構(gòu)。

通常行星架主動，行星輪從動，由V軸輸出，用于減速。V軸的轉(zhuǎn)速即為行星輪的絕對轉(zhuǎn)速。該輪系的傳動比為

由上式可以看出，齒數(shù)差越小，傳動比越大。當(dāng)Z1-Z2=1時，傳動比最大，iHV=-Z2

，稱為一齒差行星傳動。漸開線少齒差行星傳動的傳動比較大、結(jié)構(gòu)緊湊，但效率較低，行星架軸承的壽命較短，故目前只用于小功率傳動二、擺線針輪行星傳動擺線針輪行星傳動屬于一齒差的K-H-V型行星傳動。其傳動原理、運動輸出機構(gòu)等均與漸開線一齒差行星傳動相同，唯一區(qū)別在于齒輪的齒廓不是漸開線，而是擺線。擺線針輪傳動的主要優(yōu)點是傳動比大，體積小、重量輕，效率高(一般可達(dá)0.90～0.94)，承載能力大，傳動平穩(wěn)，磨損小，使用壽命長等。因此，在國防、冶金、礦山、紡織、化工等部門得到廣泛應(yīng)用。

擺線針輪行星減速器三、諧波齒輪傳動諧波齒輪傳動是利用行星傳動原理而發(fā)展起來的新型傳動，它由剛輪1、柔輪2和波發(fā)生器H組成。剛輪