第18章輪系

本章教學及能力培養(yǎng)目標：1、了解輪系的分類和應用，

2、會分析定軸輪系，周轉輪系的組成3、掌握輪系傳動比的計算方法和方向判定；重點：輪系簡圖的識別，輪系傳動比的計算方法和方向判定；難點：周轉輪系、復合輪系傳動比計算、蝸輪方向判定；第12章輪系任務一：識別定軸輪系和周轉輪系一、輪系的類型1、輪系——由多對齒輪組成的傳動系統(tǒng)定軸輪系周轉輪系分類平面定軸輪系空間定軸輪系差動輪系行星輪系定軸輪系定軸輪系。在傳動時所有齒輪的回轉軸線固定不變的輪系，稱為輪系運轉時，如果至少有一個齒輪的軸線繞另一齒輪軸線回轉的齒輪系為周轉輪系

組成

①中心輪（太陽輪）1、3②行星輪2③系桿H（也稱行星架）周轉輪系分行星輪系和差動輪系。

行星輪系差動輪系任務二：識別齒輪機構運動簡圖，判別輪系類型齒輪機構運動簡圖試作出下圖運動簡圖任務三：掌握定軸輪系的傳動比計算1、輪系的傳動比：輪系中首、末兩輪的角速度（或轉速）之比。傳動比計算包含兩項內(nèi)容

①確定傳動比的大小數(shù)值②確定首、末兩輪的轉向關系

當首輪用“1”，末輪用“k”表示時，如何表示？二、定軸輪系傳動比的計算回顧一對齒輪傳動的傳動比公式無論是圓柱齒輪、圓錐齒輪、蝸桿蝸輪傳動，其傳動比均可用下式表示：二定軸輪系傳動比的計算定軸輪系傳動比的計算已知各輪齒數(shù)，且齒輪1為主動輪（首輪），齒輪5為從動輪（末輪），則該輪系的總傳動比為多少？

：定軸輪系的傳動比為組成該輪系的各對嚙合齒輪傳動比的連乘積，其大小等于各對嚙合齒輪中所有從動輪齒數(shù)的連乘積與所有主動輪齒數(shù)的連乘積之比，即結論

例中的齒輪4既是前一級的從動輪，又是后一級的主動輪，其齒數(shù)對輪系傳動比的大小沒有影響，但可以改變齒輪轉向，這種齒輪稱為惰輪。i1K=ω1/ωK=----------------------------------------------------------------------輪1至K中所有主動輪齒數(shù)的連乘積輪1至K中所有從動輪齒數(shù)的連乘積計算傳動比大小2、首、末輪轉向關系的確定用標注箭頭法確定。具體步驟如下：在運動簡圖上依次用箭頭依傳動順序逐一標出各輪轉向，若首、末兩輪軸線互相平行方向相反，則在傳動比計算結果中加上“－”號。1）、首、末兩輪的軸線互相平行2)、首、末兩輪的軸線不平行平面輪系(只有圓柱齒輪時)，例：若已知圖中各輪齒數(shù)，計算定軸輪系傳動比。A:m對外嚙合齒輪；（-1）m來判斷首輪和末輪轉向關系B:畫箭頭的方法判斷課堂練習:Z1=z2=z3’=z4=20Z3=Z5=60,求輪系傳動比?；仡櫍嚎臻g齒輪轉向判別空間輪系(有錐齒輪或蝸桿傳動時)用畫箭頭的方法判斷其轉向關系計算傳動比

3.輪系中首、末兩輪幾何軸線不平行

如圖所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)，齒輪1為主動輪，求傳動比。例題習題訓練已知z1=15，z2=25,z2‘=z4=14，z3=24，z4’=20，z5=24，z6=40,z7=2,z8=60,若n1=800r/min,求傳動比i18及蝸輪8的轉速和轉向.解:在圖中畫出表示各輪轉向的箭頭課堂訓練：：Z1=1，Z2=40，Z2’=16，Z3=31，Z3’=20，Z4=16，Z4’=16，Z5=48，n1=960r/min,求輪5的轉速，并指明其轉向。課堂練習：：求傳動比i15.指出重物提升時的手柄轉向,當手柄轉5圈時,重物上升多少?,鼓輪直徑60mmZ1=72,Z2=12,Z3=64,Z4=8,Z5=60,Z6=8,Z7=60,Z8=6,Z9=8,Z10=24,Z11=6,Z12=24求秒針與分針的傳動比ism，分針與時針的傳動比imH。定軸輪系末端為移動件磨床砂輪架進給機構末端為螺旋傳動，絲杠每回轉一周時，螺母移動一個導程，已知z1=28,z2=56,z3=38,z4=57,絲桿Tr50×3.手輪回轉n1=50rpm，計算手輪回轉一周時，砂輪架的移動距離。定軸輪系末端為齒條傳動的移動速度計算n1=40rpm，齒輪5的齒數(shù)為12，m5=3mm計算手輪回轉一周時，齒條的移動距離和方向。任務四掌握機構簡圖中滑移齒輪的識別，會計算齒輪變速機構中的變速級數(shù)和各級速度。滑移齒輪傳動問圖中帶輪有多少種（級）轉速，各種（級）轉速有哪些？歸納總結：1、若各輪軸線不平行（輪系中有錐齒輪或蝸桿傳動）時，用畫箭頭的方法判斷其轉向關系。2：若各輪軸線平行時，傳動比加+-號，或用畫箭頭的方法判斷其轉向關系。任務五：掌握周轉輪系的傳動比計算三、周轉輪系傳動比的計算1、組成定軸輪系和周轉輪系的根本區(qū)別在于：周轉輪系中存在一個轉動的行星架，因此行星輪的運動既有自轉又有公轉?；舅悸罚合鄬\動原理，整個輪系加-nH，各構件相對運動關系不變周轉輪系假想的定軸輪系稱為周轉輪系的轉化輪系假想固定行星架

2、周轉輪系的傳動比計算H321OO2HH1323H12O1OHO3O2312O1O3O2HOO23213H2H1HH321在轉化輪系中的轉速(相對于行星架H的轉速)原有轉速構件代號周轉輪系轉化前后各構件的轉速n1Hn1nHn2Hn2nHn3Hn3nHnHHnHnH=0n1n3n2nH轉化機構中，行星架H的轉速為0，則轉化為定軸輪系，利用定軸輪系傳動比的計算方法，可列出轉化輪系中任意兩個齒輪的傳動比。

1，3輪的傳動比為：“”號表示轉化機構中齒輪1和齒輪3轉向相反周轉輪系傳動比計算轉化輪系中各對嚙合齒輪中從動齒輪齒數(shù)連乘積i1K=H轉化輪系中任意兩個齒輪的傳動比。轉化輪系中各對嚙合齒輪中主動齒輪齒數(shù)連乘積n1HnKHn1nHnknH（-1）mm為外嚙合齒輪對數(shù)，-表示兩輪轉向反定軸輪系傳動比計算公式

是轉化機構中1輪主動、k輪從動時的傳動比，其大小和符號完全按定軸輪系處理。

注意事項

⑵齒數(shù)比前的正負號由轉化后的定軸輪系判別。

“”、“”號不僅表明在轉化機構中齒輪1和齒輪k的轉向關系，而且將直接影響到行星輪系傳動比的大小和正負號。⑶n1、

nk和nH是周轉輪系中各基本構件的真實轉速。轉速n1nKnH帶入公式計算時要帶上+-號,當假設某輪為+時,其余構件轉向與之相反的以-號帶入,未知的轉向由計算結果的正負號來判別

（4）本公式適合于齒輪與行星架軸線平行的計算i1KH⑴練習：z150，z230，z220，z3100求輪系傳動比練習圖示輪系，已知z115，z225，z220，z360，n1200rmin，n350rmin，試求系桿H的轉速nH的大小和方向，n1、n3轉向相反。3H122解：n1、n3轉向相反,所以一個帶入正值，一個帶入負值，現(xiàn)取n1為正，n3為負代入求出：

nH=-8.33rpm負號表示行星架與齒輪1轉向相反，與n3轉向相同。課堂練習z150，z230，z220，z3100，n1150rmin，n3300rmin，分別計算輪1和3轉向相同和相反時的nH,3H122行星輪系傳動比計算小結任務六：掌握復合輪系的拆分方法，會計算傳動比定軸輪系、行星輪系、復合輪系的傳動比計算單元能力培養(yǎng)要求:會分析復合輪系，能夠計算復合輪系的傳動比本節(jié)知識點掌握：復合輪系的傳動比計算難點:區(qū)分定軸輪系和周轉輪系

四.復合輪系傳動比計算如何判斷行星輪系？回顧:定軸輪系和行星輪系行星輪系定軸輪系注意:首末兩輪軸線平行時,傳動比前加符號,負號表示首末兩輪轉向相反1.定軸輪系傳動比計算2.行星輪系傳動比計算注意:①齒數(shù)比前的正負號由轉化的定軸輪系判別②轉速n1nKnH帶入公式計算時要帶上+-號,當假設某輪為+時,轉向與之相反的-號帶入,未知的轉向由計算結果的正負號來判別,計算結果負表示與假設為+的齒輪轉向相反輸入件H對輸出件1的傳動比iH1差動輪系行星輪系兩個輸入圓錐齒輪組成的空間周轉輪系四、混合輪系在實際應用中，有的輪系既包含定軸輪系又包含行星輪系，或者有的輪系由幾個行星輪系組合而成，這種輪系稱為混合輪系。簡圖定軸輪系+周轉輪系周轉輪系+周轉輪系3H45O1O21H123O4H25O6思考：那么在混合輪系中該如何計算傳動比？已知該混合輪中,Z1=20,Z2=40,Z2‘=20Z3=30,Z4=80n1=250r/min,求傳動比i1H及系桿H的轉速行星輪系可得n2’=n2=n1/2定軸輪系2）分別列出定軸輪系和周轉輪系的傳動比計算式3）找出定軸輪系和周轉輪系部分之間的聯(lián)接軸，將各計算式聯(lián)立求解1）將混合輪系正確拆分為定軸輪系和周轉輪系部分?？偨Y復合輪系傳動比計算步驟：判斷行星輪系的方法？1.找行星輪,支持行星輪的構件為系桿2.與行星輪嚙合的齒輪為太陽輪,3.行星輪、系桿、太陽輪組成行星輪系思考：正確劃分輪系的關鍵是什么？要點：正確劃分輪系，關鍵是找周轉輪系周轉輪系的特點是具有行星輪和行星架，所以通常一個行星架對應一個基本周轉輪系。判斷下圖輪系是復合輪系嗎？輪系簡圖例：劃分輪系，計算傳動比i1H,Z1=20,Z2=24,Z2‘=18，Z3=24,Z3‘=25，Z4=30，Z5=501、劃分基本輪系由齒輪1-2-2‘-3組成定軸輪系由齒輪3’-4-4‘-5組成行星輪系2、計算各基本輪系傳動比1）定軸輪系：2）行星輪系：3、找出基本輪系之間的聯(lián)接關系，將各計算式聯(lián)立求解練習：已知各輪齒數(shù)，求傳動比i1H1、分析輪系的組成1，2，2'，3——定軸輪系1‘，4，3’，H——行星輪系2、分別寫出各輪系的傳動比定軸輪系：行星輪系：3、找出輪系之間的運動關系4、聯(lián)立求解：習題：圖示輪系中，各輪模數(shù)和壓力角均相同，都是標準齒輪，各輪齒數(shù)為,Z1=23，Z2=51，Z3=92，Z3’=40，Z4=40，Z4‘=17，Z5=33，n1=1500r/min轉向如圖示。試求齒輪2'的齒數(shù)Z2'及的nA大小和方向。提示:先利用標準齒輪中心距公式計算出齒數(shù)Z2’分析輪系,拆分成1,2,2’,3,H和3’4,4’,5,H兩個行星輪系:兩個基本輪系間聯(lián)接關系:nH=Na分別列出基本輪系傳動比計算式,聯(lián)立求解nH=nA=54.47r/min五、輪系的功能1、實現(xiàn)大傳動比傳動2、實現(xiàn)變速、變向傳動3、實現(xiàn)運動的合成與分解4、遠距離傳動5、分路傳動：

例1圖示輪系，已知z1100，z2101，z2100，z399，求傳動比iH1。又若z3100，其它各輪齒數(shù)不變，iH1又為多少？3H122實現(xiàn)大傳動比傳動實