1、第十章 輪系,第一節(jié) 輪系的類型 第二節(jié) 定軸輪系傳動比的計算 第三節(jié) 周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算 第四節(jié) 復合輪系傳動比的計算 第五節(jié) 輪系的功能 第六節(jié) 其他行星傳動簡介,本章總結(jié),第一節(jié) 輪系的類型,輪系由一系列齒輪組成的傳動系,定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系 復合輪系,行星輪系 差動輪系,平面輪系 空間輪系,分類,定軸輪系,輪系在運轉(zhuǎn)過程中，如果每個齒輪的幾何軸線位置相對于機架的位置均固定不動，則稱該輪系為定軸輪系。,輪系運轉(zhuǎn)時，如果至少有一個齒輪的軸線位置相對于機架的位置是變動的，則稱該輪系為周轉(zhuǎn)輪系。,行星輪系,差動輪系,周轉(zhuǎn)輪系,組成 中心輪（太陽輪）1、3 行星輪2 系桿H（也稱行星架）,在機械

2、傳動中，常將由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系或由兩個以上的周轉(zhuǎn)輪系構(gòu)成的復雜輪系稱為復合輪系（或混合輪系）。,復合輪系,復合輪系,第二節(jié) 定軸輪系傳動比的計算,輪系的傳動比：輪系中首、末兩輪的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比。,傳動比計算包含兩項內(nèi)容 確定傳動比的大小數(shù)值 確定首、末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系,當首輪用“1”，末輪用“k”表示時， 其傳動比 的大小計算公式為,一、傳動比大小的計算,二、首、末輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定,一、傳動比大小的計算,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,從首輪1到末輪5之間各對嚙合齒輪傳動比的大小如下,齒輪3與 、4與 各分別固定在同一根軸上，所

3、以：,將上述各式兩邊分別連乘，并整理得該輪系的總傳動比為,結(jié)論,：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(jié)論,例中的齒輪2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(zhuǎn)向，這種齒輪稱為惰輪。,二、首、末輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定,1輪系中各輪幾何軸線均互相平行 2輪系中所有各齒輪的幾何軸線不都平行，但首、末兩輪的軸線互相平行 3. 輪系中首、末兩輪幾何軸線不平行,例題,式中，m表示外嚙合次數(shù)。 若計算結(jié)果為“+”，表明首、末兩輪的轉(zhuǎn)向相同；反之，則轉(zhuǎn)向相反。,規(guī)

4、定： 外嚙合：二輪轉(zhuǎn)向相反，用負號“”表示； 內(nèi)嚙合：二輪轉(zhuǎn)向相同，用正號“”表示。,1輪系中各輪幾何軸線均互相平行,用標注箭頭法確定。具體步驟如下：在圖上用箭頭依傳動順序逐一標出各輪轉(zhuǎn)向，若首、末兩輪方向相反，則在傳動比計算結(jié)果中加上“”號。,2輪系中所有各齒輪的幾何軸線不都平行，但首、末兩輪的軸線互相平行,用公式計算出的傳動比只是絕對值大小，而其相對轉(zhuǎn)向只能由在運動簡圖上依次標箭頭的方法來確定。 如下例所示為一空間定軸輪 系，當各輪齒數(shù)及首輪的轉(zhuǎn)向已 知時，可求出其傳動比大小和標 出各輪的轉(zhuǎn)向，即：,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

5、動比。,解：因首末兩輪軸線平行，故可用畫箭頭法表 示首末兩輪轉(zhuǎn)向關(guān)系，所以，該輪系傳動比為：,例題,問題分析：,第三節(jié) 周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算,能轉(zhuǎn)化嗎,周轉(zhuǎn)輪系 定軸輪系,例題1 例題2,分析結(jié)果是肯定的，用相對運動原理（反轉(zhuǎn)法），假設(shè)系桿H不動， 即繞系桿轉(zhuǎn)動中心給系統(tǒng)加一個（H ）角速度，則 可將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為假想的定 軸輪系，這個假想的定軸輪系 稱為周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)或 轉(zhuǎn)化輪系。轉(zhuǎn)化后的定軸輪系 和原周轉(zhuǎn)輪系中各齒輪的轉(zhuǎn)速 關(guān)系為,因此，對于周轉(zhuǎn)輪系中任意兩軸線平行的齒輪1和齒輪k，它們在 轉(zhuǎn)化輪系中的傳動比為,在各輪齒數(shù)已知的情況下，只要給定1、k、H中任意兩項， 即可求得第三項，從

6、而可求出原周轉(zhuǎn)輪系中任意兩構(gòu)件之間的傳動比。,利用公式計算時應注意：,分析結(jié)果,（1）公式只適用于齒輪1、齒輪k和系桿H三構(gòu)件的軸線平行或重合的情況，齒數(shù)比前的“+”、“”號由轉(zhuǎn)化輪系按定軸輪系方法確定。 （2） 1、k、H均為代數(shù)值，代入公式計算時要帶上相應的“+”、“”號，當規(guī)定某一構(gòu)件轉(zhuǎn)向為“+”時，則轉(zhuǎn)向與之相反的為“”。計算出的未知轉(zhuǎn)向應由計算結(jié)果中的“+”、“”號判斷。 （3）,注意,利用公式計算時應注意：,雙排外嚙合行星輪系中， 已知：z1=100，z2=101， =100，z3=99。 求傳動比 H1?,解：,例題1,空間輪系中， 已知：z1=35， z2=48， =55， z

7、3=70， n1=250r/min， n3=100r/min， 轉(zhuǎn)向如圖。 試求系桿H的 轉(zhuǎn)速nH的大小 和轉(zhuǎn)向?,例題2,解：,由于n1，n3轉(zhuǎn)向相反，若令n1為正，n3以負值代入，有：,計算結(jié)果為“+”，說明nH與n1轉(zhuǎn)向相同。,第四節(jié) 復合輪系傳動比的計算,計算步驟： 1.劃分基本輪系，分別列出各基本輪系的傳動比計算式； 2.根據(jù)各基本輪系間的聯(lián)接關(guān)系，將各計算式聯(lián)立求解。, 先找出行星輪，支持行星輪的構(gòu)件就是系桿，需要注意的是， 系桿不一定呈簡單的桿狀； 順著行星輪與其它齒輪的嚙合關(guān)系找到中心輪，這些行星輪、 中心輪和系桿便組成一個周轉(zhuǎn)輪系。,判斷周轉(zhuǎn)輪系的方法：,判斷定軸輪系的方法：

8、,如果一系列互相嚙合的齒輪的幾何軸線都是相對固定不動的， 這些齒輪便組成定軸輪系。,例題1： 例題2：,輪系中，各輪齒數(shù)已知，n1=250r/min。 試求系桿H的轉(zhuǎn)速nH的大小和轉(zhuǎn)向?,周轉(zhuǎn)輪系： 、3、4和H,定軸輪系：1、2,因為：,故，聯(lián)立求解得：,式中“”號說明 nH 與 n1 轉(zhuǎn)向相反。,例題1：,解：,電動卷揚機減速器的運動簡圖。 已知各輪齒數(shù)為：z1=24，z2=52， =21，z3=78， =18， z4=30，z5=78。試求傳動比 ?,解：,周轉(zhuǎn)輪系：1、 、3和H,定軸輪系： 、4、5,例題2：,因為,式中“”號說明n5與n1轉(zhuǎn)向相反。,第五節(jié) 輪系的功能,一、獲得大的

9、傳動比 二、實現(xiàn)變速、變向傳動 三、實現(xiàn)運動的合成與分解 四、其他,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。可進行相距較遠的兩軸之間的傳動。實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動。,雙排外嚙合行星輪系中， 已知：z1=100，z2=101， =100，z3=99。 求傳動比iH1?,解：,大傳動比,汽 車 變 速 箱,實現(xiàn)變速、變向傳動,汽車后橋差速器,實現(xiàn)運動的合成與分解,第六節(jié) 其它行星傳動簡介,一、漸開線少齒差行星傳動 二、擺線針輪行星傳動 三、諧波齒輪傳動,特點：傳動比大、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、齒輪易加工、裝配方便，常用在起重運輸、儀表、輕化和食品工業(yè)。因齒數(shù)差過小可能引起干涉，

10、必須進行復雜的變位計算，承載能力較低。,一、漸開線少齒差行星傳動,特點：傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高，由于同時承擔載荷的齒數(shù)多，齒廓間為滾動摩擦，因此承載力大、傳動平穩(wěn)、輪齒磨損小、使用壽命長。但它的加工工藝較復雜，精度要求高，必須用專用機床和刀具來加工擺線齒輪。擺線針輪行星傳動廣泛應用于軍工、礦山、冶金、化工及造船等工業(yè)的機械設(shè)備上。,二、擺線針輪行星傳動,特點：結(jié)構(gòu)簡單、傳動比大、體積小、重量輕、效率高；嚙合齒數(shù)多，承載力大，傳動平穩(wěn)；齒側(cè)間隙小，適用于反向傳動。但柔輪周期性發(fā)生變形，容易發(fā)熱，需用抗疲勞強度很高的材料，且對加工、熱處理要求都很高，否則極易損壞，為了避免柔輪變形過大，在傳動比小于35時不宜采用。 諧波