ch07 輪系分析與設計

7.1輪系的分類在現代機械中，為了滿足不同的工作要求，僅用一對齒輪傳動或蝸桿傳動往往是不夠的，通常需要采用一系列相互嚙合的齒輪（包括蝸桿傳動）組成的傳動系統(tǒng)將主動軸的運動傳給從動軸。這種由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)成為輪系。如果齒輪系中各齒輪的軸線互相平行，則稱為平面輪系，否則稱為空間輪系。根據齒輪系運轉時齒輪的軸線位置相對于機架是否固定，又可將齒輪系分為兩大類：定軸輪系和周轉輪系。1機械工程基礎部平面輪系空間輪系2機械工程基礎部輪系分類（1）定軸輪系（普通輪系）（2）周轉輪系即由行星輪、行星架及太陽輪組成，其中輸入與輸出運動構件稱為基本構件。按自由度數目分差動輪系（F＝2）行星輪系（F＝1）（3）復合輪系3機械工程基礎部7.1輪系的分類一、定軸輪系所有齒輪軸線的位置都固定不變的輪系。

4機械工程基礎部一、定軸輪系7.1輪系的分類5機械工程基礎部7.1輪系的分類6機械工程基礎部7.1輪系的分類7機械工程基礎部7.1輪系的分類一、定軸輪系8機械工程基礎部7.1輪系的分類二、周轉輪系至少有一個齒輪的軸線位置不固定，可繞另一齒輪的固定軸線轉動的輪系。9機械工程基礎部7.1輪系的分類三、復合輪系將定軸輪系和周轉輪系組合在一起或將幾個周轉輪系組合在一起的輪系。10機械工程基礎部7.1輪系的分類11機械工程基礎部第七章輪系設計7－1輪系的分類7－2定軸輪系的傳動比計算7－3周轉輪系的傳動比計算7－4復合輪系的傳動比計算7－5輪系的功用7－6幾種特殊的行星齒輪傳動12機械工程基礎部7.2定軸齒輪系傳動比的計算如果齒輪系運轉時所有齒輪的軸線保持固定，稱為定軸齒輪系，定軸齒輪系又分為平面定軸齒輪系和空間定軸齒輪系兩種。的比值用設齒輪系中首齒輪的角速度為，末齒輪的角速度，與表示，即，則稱為齒輪系的傳動比。大小方向13機械工程基礎部等于組成該輪系的各對嚙合齒輪傳動比的連乘積；1．傳動比大小的計算

定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比＝所有從動輪齒數的連乘積所有主動輪齒數的連乘積也等于各對嚙合齒輪中所有從動輪齒數的連乘積與所有主動輪齒數的連乘積之比，即輪系中不影響輪系的傳動比的大小，而僅起中間過渡和改變從動輪轉向作用的齒輪。過輪或惰輪14機械工程基礎部2．首、末輪轉向關系的確定1)平面定軸輪系定軸輪系的傳動比＝所有從動輪齒數的連乘積所有主動輪齒數的連乘積m為外嚙合次數15機械工程基礎部一般用標注箭頭的方法來確定。定軸輪系的首、末兩輪的轉向關系，2)空間定軸輪系定軸輪系的傳動比＝所有從動輪齒數的連乘積所有主動輪齒數的連乘積+-輸入軸與輸出軸平行輸入軸與輸出軸不平行定軸輪系的傳動比＝所有從動輪齒數的連乘積所有主動輪齒數的連乘積輸入與輸出軸的轉向關系用正負號表示輸入與輸出軸的轉向在圖上畫箭頭表示16機械工程基礎部7.2定軸齒輪系傳動比的計算空間定軸輪系：畫箭頭的方法17機械工程基礎部18機械工程基礎部7.2定軸齒輪系傳動比的計算[例7-1]在圖示的齒輪系中已知求n6的大小和方向。1、分析傳動關系2、計算傳動比3、在圖中畫箭頭指示n6的方向。19機械工程基礎部7.2定軸齒輪系傳動比的計算[例題]在如圖所示的齒輪系中，已知,齒輪1、3、3’和5同軸線，各齒輪均為標準齒輪。若已知輪1的轉速n1=1440r/min，求輪5的轉速[解]

該齒輪系為一平面定軸齒輪系，齒輪2和4為惰輪，齒輪系中有兩對外嚙合齒輪，根據公式可得因齒輪1、2、3的模數相等，故它們之間的中心距關系為因此：20機械工程基礎部7.2定軸齒輪系傳動比的計算同理：所以：為正值，說明齒輪5與齒輪1轉向相同。

21機械工程基礎部第七章輪系設計7－1輪系的分類7－2定軸輪系的傳動比計算7－3周轉輪系的傳動比計算7－4復合輪系的傳動比計算7－5輪系的功用7－6幾種特殊的行星齒輪傳動22機械工程基礎部應用1

導彈發(fā)射快速反應裝置（動畫）應用2

汽車后輪中的傳動機構（圖片、動畫）輪系分類（1）定軸輪系（普通輪系）（2）周轉輪系即由行星輪、行星架及太陽輪組成，其中輸入與輸出運動構件稱為基本構件。按自由度數目分差動輪系（F＝2）行星輪系（F＝1）（3）復合輪系23機械工程基礎部先來觀察和比較一下定軸輪系和周轉輪系。由于行星輪自轉+公轉，周轉輪系的傳動比就不能直接按

定軸輪系傳動比的求法來計算。24機械工程基礎部先來觀察和比較一下定軸輪系和周轉輪系。由于行星輪自轉+公轉，周轉輪系的傳動比就不能直接按

定軸輪系傳動比的求法來計算。相對運動原理根據相對運動原理，若給定整個周轉輪系一個-ωH的反轉運動之后，所轉化得到的定軸輪系，因此，周轉輪系的傳動比就可以通過對其轉化輪系傳動比的計算來進行求解的。就稱為原周轉輪系的轉化輪系或轉化機構。25機械工程基礎部相對運動原理根據相對運動原理，若給定整個周轉輪系一個-ωH的反轉運動之后，所轉化得到的定軸輪系，因此，周轉輪系的傳動比就可以通過對其轉化輪系傳動比的計算來進行求解的。就稱為原周轉輪系的轉化輪系或轉化機構。26機械工程基礎部輪系的轉化系桿

機架周轉輪系定軸輪系含義：以H為參考構件的轉化輪系的a-b的傳動比計算27機械工程基礎部幾點注意：1）a、b、H三個構件的軸線應互相平行。2），是轉化后定軸輪系傳動比，是原周轉輪系中a、b的絕對角速度比。3），，三者均為代數值，計算時應當將其本身的正負號同時代入。4）周轉輪系中的轉向關系由計算結果的正負號判定，而不能和其轉換輪系的轉向關系混淆。28機械工程基礎部圖示周轉輪系中，各輪齒數為：若已知方向相反求nH的大小和方向。1、分析傳動關系2、列傳動比計算公式3、帶入求解nH為正，說明系桿H與輪1轉向相同，而與輪3轉向相反。[例1]29機械工程基礎部圖示錐齒輪組成的行星輪系中，求系桿H的轉速nH。解：1、分析傳動關系2、列傳動比計算公式3、求解nH為正，說明系桿H與輪1轉向相同。[例2]30機械工程基礎部圖示的行星輪系中，求傳動比iH1。解：1、分析傳動關系2、列傳動比計算公式3、求解[例3]雙聯(lián)齒輪31機械工程基礎部作業(yè)：7-5；7-732機械工程基礎部第七章輪系設計7－1輪系的分類7－2定軸輪系的傳動比計算7－3周轉輪系的傳動比計算7－4復合輪系的傳動比計算7－5輪系的功用7－6幾種特殊的行星齒輪傳動33機械工程基礎部對于復合輪系，既不能將其視為單一的定軸輪系來計算其傳動比，也不能將其視為單一的周轉輪系來計算其傳動比。而唯一正確的方法是將它所包含的定軸輪系和周轉輪系部分分開，并分別列出其傳動比的計算公式，然后進行聯(lián)立求解。因此，復合輪系傳動比的計算方法及步驟可概括為：1）輪系分解；2）分別計算；3）聯(lián)立求解。其中正確分解輪系是關鍵，首先是要將周轉輪系先劃分出來。34機械工程基礎部例1

復合輪系傳動比的計算例2

卷揚機減速器傳動比的計算35機械工程基礎部第七章輪系設計7－1輪系的分類7－2定軸輪系的傳動比計算7－3周轉輪系的傳動比計算7－4復合輪系的傳動比計算7－5輪系的功用7－6幾種特殊的行星齒輪傳動36機械工程基礎部1．實現分路傳動2．實現大傳動比3．實現變速傳動4．實現換向傳動例

某航空傳動機構附件的傳動系統(tǒng)例

現實傳動比i＝10齒輪傳動例

車床走刀絲桿的三星輪換向機構6．實現運動合成與分解5．實現大功率傳動定軸輪系行星輪系37機械工程基礎部7.5輪系的功能如圖所示的汽車后橋差速器即為分解運動的齒輪系。在汽車轉彎時它可將發(fā)動機傳到齒輪5的運動以不同的速度分別傳遞給左右兩個車輪，以維持車輪與地面間的純滾動，避免車輪與地面間的滑動磨擦導致車輪過度磨損。38機械工程基礎部汽車后輪中的傳動機構39機械工程基礎部7.5輪系的功能40機械工程基礎部7.5輪系的功能7.5.2

實現變速、換向傳動41機械工程基礎部7.5輪系的功能7.5.2

實現變速、換向傳動42機械工程基礎部帶傳動實驗課安排：1班：本周三7-8節(jié)，16:30開始2班：本周四7-8節(jié)，16:30開始3班：本周五1-2節(jié)，08:00開始實驗教師：楊老師地點：機械樓324#攜帶：教材及實習報告稿紙7-9，7-11，7-13本次作業(yè)：43機械工程基礎部第七章輪系設計7－1輪系的分類7－2定軸輪系的傳動比計算7－3周轉輪系的傳動比計算7－4復合輪系的傳動比計算7－5輪系的功用7－6幾種特殊的行星齒輪傳動44機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動齒數差越小，z2越大，傳動比越大。一般為1～4。45機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動銷孔輸出機構46機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動十字滑塊輸出機構47機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動48機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動雙萬向聯(lián)軸節(jié)輸出機構49機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動50機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動51機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動7.6.2

擺線針輪行星傳動52機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動擺線針輪行星傳動圖擺線形結構圖解可以證明，擺線針輪行星傳動能保證傳動比恒定不變針齒銷數與擺線輪齒數的齒數差（z1－z2）只能為1，所以其傳動比為：53機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動54機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動55機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動擺線針輪行星減速器圖例56機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動7.6.3諧波齒輪傳動諧波齒輪傳動由三個基本構件組成，即具有內齒的剛輪、可產生較大彈性變形的柔輪及波發(fā)生器。57機械工程基礎部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動