051轮系类型及传动比

1、Theory of Machines and Mechanisms 机机 械械 原原 理理 轮系及其设计轮系及其设计 2 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-2 1 轮系的类型 轮系及其设计轮系及其设计 v 要求大传动比传动要求大传动比传动 工程实际问题 时针：时针：1圈圈 分针：分针：12圈圈 秒针：秒针：720圈圈 12小时小时 一对圆柱齿轮，传动比不大于一对圆柱齿轮，传动比不大于5 57 7 i = 12 i = 60 i = 720 3 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-3 v 要求实现变速、换向要求实现变速、换向工程实际问题 利用齿轮组的啮合来实现变速和换向

2、利用齿轮组的啮合来实现变速和换向 即利用轮系来实现即利用轮系来实现 4 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-4 轮系的类型轮系的类型 轮系 由一系列彼此啮合的齿轮组成的传动机构由一系列彼此啮合的齿轮组成的传动机构 它通常介于原动机和执行机构之间，把原动 机的运动和动力传给执行机构 q 根据齿轮轴线是否平行 平面齿轮系 空间齿轮系 q 根据齿轮轴线位置 相对机架是否固定 定轴齿轮系 周转齿轮系 混合齿轮系 5 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-5 2 轮系的传动比 传动比 轮系中输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比 A输入轴 B输出轴 B A B A AB n n i

3、输入轴与输出轴转动方向相同，传动比为正，反之为负输入轴与输出轴转动方向相同，传动比为正，反之为负 6 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-6 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比 设1齿轮为首齿轮，5齿轮为末齿轮 已知 1 z 2 z 3 z 4 z 5 z 2 z 3 z 1 2 3 4 5 2 3 求轮系传动比 15 i 1 2 2 1 12 z z i 2 3 3 2 32 z z i 3 4 4 3 43 z z i 4 5 5 4 45 z z i 22 由于 33 4321 5432 3 5432 4321 45433212 1 zzzz zzzz iiii 7 机械原理及

4、设计（一） 温州大学机电工程学院 5-7 321 532 3 15 5 1 5432 4321 45433212 1 zzz zzz iiiii 结论 所有主动轮齿数的乘积 所有从动轮齿数的乘积 m K A AK i) 1( m外啮合的次数 平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行）平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行） 8 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-8 若定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是输入、若定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是输入、 输出轮的轴线相互平行的情况输出轮的轴线相互平行的情况 3 21 432 14 zzz zzz i 传动比方向判断：画箭头 表示：在传动比大小前

5、加正负号 9 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-9 输入、输出轮的轴线不平行的情况输入、输出轮的轴线不平行的情况 空间定轴齿轮系 圆柱齿轮、圆锥齿轮、螺旋齿轮或蜗杆蜗轮等 54321 65432 6 1 16 zzzzz zzzzz n n i 10 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-10 定轴轮系的传动比 所有主动轮齿数的乘积 所有从动轮齿数的乘积 K A AK i 空间定轴轮系首末各轮的转向必须在图上 画箭头的方法来确定 大小大小 转向转向 m ) 1(法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况）法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况） 画箭头法（适合任何定轴轮系）画箭头法

6、（适合任何定轴轮系） 11 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-11 例例 图示的轮系中，已知名图示的轮系中，已知名z z1 1z z2 2z z4 4z z5 52020， z z3 3z z6 66060，齿轮，齿轮1 1的转速的转速n nl l1440(r1440(rmin)min)，求，求 齿轮齿轮6 6的转速的转速( (大小及方向大小及方向) )。 5421 65322 6 1 16 ) 1( zzzz zzzz n n i 9 2020 6060 41 63 zz zz min)/(160 9 1440 16 1 6 r i n n 齿轮齿轮6 6与齿轮与齿轮1 1的转

7、向关系可用标注箭头的方法来确定的转向关系可用标注箭头的方法来确定 12 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-12 例例 已知：已知：z z1 160 60 ，z z2 248 48 ， z z2280 80 ，z z3 3120120，z z33 6060，z z4 44040 ，蜗杆，蜗杆z z4 4 2 2 （右旋），蜗轮（右旋），蜗轮z z5 580 80 ， 齿轮齿轮z z556565，其模数为，其模数为 m=5mmm=5mm。主动轮。主动轮1 1的转速为的转速为 240r/min240r/min，转向如图所示。，转向如图所示。 试求齿条试求齿条6 6的移动速度的大的移动速

8、度的大 小和方向小和方向 速度方向用画箭头的方法来判断速度方向用画箭头的方法来判断 求传动比大小求传动比大小 32 2608060 804012048 432 1 5432 5 1 51 zzzz zzzz n n i 13 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-13 min)/(5 . 7 32 240 15 1 55 r i n nn 32 5 1 51 n n i srad n w/785. 0 60 5 . 72 60 2 5 5 齿条齿条6 6的移动速度等于齿轮的移动速度等于齿轮55的分度圆线速度的分度圆线速度 smmmzrv/6 .127785. 0655 2 1 2 1

9、 55556 14 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-14 基本要求 了解轮系的组成和类型了解轮系的组成和类型 学会判断已知轮系属于何种轮系学会判断已知轮系属于何种轮系 熟练掌握定轴传动比计算熟练掌握定轴传动比计算 掌握确定主、从动轮的转向关系掌握确定主、从动轮的转向关系 15 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-15 平面齿轮系 16 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-16 空间齿轮系 17 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-17 定轴齿轮系 所有齿轮几何轴线的位置在运转过程中均固定不变所有齿轮几何轴线的位置在运转过程中均固定不变 18

10、机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-18 周转齿轮系 在运转过程中至少有一个齿轮几何轴线的在运转过程中至少有一个齿轮几何轴线的 位置并不固定，而是绕着其它定轴齿轮轴位置并不固定，而是绕着其它定轴齿轮轴 线回转的轮系线回转的轮系 19 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-19 v 中心轮中心轮 行星轮所绕之作公转的定轴齿轮行星轮所绕之作公转的定轴齿轮1 1 和和3 3则称为则称为中心轮中心轮，其中齿轮，其中齿轮1 1又又 称为称为太阳轮太阳轮 v 行星轮行星轮 齿轮齿轮2 2既绕自己的轴线作自转，又绕既绕自己的轴线作自转，又绕 定轴齿轮定轴齿轮1 1、3 3的轴线作公转，

11、犹如行的轴线作公转，犹如行 星绕日运行一样，故称其为星绕日运行一样，故称其为行星轮行星轮 v 系杆或行星架系杆或行星架 带动行星轮作公转的构件带动行星轮作公转的构件H H称为系杆或行星架称为系杆或行星架 周转齿轮系 20 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-20 若其中至少有一个齿轮的几何轴线的位置若其中至少有一个齿轮的几何轴线的位置 不固定，而是绕着其它齿轮的轴线作周转不固定，而是绕着其它齿轮的轴线作周转 运动，则可判定该轮系中含有周转轮系运动，则可判定该轮系中含有周转轮系 注意 一个周转轮系由行星轮、系杆和中心轮一个周转轮系由行星轮、系杆和中心轮 等几部分组成，其中，中心轮和系

12、杆的等几部分组成，其中，中心轮和系杆的 运转轴线重合运转轴线重合 21 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-21 行星轮系 差动轮系 周 转 齿 轮 系 123233F 224243F 22 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-22 混合齿轮系 由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转轮系由定轴轮系和周转轮系、或几部分周转轮系 组成的复杂轮系称为混合轮系组成的复杂轮系称为混合轮系 v F = 2 差动轮系差动轮系 F = 1 F = 1 混合轮系混合轮系 定轴轮系定轴轮系 周转轮系周转轮系 v 1和和3连接起来连接起来 23 机械原理及设计（一） 温州大学机电工程学院 5-23 混合轮系混合轮系 周转轮系周转轮系I I 周转轮系周转轮系IIII ? ? 各周转轮系相互独立不各周转轮系相互独立不 共用一个系杆共用一个系杆 周转轮系周转轮系I I 周转轮系周转轮系IIII 混合齿轮系 24 机械原理