轮系第7章轮系机械基础(第2版)(公开课专用)

1、第7章轮糸乡人民邮电出版社% POSTS & TELECOM PRESS7J认识轮糸i-j j- h十十十十卜十十二加7.12坐系的应用7 y 子 wsz w 尸 wwv ”ww 夕 yww yyyyy v7.1Li /. / A 上轮系的分类,1 二BE 昨运转时，轮系中所有齿轮的几何轴线相 对于机架都是固宦的，各齿轮绕自身的轴 线旋转，轴线不做任何运动，这是一类相 对简单的轮系口周转轮系卩1木阳轮；2行星轮：3系杆Q轮系运行时.衣阳轮转动，带动行星轮 绕自己的轴线转动（自转），同时还在系 杆的带动下随同其轴绽绕末阳轮的轴缕转 动（公转）卩复合轮系卩由定轴轮系和周转轮系组成农人民邮电出版社P

2、OSTS & TELECOM PRESS在轮系中有以下几种结构要素O 太阳轮：在周转轮系中，轴线固定的齿轮叫太阳轮，它只绕自身的轴线转动。行星轮：在周转轮系中，有的轴线不固定，而是绕其他齿轮的固定轴线回转，这些齿轮称为行星轮，它像太阳系的行星一样，在自转的同 时还绕太阳轮公转。系杆：支撑行星轮的构件叫系杆。mu7.1.2轮糸的应用1.实现分路传动利用轮系可以使一个主动轴带动若干个从动轴同时旋转,2、卖现变速传动在主动轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到若 干种速度，这种传动称为变速传动。变速传动既可以 用于定轴轮系，也可以用于周转轮系中。变速箱汽车变速箱卖现换向传动7在主动轴转向不变的条

3、件下，利用轮系可改变从 动轴的转向，实现换向传动。(3L)(b)5)车床走刀丝杆的三星轮换向机构4.卖现运动的合成与分解差动轮系有两个自由度，当给定3个基本构件中任意两个 的运动后，第3个基本构件的运动才能确定，即第3个 基本构件的运动为另外两个基本构件的运动的合成， 或者将一个基本构件的运动按可变的比例分解为另外差动轮系參人民邮电出版社POSTS & TELECOM PRESS人民邮电出版社POSTS & TELECOM PRESS(a)汽车后轮差速器的工作原理图(b)汽车后轮差速器1从动锥齿轮；2行星齿轮；3半轴齿轮；4行星齿轮轴mu人民邮电出版社POSTS & TELECOM PRESS

4、5.卖现大功率传爲釆用周转轮系可在尺寸小、重量轻的条件下较好地实 现大功率传动。实现大功率传动的周转轮系大多具有多个行星轮，可 共同分担载荷，以减小齿轮尺寸，同时可平衡各啮合 处的径向分力和行星轮公转所产生的离心惯性力，以减小轴承内的作用力，增加运动的平衡性。Ca)周转轮系(b)周转轮系的枷枸團实规大功率传递的轮系7.13重量轻,效率高。1摆线针轮行星轮系(1) 传动比范围大，体积小，1 销轴;2摆线齿轮；3针齿(2) 摆线轮和针轮之间可以加套筒，使针轮和摆线轮之 间成为滚动摩擦，轮齿磨损小，使用寿命长。2.谐波齿轮糸jL-1Mj八谐波齿轮传动是一种依靠弹性变形来实现传动的新型传动 ,突破了机

5、械传动釆用刚性构件机构的模式，而是使 用了 一个柔性构件机构来实现机械传动。1钢轮；2谐波发生器；3柔轮谐波齿轮传动具有以下特点。(1) 谐波发生器由凸轮及薄壁轴承组成，随着 凸轮转动，刚轮是刚性的内齿轮，柔轮是具有 弹性的外齿轮。(2) 传动比大，体积小，重量轻。(3) 啮合的齿数多，传动平稳，承载能力大。(4) 在齿的啮合部分滑移量极小，摩擦时损失小，故传动效率高。mu7.2枪糸的计算牛； 十卜+久21定轴轮亲7.2.2:周转轮系723复合轮系7.2.1走轴枪糸1一对齿轮传动的传动比由一对齿轮组成的传动是齿轮传动的最简单形式。 一对齿轮啮合传动时，其传动比指的是两个齿轮 的角速度或转速之比

6、，且传动比的大小与两个齿 轮的齿数成反比。（1）圆柱齿轮外啮合的传动比。当两个圆柱齿轮 外啮合时，两个齿轮的转动方向相反，规定其传 动比数值的大小为负，在传动比的前面加上符号 a ”_ 69 _ “I _ Z2 12 “2人民邮电出版社POSTS & TELECOM PRESS參人民邮电出版社乡 POSTS & TELECOM PRESS-I- 1F7Z1 vr! nV772(2)圆柱齿轮内啮合的传动比。当两个齿轮内啮合时, 两个齿轮的转动方向相同，规定其传动比数值的大小 为正，在传动比的前面加上符号“+”。Z1/2旦=+玉Ct)2传动比可表示为：(3)小结。 一对齿轮副传动时，其传动比由两齿

7、轮的齿数尺寸相应也就越大， 若仅用一对齿轮传动实现较大的传动比，必将 使两齿轮的尺寸相差悬殊，外轮廓尺寸庞大， 風吋埋如了盅車筮单制造难度，因而一对齿轮 的传动比一般不大于8 o周, 大齿轮转过一周，小齿轮转过数周，磨损量更 翹靄蠶翅臬鶴餐隸瓣谧严三严給糸的传动比轮系的传动比是指轮系中的输入轴与输出轴的角速度或转 速之比，轮系的传动比也包括传动比数值的大小和转 向关系两个方面的内容，用表示，该符号右下方的角 标A. B,分别为输入轴与输出轴的代号，即：式中：叫、输入轴的角速度和转速;mu人民邮电出版社POSTS & TELECOM PRESS输出轴的角速度和转速。人民邮电出版社 POSTS &

8、 TELECOM PRESS定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对齿轮啮合的传动比的 连乘积，其值也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的 连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比。转向相同还是 相反，取决于轮系中外啮合齿轮的对数，即：所有从动轮齿数的连乘积 所有主动轮齿数的连乘积=仏=(-l)m% 叫 lAB =式中：加轮系中外啮合齿轮的对数传动比的转向关糸定轴轮系传动比的转向关系可以根据外啮合齿轮的对数加,用（-D 来确定。加为偶数时，传动比的大小为正，即fAB0；观为奇数时，传动比的大小为负，即SbVO。r与一对齿轮的传动比相同，定轴轮系传动比的转向关系也 可以用画箭头的方法来确定。在轮系中，从输入轴

9、开始， 根据外啮合时两个齿轮的转向相反、内啮合时两个齿轮的 转向相同的关系二沿着运动传递的顺序，在运动简图中的 容个需轮上依茨画苗芸不負菽动方面馬箭头。系传动比的符号。最后，根据输入轴和输出轴上两个齿轮的转向，确定出轮 如果输入轴与输出轴上的两个箭头方向 相同，则其传动比的大小为正；如果两个箭头方向相反， 则其传动比的大小为负。7.2.2周转转糸1.周转轮系的结构周转轮系一般由中心轮、行星轮和行星架组成，齿圈位于 中心位置，绕着轴线回转的称为中心轮；齿轮同时与 中心轮和齿圈相啮合，既做自转又做公转的称为行星 轮，而支持行星轮的构件称为行星架。(1) 如果两个中心轮都能转动，中心轮的转速都不为零

10、 ,则称为差动轮系，这种周转轮系具有两个自由度。(2) 如果只有一个中心轮能够转动，另一个中心轮的转 速为零，则称为行星轮系，这种周转轮系具有一个自 由度。(3)在周转轮系中，中心轮1、3与系杆H称为周转轮系 的基本构件。mu人民邮电出版社POSTS & TELECOM PRESS人民邮电出版社POSTS & TELECOM PRESS2.周转轮糸传动比计算(L-1 H“144“周转轮系与定轴轮系的本质区别在于周转轮系中有行 星轮存在，或者说有一个系杆存在，所以，周转轮系 的传动比就不能直接使用求定轴轮系传动比的计算公 式来进行计算。因此，在分析周转轮系的传动比时采 用的方法是反转法。 1=反

11、转法就是在系杆以角速度转动的周转轮系中，假想 给整个定轴轮系加上一个绕系杆转动的公共角速度， 这并不影响构件之间的相对运动，但是却可以让系杆 的角速度变为0,从而将周转轮系变成假想的定轴轮系 ,利用定轴轮系传动比的公式，求出周转轮系中任意 两个齿轮的传动比7.2.3 J(1)区分基本轮系。将复合轮系中所包含的定轴轮系和 各个单一的周转轮系加以正确地区分。首先要找出各 林聽缠蠶翳豔行星轮 在轮系的转初过程中，某个齿轮的几何轴线的位置不 固定，则这不齿轮就是行星轮。 支持行星轮运动的构件就是系杆，系杆的形状不一定 是简单的杆状，它可以是齿轮或滚筒。(3) 与行星轮相啮合且其转动轴线与系杆的转动轴线

12、重合 的定轴齿轮就是中心轮。 每一个系杆、行星轮、中心轮以及机架就组成一个单 一的周转轮系。 以此类推，按照同样的方法可以逐个找出混合轮系中 其他单一的周转轮系。mu人民邮电出版社POSTS & TELECOM PRESS（2）其次找出定轴轮系。在找出所有单一的周 转轮系之后，剩下的一系列相互啮合且轴线位 置固定不变的齿轮，便是定轴轮系。（3）分别计算各个基本轮系的传动比。针对定 轴轮系和每一个单一的周转轮系，分别列出其 传动比的计算公式。（4）联立求解。将传动比的计算公式联立求解,找出各个基本轮系之间的内在相互关系，即 可得到所需要的传动比或某一个构件的转速。【例】巳知桧糸中.勺= 48、z2 = 27. z=45.彳= 102、习= 120,设输入 转遠/7 = 3 750r/min。求齿轮4的转速偏和传动比厶4i人民邮电出版社1HMMPOSTS & TELECOM PRESSI(1)区分基本轮系。在混合轮系中，齿轮1、齿轮3和双 联齿轮组成行星轮系，齿轮1、齿轮4和双联齿轮组成 差动轮系。(2)分别计算两个基本轮系的传动比。在行星轮系中:HH_ 1_ 1 “H _