《机械设计基础》4版教学资源教材习题解答轮系设计

1、习题与参考答案、复习思考题.为什么要应用轮系？试举出几个应用轮系的实例？.何谓定轴轮系？何谓周转轮系？行星轮系与差动轮系有何区别?.什么叫惰轮？它在轮系中有什么作用？.定轴轮系的传动比如何计算？式中（-1） m有什么意义？.定轴轮系末端的转向怎样判别？.如果轮系的末端轴是螺旋传动，应如何计算螺母的移动量？.由若干对齿轮组成的齿轮机构称为 。.根据轮系中齿轮的几何轴线是否固定，可将轮系分 轮系、轮系和 轮系三种。.对平面定轴轮系，始末两齿轮转向关系可用传动比计算公式中 的符号来判定。.行星轮系由 、和三种基本构件组成。.在定轴轮系中，每一个齿轮的回转轴线都是 的。.惰轮对 并无映响，但却能改变从

2、动轮的 方向。.如果在齿轮传动中，其中有一个齿轮和它的 绕另一个 旋转，则这轮 系就叫周转轮系。.旋转齿轮的几何轴线位置均 的轮系，称为定轴轮系。.轮系中 两轮 之比，称为轮系的传动比。.加惰轮的轮系只能改变 的旋转方向，不能改变轮系的 。n1. 一对齿轮的传动比，若考虑两轮旋转方向的同异，可写成 i 1。n2.定轴轮系的传动比，等于组成该轮系的所有 轮齿数连乘积与所有 轮 齿数连乘积之比。.在周转转系中，凡具有 几何轴线的齿轮，称中心轮，凡具有 几何轴 线的齿轮，称为行星轮，支持行星轮并和它一起绕固定几何轴线旋转的构件，称为。.周转轮系中，只有一个 时的轮系称为行星轮系。.转系可获得 的传动

3、比，并可作 距离的传动。.转系可以实现要求和 要求。.转系可以 运动，也可以 运动。.采用周转轮系可将两个独立运动 为一个运动，或将一个独立的运动 成 两个独立的运动。.差动轮系的主要结构特点，是有两个 。.周转轮系结构尺寸 ,重量较。.周转轮系可获得 的传动比和 的功率传递。三、判断题 TOC o 1-5 h z .转系可分为定轴轮系和周转轮系两种。（）.旋转齿轮的几何轴线位置均不能固定的轮系，称之为周转轮系。 （）.至少有一个齿轮和它的几何轴线绕另一个齿轮旋转的轮系，称为定轴轮系。（）.定轴轮系首末两轮转速之比，等于组成该轮系的所有从动齿轮齿数连乘积与所有主 动齿轮齿数连乘积之比。（）.在

4、周转轮系中，凡具有旋转几何轴线的齿轮，就称为中心轮。（）.在周转轮系中，凡具有固定几何轴线的齿轮，就称为行星轮。（）.定轴轮系可以把旋转运动转变成直线运动。（）.轮系传动比的计算，不但要确定其数值，还要确定输入输出轴之间的运动关系，表示出它们的转向关系。（）.对空间定轴轮系，其始末两齿轮转向关系可用传动比计算方式中的（-1） m的符号来判定。（）.计算行星轮系的传动比时， 把行星轮系转化为一假想的定轴轮系，即可用定轴轮系的方法解决行星轮系的问题。（）.定轴轮系和行星轮系的主要区别，在于系杆是否转动。（）例解.所谓定轴轮系是指在轮系运转时，所有齿轮的轴线相对于机架的位置都 是固定的轮系:周转轮系

5、是指轮系中至少有一个齿轮的轴线绕另一个齿轮轴线转 动的轮系。. 一个基本的周转轮系是由一个系杆，若干个行星轮和不超过二个与行星 轮啮合的中心轮组成的。.自由度为2的周转轮系称为差动轮系，而自由度为 1的周转轮系称为彳亡星轮系.复合轮系是指既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分或由几个基本周转轮系组成的复杂轮系。复合轮系传动比的正确计算方法是：1）正确区分各基本轮系；2）列出各 基本轮系传动比计算方程式；3）建立各基本轮系之间的联系；4）将各基本轮系 传动比计算方程式联立求解，得到复合轮系的传动比。5.图示为锥齿轮组成的周转轮系。已知Zi=Z2=17, Z2 =30, Z3=45,若 1 轮nH

6、0转速ni=200r/min,试求系杆转速题图题解图解答:.判定轮系类型，确定传动比计算式轮系类型一因在一轮系运转时，齿轮2和2的轴线相对于机架的位置不周定，且齿轮3固定不转动，故为行星轮系；传动比公式一系杆转速nH须通过行星轮系的转化轮系（假想定轴轮系）传 动比公式求得。.确定系杆转速nHHD转化轮系传动比公式： n口区 至3卫51.5n3n3 nH0 nH Z|Z2 17 30n1n1200200） nH h- 400r / min nH 与 n1 的转向相反。i1H 1 舄 1 1.50.5分析与思考：1）何谓原周转轮系的转化轮系？ i13H与i13是否相等？ 2）能否 用i12H计算式

7、中的转向关系，求上题解图所示周转轮系中行星轮 2的转速n2?为 什么？答：1）给整个周转轮系加上一绕系杆的固定轴线转动的公共角速度（-COH）,转化而得的假想定轴轮系称为原周转轮系的转化轮系。i13H与i13不相等，因为.H H , H , i13 =n1 /n3 Wi13=n”n3。2）不能用i12H计算式求解n20因轮2的轴线与中心轮和系杆的轴线不平行，它们的角速度不能按代数量进行加减，即：2H*2 - CDH,故不能用il2H的计算 式求解n2。6.图示轮系中，已知蜗杆1为双头左旋蜗杆，转向如图示，蜗轮 2的齿数 为Z2=50;蜗杆2为单头右旋蜗杆，蜗轮3的齿数为Z3=40;其余各轮齿数

8、为： Z3 =30, Z4=20, Z4 =26, Z5=18, Z5 =28, Z6=16, Z7=18。试求传动比 ii7 及 n7的方向。题图解答：1.判定轮系类型，确定传动比计算式轮系类型一因在轮系运转时，所有齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定 的，但有轴线相互不平行的空间齿轮传动，故为空间定轴轮系。因此其转向只能用画箭头的方法确定。愿解图解答：1.判定轮系类型，确定传动比计算式轮系类型一因在轮系运转时，所有齿轮的轴线相对于机架的位置都是固 定的，但有轴线相互不平行的空间齿轮传动，故为空间定轴轮系。传动比计算一一具传动比的大小仍可用式（7-2）计算，但转向只能用画箭 头的方法确定。2.

9、确定传动比ii7及n7的方向1) ii7nn7Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z1Z2 Z3Z4Z5Z50 40 20 18 182 1 30 26 28296.72） n7的方向朝上：（即T）分析与思考：在蜗杆蜗轮机构中，若蜗杆为主动件且其转向已知时，从动 蜗轮的转向如何决定？答：从动蜗轮的转向主要取决于蜗杆的转向和旋向。可用左、右手法则来确定，右旋用右手判定，左旋用左手判定。图示蜗杆 1为左旋蜗杆，用左手四指 沿蜗杆转向n1方向弯曲，则拇指所指方向的相反方向就是蜗轮上啮合点处的线 速度方向，即蜗轮2以n2逆时针方向转动。同理，可确定蜗轮 3的转向n3： T7.图示轮系中，已知1轮转向n1如图示。各

10、轮齿数为：Z1=20,Z2=40,Z3=15, Z4=60, Z5=Z6=18, Z7=1 （左旋蜗杆）Z8=40, Z9=20o 若 n1=1000r/min,齿轮 9 的模数m=3mm,试求齿条10的速度V10及其移动方向（可在图中用箭头标出）题图倒脚图解答：.判定轮系类型，确定传动比计算式轮系类型一因在轮系运转时，所有齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的，但有轴线相互不平行的空间齿轮传动，故为空间定轴轮系。传动比计算一其传动比的大小仍可用式（7-2）计算，但转向只能用画箭头的方法确定。.确定齿条10的速度V10及其移动方向八.niZ2Z4Z6Z8 40 60 18 40 q”ii8 - 320n8z1z3z5z720 15 18 1n9=n8=n1/i18V10 = v9 =兀 d9 n9/60 =兀 m z9n9/60 =兀 x 3X 20 x4）齿条10的移动方向朝上：（即v10f）分析与思考：当轮系中有空间齿轮机构存在时，其传动比如何计算？其转向如何确定?答：有空间齿轮机构存在的定轴轮系，其传动比的数值仍可用公式（i abna /nb 所有从动轮齿数连乘积/所有主动轮齿数连乘积）进行计算。但其转向不能用（-1） m来决定，必须在运动简图中用画箭头的方法确定。习题参考答案复习思考题答案（参考答案从略）填空题答案：1.轮系12.从动轮主动轮2.定轴行星混合13.固定运