ch07 轮系分析与设计

7.1轮系的分类在现代机械中，为了满足不同的工作要求，仅用一对齿轮传动或蜗杆传动往往是不够的，通常需要采用一系列相互啮合的齿轮（包括蜗杆传动）组成的传动系统将主动轴的运动传给从动轴。这种由一系列齿轮组成的传动系统成为轮系。如果齿轮系中各齿轮的轴线互相平行，则称为平面轮系，否则称为空间轮系。根据齿轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是否固定，又可将齿轮系分为两大类：定轴轮系和周转轮系。1机械工程基础部平面轮系空间轮系2机械工程基础部轮系分类（1）定轴轮系（普通轮系）（2）周转轮系即由行星轮、行星架及太阳轮组成，其中输入与输出运动构件称为基本构件。按自由度数目分差动轮系（F＝2）行星轮系（F＝1）（3）复合轮系3机械工程基础部7.1轮系的分类一、定轴轮系所有齿轮轴线的位置都固定不变的轮系。

4机械工程基础部一、定轴轮系7.1轮系的分类5机械工程基础部7.1轮系的分类6机械工程基础部7.1轮系的分类7机械工程基础部7.1轮系的分类一、定轴轮系8机械工程基础部7.1轮系的分类二、周转轮系至少有一个齿轮的轴线位置不固定，可绕另一齿轮的固定轴线转动的轮系。9机械工程基础部7.1轮系的分类三、复合轮系将定轴轮系和周转轮系组合在一起或将几个周转轮系组合在一起的轮系。10机械工程基础部7.1轮系的分类11机械工程基础部第七章轮系设计7－1轮系的分类7－2定轴轮系的传动比计算7－3周转轮系的传动比计算7－4复合轮系的传动比计算7－5轮系的功用7－6几种特殊的行星齿轮传动12机械工程基础部7.2定轴齿轮系传动比的计算如果齿轮系运转时所有齿轮的轴线保持固定，称为定轴齿轮系，定轴齿轮系又分为平面定轴齿轮系和空间定轴齿轮系两种。的比值用设齿轮系中首齿轮的角速度为，末齿轮的角速度，与表示，即，则称为齿轮系的传动比。大小方向13机械工程基础部等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积；1．传动比大小的计算

定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比＝所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积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，即轮系中不影响轮系的传动比的大小，而仅起中间过渡和改变从动轮转向作用的齿轮。过轮或惰轮14机械工程基础部2．首、末轮转向关系的确定1)平面定轴轮系定轴轮系的传动比＝所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积m为外啮合次数15机械工程基础部一般用标注箭头的方法来确定。定轴轮系的首、末两轮的转向关系，2)空间定轴轮系定轴轮系的传动比＝所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积+-输入轴与输出轴平行输入轴与输出轴不平行定轴轮系的传动比＝所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积输入与输出轴的转向关系用正负号表示输入与输出轴的转向在图上画箭头表示16机械工程基础部7.2定轴齿轮系传动比的计算空间定轴轮系：画箭头的方法17机械工程基础部18机械工程基础部7.2定轴齿轮系传动比的计算[例7-1]在图示的齿轮系中已知求n6的大小和方向。1、分析传动关系2、计算传动比3、在图中画箭头指示n6的方向。19机械工程基础部7.2定轴齿轮系传动比的计算[例题]在如图所示的齿轮系中，已知,齿轮1、3、3’和5同轴线，各齿轮均为标准齿轮。若已知轮1的转速n1=1440r/min，求轮5的转速[解]

该齿轮系为一平面定轴齿轮系，齿轮2和4为惰轮，齿轮系中有两对外啮合齿轮，根据公式可得因齿轮1、2、3的模数相等，故它们之间的中心距关系为因此：20机械工程基础部7.2定轴齿轮系传动比的计算同理：所以：为正值，说明齿轮5与齿轮1转向相同。

21机械工程基础部第七章轮系设计7－1轮系的分类7－2定轴轮系的传动比计算7－3周转轮系的传动比计算7－4复合轮系的传动比计算7－5轮系的功用7－6几种特殊的行星齿轮传动22机械工程基础部应用1

导弹发射快速反应装置（动画）应用2

汽车后轮中的传动机构（图片、动画）轮系分类（1）定轴轮系（普通轮系）（2）周转轮系即由行星轮、行星架及太阳轮组成，其中输入与输出运动构件称为基本构件。按自由度数目分差动轮系（F＝2）行星轮系（F＝1）（3）复合轮系23机械工程基础部先来观察和比较一下定轴轮系和周转轮系。由于行星轮自转+公转，周转轮系的传动比就不能直接按

定轴轮系传动比的求法来计算。24机械工程基础部先来观察和比较一下定轴轮系和周转轮系。由于行星轮自转+公转，周转轮系的传动比就不能直接按

定轴轮系传动比的求法来计算。相对运动原理根据相对运动原理，若给定整个周转轮系一个-ωH的反转运动之后，所转化得到的定轴轮系，因此，周转轮系的传动比就可以通过对其转化轮系传动比的计算来进行求解的。就称为原周转轮系的转化轮系或转化机构。25机械工程基础部相对运动原理根据相对运动原理，若给定整个周转轮系一个-ωH的反转运动之后，所转化得到的定轴轮系，因此，周转轮系的传动比就可以通过对其转化轮系传动比的计算来进行求解的。就称为原周转轮系的转化轮系或转化机构。26机械工程基础部轮系的转化系杆

机架周转轮系定轴轮系含义：以H为参考构件的转化轮系的a-b的传动比计算27机械工程基础部几点注意：1）a、b、H三个构件的轴线应互相平行。2），是转化后定轴轮系传动比，是原周转轮系中a、b的绝对角速度比。3），，三者均为代数值，计算时应当将其本身的正负号同时代入。4）周转轮系中的转向关系由计算结果的正负号判定，而不能和其转换轮系的转向关系混淆。28机械工程基础部图示周转轮系中，各轮齿数为：若已知方向相反求nH的大小和方向。1、分析传动关系2、列传动比计算公式3、带入求解nH为正，说明系杆H与轮1转向相同，而与轮3转向相反。[例1]29机械工程基础部图示锥齿轮组成的行星轮系中，求系杆H的转速nH。解：1、分析传动关系2、列传动比计算公式3、求解nH为正，说明系杆H与轮1转向相同。[例2]30机械工程基础部图示的行星轮系中，求传动比iH1。解：1、分析传动关系2、列传动比计算公式3、求解[例3]双联齿轮31机械工程基础部作业：7-5；7-732机械工程基础部第七章轮系设计7－1轮系的分类7－2定轴轮系的传动比计算7－3周转轮系的传动比计算7－4复合轮系的传动比计算7－5轮系的功用7－6几种特殊的行星齿轮传动33机械工程基础部对于复合轮系，既不能将其视为单一的定轴轮系来计算其传动比，也不能将其视为单一的周转轮系来计算其传动比。而唯一正确的方法是将它所包含的定轴轮系和周转轮系部分分开，并分别列出其传动比的计算公式，然后进行联立求解。因此，复合轮系传动比的计算方法及步骤可概括为：1）轮系分解；2）分别计算；3）联立求解。其中正确分解轮系是关键，首先是要将周转轮系先划分出来。34机械工程基础部例1

复合轮系传动比的计算例2

卷扬机减速器传动比的计算35机械工程基础部第七章轮系设计7－1轮系的分类7－2定轴轮系的传动比计算7－3周转轮系的传动比计算7－4复合轮系的传动比计算7－5轮系的功用7－6几种特殊的行星齿轮传动36机械工程基础部1．实现分路传动2．实现大传动比3．实现变速传动4．实现换向传动例

某航空传动机构附件的传动系统例

现实传动比i＝10齿轮传动例

车床走刀丝杆的三星轮换向机构6．实现运动合成与分解5．实现大功率传动定轴轮系行星轮系37机械工程基础部7.5轮系的功能如图所示的汽车后桥差速器即为分解运动的齿轮系。在汽车转弯时它可将发动机传到齿轮5的运动以不同的速度分别传递给左右两个车轮，以维持车轮与地面间的纯滚动，避免车轮与地面间的滑动磨擦导致车轮过度磨损。38机械工程基础部汽车后轮中的传动机构39机械工程基础部7.5轮系的功能40机械工程基础部7.5轮系的功能7.5.2

实现变速、换向传动41机械工程基础部7.5轮系的功能7.5.2

实现变速、换向传动42机械工程基础部带传动实验课安排：1班：本周三7-8节，16:30开始2班：本周四7-8节，16:30开始3班：本周五1-2节，08:00开始实验教师：杨老师地点：机械楼324#携带：教材及实习报告稿纸7-9，7-11，7-13本次作业：43机械工程基础部第七章轮系设计7－1轮系的分类7－2定轴轮系的传动比计算7－3周转轮系的传动比计算7－4复合轮系的传动比计算7－5轮系的功用7－6几种特殊的行星齿轮传动44机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动7.6.1

渐开线少齿差行星齿轮传动齿数差越小，z2越大，传动比越大。一般为1～4。45机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动7.6.1

渐开线少齿差行星齿轮传动销孔输出机构46机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动7.6.1

渐开线少齿差行星齿轮传动十字滑块输出机构47机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动7.6.1

渐开线少齿差行星齿轮传动48机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动7.6.1

渐开线少齿差行星齿轮传动双万向联轴节输出机构49机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动7.6.1

渐开线少齿差行星齿轮传动50机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动7.6.1

渐开线少齿差行星齿轮传动51机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动7.6.2

摆线针轮行星传动52机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动摆线针轮行星传动图摆线形结构图解可以证明，摆线针轮行星传动能保证传动比恒定不变针齿销数与摆线轮齿数的齿数差（z1－z2）只能为1，所以其传动比为：53机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动54机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动55机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动摆线针轮行星减速器图例56机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动7.6.3谐波齿轮传动谐波齿轮传动由三个基本构件组成，即具有内齿的刚轮、可产生较大弹性变形的柔轮及波发生器。57机械工程基础部7.6几种特殊的行星齿轮传动