课件5：齿轮轮系

《机械设计基础》

多媒体课件广东交通职业技术学院裴小英第五章轮系一、轮系的概念：由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。钟表传动汽车减速箱一、轮系的概念

一对相互啮合的齿轮为最简单的轮系。二、轮系的分类根据轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是否固定可分为：定轴轮系：周转轮系：混合轮系：所有的齿轮的几何轴线都是固定的轮系。至少有一个齿轮的轴线相对于机架的位置是变化的轮系。既含有定轴轮系又含有周转轮系，或包含有几个基本周转轮系的复杂轮系。按自由度不同分差动轮系：F=2行星轮系：F=1图(a)定轴轮系：F=3ⅹ5-2ⅹ5-4=1图（b）定轴轮系：F=3ⅹ4-2ⅹ4-3=1二、轮系的分类周转轮系的组成：由行星轮、太阳轮、行星架以及机架组成。太阳轮：齿轮的几何轴线的位置固定不动的齿轮，它们分别与行星轮相啮合；行星轮：既自转又公转的齿轮。行星架或系杆：支持行星轮作自转和公转的构件称为。一个周转轮系中，行星轮可有多个，太阳轮的数量不多于两个，行星架只能有一个。二、轮系的分类行星轮系：F=3ⅹ3-2ⅹ3-2=1行星轮系：至少有一个行星轮且两个太阳轮中有一个不动的周转轮系。F=1二、轮系的分类图(b)差动轮系：F=3ⅹ4-2ⅹ4-2=2差动轮系：两个太阳轮都运动的周转轮系。F=2二、轮系的分类行星轮系差动轮系二、轮系的分类汽车后桥差速器：F=3ⅹ4-2ⅹ4-2=2差动轮系二、轮系的分类混合轮系本章主要讨论定轴轮系传动比计算及轮系的功用。二、轮系的分类§5-1定轴轮系

一、轮系传动比的概念：是指轮系中输入轴（主动轮）的角速度（或转速）与输出轴（从动轮）的角速度（或转速）之比，即:角标a和b分别表示输入和输出

轮系的传动比计算，包括计算其传动比的大小和确定输出轴的转向两个内容。二、定轴轮系传动比的计算1、一对齿轮啮合时的传动比的计算Z1n1n2Z2其传动比为：①外啮合时两轮转向相反式中负号表示主从动轮转向相反②内啮合时两轮转向相同其传动比为：n1n2Z1Z2③圆锥齿轮啮合时，两轮转向不在同一平面内，不能简单地用正负号表示，而要用画箭头的方法表示各轮的转向。其传动比大小仍为：式中正号表示主从动轮转向相同。二、定轴轮系传动比的计算④蜗杆传动的传动比，与圆锥齿轮传动类似其传动比大小为：式中Z2为蜗轮齿数，Z1为蜗杆头数，两轮转动方向由画箭头的方法来确定。二、定轴轮系传动比的计算2、平面定轴轮系传动比的计算图为由圆柱齿轮组成的定轴轮系，且轴线相互平行。由传动比定义得：将各级传动比相乘得：n3=n/3，n4=n/4二、定轴轮系传动比的计算式中n1为主动轮转速，nk

为从动轮转速，

m：外啮合圆柱齿轮的对数。二、定轴轮系传动比的计算2.空间定轴轮系传动比的计算

传动比的大小仍采用平面定轴轮系传动比的计算式计算:确定从动轮的转向，只能采用画箭头的方法。二、定轴轮系传动比的计算圆锥齿轮传动，表示齿轮副转向的箭头同时指向或同时背离节点。方向判断如图所示。蜗杆传动，从动蜗轮转向判定方法用蜗杆“左、右手法则”：对右旋蜗杆，用右手法则，即用右手握住蜗杆的轴线，使四指弯曲方向与蜗杆转动方向一致，则与拇指的指向相反的方向就是蜗轮在节点处圆周速度的方向。对左旋蜗杆，用左手法则，方法同上。二、定轴轮系传动比的计算例：图示的轮系中，已知各齿轮的齿数Z1=20,Z2=40,Z'2=15,Z3=60,Z'3=18,Z4=18,Z7=20,齿轮7的模数m=3mm,蜗杆头数为1（左旋），蜗轮齿数Z6=40。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求齿条8的速度和移动方向。二、定轴轮系传动比的计算=n7移动方向如图所示二、定轴轮系传动比的计算结论：1、传动比的大小求法：定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积；也等于组成轮系的各对啮合齿轮中，所有从动齿轮齿数乘积与所有主动齿轮齿数乘积之比。2、定轴轮系传动比符号的确定方法：对于平行轴传动，其正负号则取决于外啮合的次数。传动比为正号时表示首、末两轮的转向相同，为负号时表示首、末两轮的转向相反。也可用箭头逐对标出啮合齿轮的转向求出。二、定轴轮系传动比的计算

对于蜗杆传动，从动蜗轮转向用“主动轮左右手定则”来确定。

对于包含有圆锥齿轮或蜗杆传动的空间定轴轮系，各轮的轴线不平行，则只能采用画箭头的方法确定各轮转动方向。二、定轴轮系传动比的计算3、在定轴轮系中，有些齿轮不会改变轮系传动比的比值，但它改变轮系的转向，称该轮为惰轮，也称为过桥齿轮（目的用于改变轮系转向和调节轮轴间的距离）。二、定轴轮系传动比的计算例1：已知：Z1=14，Z2=48，Z3=28，Z4=56，Z5=30，Z6=70，Z7=30，Z8=30。问：1、III轴有几种转速？各是多少？2、Z7=Z8，为什么用轴III。d1=108n1=1000d2=300n2=360Z1Z2Z3IIIZ4Z5Z6Z7Z8III解：有三种，分别为：1、当Z2与Z5啮合时：2、当Z1与Z6啮合时：例2：钟表传动示意图：已知：Z1=72，Z2=12，Z3=64，Z4=8，Z5=60，Z6=8，Z7=60，Z8=6，Z9=8，Z10=24，Z11=6，Z12=24。求：iSM,iMH。∵n3=360∴n8=n3/i38=360/2=180。轴III是为了改变方向，即为了I与III轴同向。3、当Z3与Z4啮合时：Z7Z8Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z9Z10Z11Z12H（时针）M（分针）发条N手调用

S(秒针）已知：Z1=72，Z2=12，Z3=64，Z4=8，Z5=60，Z6=8，Z7=60，Z8=6，Z9=8，Z10=24，Z11=6，Z12=24。解：结论：实现分路传动。例3：手摇提升装置提升重物时，确定手轮的转向

蜗轮的转向可以这样确定：对右旋蜗杆用右手，对左旋蜗杆用左手，若以四指弯曲的方向代表蜗杆转向，则蜗轮转向与伸直的大姆指指向相反。Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8滚齿机主传动系统

三、轮系的应用左旋蜗杆

1、实现分路传动

一对外啮合圆柱齿轮传动，其传动比一般可为i<=5-7。但是行星轮系传动比可达i=10000,而且结构紧凑。2.获得大的传动比三、轮系的应用车床电动三爪自动定心卡盘传动机构，当z1＝6，z2＝z2′=25，z3＝57，z4＝56时，传动比为-588。3.实现换向传动：在主动轴转向不变的情况下，利用惰轮可以改变从动轴的转向三、轮系的应用车床上走刀丝杆的三星轮换向机构。扳动手柄可实现两种传动方案。由于两种方案仅相差一次外啮合，故从动轮4相对于主动轮1有两种输出转向。4.实现变速传动：在主动轴转速不变的情况下，输出轴可有多种速度变化。三、轮系的应用汽车变速箱

5.实现运动的合成与分解

三、轮系的应用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动齿轮5的运动以不同的速度分别传递给左右两个车轮，经维持车轮与地面间的纯滚动，避免车轮与地面间的滑动摩擦导致车轮过度磨损。

在图示轮系中，设z1=20，z2=24，z3=30，z7=20，z8=80，z9=50，z10=18，z11=30。问轮4和轮6的齿数比z4∕z6应为多少该轮系才能进行传动。作业一P54

题5-4作业二5-4在题5-4图所示的钟表机构中，s、m及h分别表示秒针、分针和时针，已知各轮齿数为：z1＝72，z2＝12，z2′＝64，z2″＝z3＝z4＝8，z3′＝60，z5＝z6＝24，z5′＝6。试求分针