轮系及其相关计算

第五章轮系§5-1概述现代机械中，为了满足不同的工作要求只用一对齿轮传动往往是不够的，通常用一系列齿轮共同传动。由一系列齿轮组成的传动系统称为齿轮系（简称轮系）。1、轮系的功用（1）获得大的传动速比（2）作较远距离的传动（3）得到多种传动速比（4）改变从动轴的转向（5）将两个独立的转动合成为一个转动，反之亦然。5档手动变速箱模型

换档杆通过三个连杆连接着三个换档杆

2、轮系的分类（1）定轴轮系——齿轮回转轴均固定(图5-1）定轴轮系.exe（2）周转轮系——至少有一齿轮轴绕另一定轴转动（图5-4）周转轮系的基本构件：行星轮、太阳轮、行星架行星轮：既自转又公转（黄色齿轮）；太阳轮：几何轴线的位置固定（绿色和灰色齿轮）；行星架（系杆）：支持行星轮作自转和公转的构件。2K-H行星轮系.exe行星轮系外圈固定.exe复合轮系1.exe§5-2定轴轮系速比的计算

轮系的传动比：轮系中首末两轮的角速度（或转速）之比。+：两轮转向相同——内啮合—：两轮转向相反——外啮合二级减速器.exe说明：“—”表示齿轮1与齿轮5转向相反。●定轴轮系速比的大小等于组成该轮系的各对啮合齿轮速比的连乘积（i总=i12×i23×i34×……）●定轴轮系速比的大小等于该轮系中所有从动轮齿数连乘积与所有主动轮齿数连乘积的比值。定义：式中指数n表示定轴轮系中外啮合的对数§5-2定轴轮系速比的计算

注意：当轮系中有锥齿轮时，其转向要靠箭头来标示转向，箭头画法：▲外啮合箭头方向相反；▲内啮合箭头方向相同；

▲锥齿轮箭头方向同时指向相互啮合处，或同时背向啮合处。§5-2定轴轮系速比的计算

外啮合内啮合锥齿轮▲行星轮系：有一个中心轮固定，图5—4b基本构件：｛太阳轮（中心轮）——1、3行星轮——2转臂（行星轮架、系杆）——H§5-3周转轮系速比的计算1、周转轮系的组成行星轮系外圈固定.exe2K-H行星轮系.exe▲差动轮系：中心轮都不固定，图5—4a差动轮系行星轮系２、周转轮系速比的计算——中心轮１为主动轮①当nH

=0时（转臂固定）——定轴轮系②当nH

≠0时——以H为参照物的定轴轮系原转速n1n2转化轮系中转速nHH=nH-nH=0n3nHn1H=n1-nHn2H=n2-nHn3H=n3-nH构件名称太阳轮1行星轮2太阳轮3行星架H一般式注意：计算速度ni时，iH的正负号要代入计算。例一:如图所示周转轮系。已知Z1=15,Z2=25,Z3=20,Z4=60,n1=170rpm,n4=50rpm。试求行星架转速nH及行星轮转速n3。解：1.求nHnH=70rpm负号表示行星架与齿轮1转向相反。2.求n3:(n3=n2)n2=10rpm=n3负号表示轮2、3与齿轮1转向相反。例二:已知Z1=20,Z2=20,Z3=60,Z4=30,Z5=60,Z6=20,Z7=20,试求轮系的速比i17,并确定Z1和Z7的转向是否相同。

6543217例二(解）：已知Z1=20,Z2=20,Z3=60,Z4=30,Z5=60,Z6=20,Z7=20,试求轮系的速比i17,并确定Z1和Z7的转向是否相同。

Z1和Z7的转向相反65432173452167例三：行星轮系中，已知n1=150rpm,内齿轮3固定不动，Z1=20,Z3=100,Z4=20,Z5=40,Z6=30，Z7=30，试求齿轮Z7的转速,并根据标明的各齿轮转向，确定Z1和Z7的转向是否相同。

i13H=(n1-nH)/(n3-nH)=-Z2Z3/Z1Z2=-Z3/Z1=-5n3=0；nH=n1/6=25rpm

n4=nHn4/n5=Z5/Z4=2；

n5=n4/2=12.5rpm例三（解）：行星轮系中，已知n1=150rpm,内齿轮3固定不动，Z1=20,Z3=100,Z4=20,Z5=40,Z6=30，Z7=30，试求齿轮Z7的转速,并根据标明的各齿轮转向，确定Z1和Z7的转向是否相同。

Z1和Z7的转向相同3452167n6=n5；

n6/n7=Z7/Z6=1n7=n6=n5=12.5rpm作业上交作业：5-4、5-6课后思考题：5-1、5-2

•输入轴（绿色）通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个部件。

•轴和齿轮（红色）叫做中间轴。它们一起旋转。轴（绿色）旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转，这时，中间轴就可以传输发动机的动力了。

•轴（黄色）是一个花键轴，直接和驱动轴相连，通过差速器来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起转动。

•齿轮（蓝色）在花键轴上自由转动。在发动机停止，但车辆仍在运动中时，齿轮（蓝色）和中间轴都在静止状态，而花键轴依然随车轮转动。

•齿轮（蓝色）和花键轴是由套筒来连接的，套筒可以随着花键轴转动，同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮（蓝色）。2档变速箱的简单模型挂进1档时，套筒就和右边的齿轮（蓝色）啮合。输入轴（绿色）带动中间轴，中间轴带动右边的齿轮（蓝色），齿轮通过套筒和花键轴相连，传递能量至驱动轴上。在这同时，左边的齿轮（蓝色）也在旋转，但由于没有和套筒啮合，所以它不对花键轴产生影响。当套筒在两个齿轮中间时（第一张图所示），变速箱在空挡位置。两个齿轮都在花键轴上自由转动，速度是由中间轴上的齿轮和齿轮（蓝色）间的变速比决定的。

5档手动变速箱模型

换档杆通过三个连杆连接着三个换档杆倒档通过一个中间齿轮（紫色）来实现。如图所示，齿轮（紫色）始终朝其他齿轮（蓝色）