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1、第七章 轮系,轮系分类及其应用特点,定轴轮系及其传动比,周转轮系及其传动比,定义分类运动简图应用特点,第一节 轮系分类及其应用特点,第七章 轮系,一、轮系的定义,由若干对互相啮合的齿轮所组成的传动系统。,定轴轮系（普通轮系）,周转轮系,二、轮系的分类,按传动时各齿轮的轴线位置是否固定分类：,混合轮系,1、定轴轮系（普通轮系）,轮系运转时，每个齿轮的几何轴线位置相对机架均固定不变。,平面定轴轮系 空间定轴轮系,2、周转轮系,轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对机架不固定,而绕其它齿轮的轴线回转。,差动轮系,行星轮系,行星轮太阳轮/中心轮系杆/转臂,行星轮,系杆/转臂/行星架,行星轮系 F=1
2、,差动轮系 F=2,n=4 PL=4 PH=3F=1,n=5 PL=5 PH=3 F=2,行星轮系,差动轮系,3、混合轮系,轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系。,知识链接,齿轮在轴上的固定方式,定轴轮系周转轮系复合轮系/混合轮系,三、轮系的运动简图,四、轮系的应用特点,1、可获得较大的传动比,一对齿轮传动比一般不大于57大传动比可用定轴轮系多级传动实现，也可利用周转轮系和复合轮系实现,啤酒大麦发酵池：为了使搅拌器缓慢移动，以达到充分搅拌的目的，在电机到移动齿轮间采用了一个行星减速器，其传动比高达702.25,一对齿轮受结构限制，中心距较近。,2、可作较远距离的传动,轮系节省材料、减轻重量、降低成
3、本和空间。,增加中间轮2实现变向要求,一对外啮合齿轮，主、从动轮（1、3）转向相反,中间轮（惰轮或过桥轮）,1,3,1,3,2,3、可方便地实现变速和变向要求,二级变速,三星轮换向机构,汽车齿轮变速箱,行星架H的转速是轮1、3转速的合成。,汽车后桥差速器的轮系可根据转弯半径大小自动分解，nH使n1、n3符合转弯的要求,4、可合成或分解运动,汽车后桥差速器,5、可实现分路传动,利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将运动传给多个运动部分，从而实现分路传动。,钟表的时分秒针,小结,轮系的应用特点如下：,（1）可获得很大的传动比,（2）可作较远距离的传动,（3）可方便实现变速和变向要求,（
4、4）可实现运动的合成与分解,按轮系传动时各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否都固定，分三大类：,（1）定轴轮系（普通轮系）,（2）周转轮系,由若干对相互啮合的齿轮所组成的传动系统，称为轮系。,（3）混合轮系,（5）可实现分路传动,定轴轮系中各轮转向的判断定轴轮系传动比的计算定轴轮系中任意从动齿轮转速的计算,第二节 定轴轮系及其传动比,第七章 轮系,非平行轴（空间）定轴轮系,一、定轴轮系中各轮转向的判断,按照轮系中各齿轮的轴线是否平行，有两种情况：,平行轴（平面）定轴轮系,1、用标注箭头来确定；,2、通过数外啮合齿轮的对数来确定,外啮合齿轮的对数为偶数，则首末两轮转向相同外啮合齿轮的对数为奇数，
5、则首末两轮转向相反,一对圆柱齿轮传动转向的表达,外啮合：两轮转向相反,内啮合：两轮转向相同,注：箭头表示可见侧圆周速度方向。,一对圆锥齿轮传动转向的表达,两箭头同时指向啮合点,两箭头同时相背啮合点,1,2,1,2,注：蜗杆传动按第六章。,思考！,平行轴传动的定轴轮系,1、用标注箭头来确定；,2、因外啮合齿轮的对数为偶数（2对），则1、5两轮转向相同。,如何判断以下定轴轮系中各轮的转向？,轮系中各轮回转方向只能用箭头标注在图上。,非平行轴传动的定轴轮系,思考！,如何判断以下定轴轮系中各轮的转向？,1,4,3,2,两级齿轮传动装置,二、定轴轮系传动比的计算,1、传动路线,动力输入,传动路线,动力输
6、出,在计算传动比大小之前要先学会分析传动路线,例1 如图所示轮系，分析该轮系传动路线。,解 该轮系传动路线为：,2、传动比计算,以前述两级齿轮传动装置为例，求其总传动比。,即,定轴轮系的传动比等于首末两轮的转速之比。,由上式可知，定轴轮系的传动比为：,平行轴定轴轮系中，若以1表示首轮，以k轮表示末轮，外啮合的对数为m,则总传动比为：,当结果为正，表示首末两轮回转方向相同。,当结果为负，表示首末两轮回转方向相反。,注：转向也可用箭头在图上依次画出来确定。,例2 如图所示轮系，已知各齿轮齿数及n1转向，求i19和判定n9转向。,惰轮,解：,转向也可通过在图上依次画箭头来确定。,注：齿轮z2的大小对
7、总传动比i19毫无影响，叫惰轮。,惰轮（中间轮或过桥轮）的应用,惰轮,加奇数个惰轮，首末两轮转向相同。,加偶数个惰轮，首末两轮转向相反。,惰轮只改变从动轮回转方向，不改变传动比大小。,知识链接,2,5,7,6,4,3,1,例3 如图所示，已知z1=24，z2=28，z3=20，z4=60，z5=20，z6=20，z7=28，齿轮1为主动件。分析该机构的传动路线；求传动比i17；若齿轮1转向已知，试判定齿轮7的转向。,分析 该轮系传动路线为：,解 根据公式,结果为负值，说明从动轮7与主动轮1的转向相反。,各轮转向如图中箭头所示。,惰轮,2,5,7,6,4,3,1,空间定轴轮系传动比,传动比的大小
8、：,首末二轴转向关系判别：箭头法判断，如图所示齿轮1和5转向相反,传动比绝对值计算公式同平面定轴轮系用箭头法标定各轮的转向输入输出构件的轴线平行且转向相同时，传动比为正;转向相反,则传动比为负(最后通过箭头法判断后补充上去)轴线不平行的构件间的传动比,没有+、-,方向如图所示,方向如图所示,三、定轴轮系中任意从动齿轮转速的计算,由 定轴轮系的传动比：,得 定轴轮系中任意从动轮转速n末：,1条,3条,1条,问：轴可获得几种转速？,解：（1）找出各轴间传动线路的数量。（2）一般情况下，变速级数等于各轴间传动线路数量的连乘积。,因此轴可获得131=3种转速。,变速级数的判定,6-7-8为三联滑移齿轮
9、,滑移齿轮变速机构,分别求出该变速机构中轴的三种转速各为多少？,分析 该变速机构的传动路线为:,（n）,（n）,(1)5-6啮合时 n,(2)4-7啮合时 n,(3)3-8啮合时 n,例4,解：,轮系末端是齿条传动的计算,简易机床拖板箱传动系统,末轮z的转速为：,末轮z的移动速度为：,输入轴每回转一周，末轮z沿齿条的移动距离为：,末轮z的模数,末轮z的齿数,特例,练习1、如图所示为多刀半自动车床主轴箱的传动系统。已知：带轮直径D1=D2=180mm,z1=45，z2=72，z3=36，z4=81，z5=59，z6=54，z7=25,z8=88.试求：当电动机转速n1=1443r/mm时，主轴的
10、各级转速。,1-3和5-7为双联滑移齿轮,1条,2条,2条,D1,2,4,8,6,D2,分析 该变速机构的传动路线为:,（n）,轴可获得122=4种转速。,D1,2,4,8,6,D2,（1）1-2和5-6啮合,（2）1-2和7-8啮合,（4）3-4和5-6啮合,（3）3-4和7-8啮合,n,n,n,n,解：,练习 2、如图所示，已知：z1=16，z2=32，z3=20，z4=40，蜗杆z5=2，蜗轮z6=40，n1=800 r/min。试分析该传动机构的传动路线；计算蜗轮的转速n6并确定各轮的回转方向。,解：,分析 该变速机构的传动路线为:,（n）,小结,定轴轮系中各轮转向的判断方法：,平行轴
11、传动的定轴轮系：,1、用标注箭头来确定；,2、当外啮合齿轮的对数为偶数，则首末两轮转向相同；为奇数时，则转向相反。,非平行轴传动的定轴轮系：,只能用标注箭头来确定。,定轴轮系的传动比为：,小结,1、定轴轮系中任意从动轮转速n末：,2、轮系末端是齿条传动的计算,末轮z的移动速度为：,输入轴每回转一周，末轮z沿齿条的移动距离为：,模数、齿数,周转轮系与定轴轮系的区别：是否存在转臂转化轮系：周转轮系加上-wH(-nH)运动后变成的定轴轮系,第七章 轮系,第三节 周转轮系及其传动比,周转轮系传动比分析,转化轮系传动比：,对于F=1的行星轮系，若n3=0,有,1,2,3,H,n1,n2,n3,nH,转化
12、机构法：-nH,周转轮系传动比,转化轮系传动比：,实际轮系传动比：,抓住要领!,写转化轮系传动比定义及大小，1,K,H轴线必须平行,注意：转向判别用号，判别错误影响糟矣，千万当心也!,例题1,如图所示。已知:z1=100,z2=101,z2=100,z3=99试求传动比 iH1,分析：轮系类型周转轮系注意周转轮系，不管求解什么，一定用转化机构法，记住“要领”,例题,解：,n3=0,将z3改为100：,例题2,如图所示。已知:z1=48,z2=48,z2=18,z3=24,n1=250 r/min,n3=100 r/min,转向如图试求nH的大小和方向,分析：轮系类型锥齿轮组成的周转轮系转化机构
13、中各轮转向用箭头判断,例题,解：,讨论：是否可以将n1代为负，n3代为正？,试算，分析结果。,nH=-50 r/min?,转向同n1,No Problem!,Why?,例题3,如图所示。已知:z1,z2,z3,z4,z5,n1求：i15、n5,分析：轮系类型周转轮系,例题,解：,下课！2023年10月12日,双排外啮合行星轮系中，已知：z1=100，z2=101，=100，z3=99。求传动比 H1?,解：,例题：,空间轮系中，已知：z1=35，z2=48，=55，z3=70，n1=250r/min，n3=100r/min，转向如图。试求系杆H 的转速nH的大小和转向?,例题：,解：,由于n1，n3转向相反，若令n1为正，n3以负值代入，有：,计算结果为“+”，说明nH与n1转向相同。,轮系中，各轮齿数已知，n1=250r/min。试求系杆H的转速nH的大小和转向?,周转轮系：、3、4和H,定轴轮系：1、2,因为：,故，联立求解得：,式中“”号说明 nH 与 n1 转向相反。,例题：,解：,解：,周转轮系：1、3和H,定轴轮系：、4、5,例题：,因为,式中“”号说明n5与n1转向相反。,电动卷扬机减速器的运动简图。已知各轮齿数为：z1=24，z2=52，=21，z3=78，=18，z4=30，z5=78。试求传动比?,
