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1、机械基础第二版05 单元5 轮系机机 械械 基基 础础模块四模块四 机械传动机构机械传动机构单元五单元五 轮系轮系教学目标一、目的和要求(1)了解轮系的概念。(2)了解轮系的种类及分类。(3)掌握定轴轮系的传动比计算。二、重点和难点(1)计算定轴轮系的传动比。(2)判断末轮的方向。目录01第一节 轮系的类型和功用02第二节 定轴轮系03第三节 行星轮系案例导入 钟表齿轮 汽车变速箱 齿轮传动在机械中应用非常广泛，但是受轴距或传动比等因素的限制，在实际中仅有一对齿轮往往难以满足实际的需求，为满足需求往往采用一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统轮系来实现功能，如汽车变速箱利用轮系来实现减速、增速的功
2、能。目录0101第一节 轮系的类型和功用02第二节 定轴轮系03第三节 行星轮系轮系的类型轮系的类型 轮系是由一系列齿轮组成的传动系统。按照传动中齿轮的轴线是否固定将齿轮系分为定轴齿轮系和周转齿轮系两大类型。1.定轴轮系 当轮系运转时，所有齿轮的几何轴线位置相对于机架固定不变。轮系的类型轮系的类型（1）平面定轴轮系各齿轮轴线相互平行轮系的类型轮系的类型（2）空间定轴轮系各齿轮轴线不都是相互平行轮系的类型轮系的类型2.行星轮系齿轮系中，至少有一个齿轮的轴线是不断变化的，且绕某一固定轴线回转。轮系的功用轮系的功用1.实现相距较远的两轴间的传动 相距较远的两轴间必须应用齿轮传动时，采用齿轮系可缩小传
3、动装置所占空间，节约材料，减轻重量。如图 所示为传动比相同时，一对齿轮传动和轮系传动的方案比较。轮系的功用轮系的功用2.获得大的传动比 当两轴之间的传动比较大时，若仅有一对齿轮传动，不仅大齿轮的齿廓尺寸大，而且小齿轮啮合频率高；而采用轮系传动，可有效减小齿轮的体积和齿轮啮合的频率差。轮系的功用轮系的功用3.实现变速、换向和分路传动 采用轮系传动可满足金属切削机床、汽车等机械需要的不同转速和转向要求，如汽车前进与倒退，机床主轴丝杠的正反转转动等。轮系的功用轮系的功用3.实现变速、换向和分路传动轮系的功用轮系的功用4.实现运动的合成和分解 应用行星齿轮系的特点，可以将输入的两个运动合成为一个输出运
4、动，也可以将输入的一个运动分解为两个输出运动。例如汽车转弯时，要求两个后轮的转动速度不相等，利用行星齿轮系的原理制成的后桥差速器解决了这个问题。目录01第一节 轮系的类型和功用0202第二节 定轴轮系03第三节 行星轮系定轴轮系定轴轮系1.定轴轮系中各轮转向的判断 当首轮（或末轮）的转向为已知时，其末轮（或首轮）的转向也就确定了，表示方法可以用标注箭头的方法来确定。定轴轮系定轴轮系l 圆柱齿轮啮合外啮合 转向用画箭头的方法表示，主、从动轮转向相反时，两箭头指向相反。 定轴轮系定轴轮系l圆柱齿轮啮合内啮合 主、从动轮转向相同时，两箭头指向相同。 定轴轮系定轴轮系l锥齿轮啮合传动 两箭头指向相背或
5、相向啮合点。 定轴轮系定轴轮系l蜗轮蜗杆传动左右手法则定轴轮系定轴轮系l判断蜗轮的回转方向 左、右手法则： 左旋蜗杆用左手，右旋蜗杆用右手，用四指弯曲表示蜗杆的回转方向，拇指伸直代表蜗杆轴线，则拇指所指方向的相反方向即为蜗轮上啮合点的线速度方向。 定轴轮系定轴轮系 对于轮系中各齿轮轴线相互平行时，其任意级从动轮的转向可以通过在图上依次画箭头来确定，也可以数外啮合齿轮的对数来确定，若齿轮的啮合对数是偶数，则首轮与末轮的转向相同；若为奇数，则转向相反。 定轴轮系定轴轮系 轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条，只能用画直箭头的方法表示。 定轴轮系定轴轮系 2.定轴轮系传动比的计算 （1）传动路线定
6、轴轮系定轴轮系 2.定轴轮系传动比的计算 （1）传动路线定轴轮系定轴轮系【例1】分析如图所示轮系传动路线定轴轮系定轴轮系 2.定轴轮系传动比的计算 （2）传动比的计算 轮系的传动比等于首轮与末轮的转速之比，也等于轮系中所有从动齿轮齿数的连乘积与所有主动齿轮齿数的连乘积之比。 定轴轮系定轴轮系 【例【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。 定轴轮系定轴轮系 【例3】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。 定轴轮系定轴轮系 （
7、3）惰轮的应用 在轮系中既是从动轮又是主动轮，对总传动比毫无影响，但却起到了改变齿轮副中从动轮回转方向的作用，像这样的齿轮称为惰轮。 惰轮常用于传动距离稍远和需要改变转向的场合。定轴轮系定轴轮系 【例4】已知：z1=26，z2=51，z3 =42， z4=29，z5 =49，z6=36，z7=56，z8=43，z9=30，z10=90， 轴的转速nI = 200 r/min。试求当轴上的三联齿轮分别与轴上的三个齿轮啮合时，轴的三种转速。 目录01第一节 轮系的类型和功用02第二节 定轴轮系0303第三节 行星轮系行星轮系行星轮系l周转轮系是指传动时，轮系中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而
8、是绕另一个齿轮的固定轴线回转。如图 所示，小齿轮的轴线绕大齿轮的轴线做圆周运动，其位置是不断变化的，几何轴线做圆周运动的齿轮称为行星轮，与其啮合的齿轮称为中心轮，支承行星轮的构件称为行星架，常称为系杆。l行星轮系是指只具有一个自由度的周转轮系；l差动轮系是指具有两个或两个以上自由度的轮系，亦即具有对应的两个或两个以上的原动件的轮系，原动件可以由齿轮或系杆组成。行星轮系传动比计算行星轮系传动比计算行星轮系中，由于行星架 的存在，行星轮既绕自身轴线转动，又绕太阳轮轴线转动，各轮间的传动比不再是简单地与齿数成反比，因此其传动比不能利用定轴轮系的计算方法。为了计算行星轮系的传动比，需要将其转化为定轴轮
9、系。行星轮系传动比计算行星轮系传动比计算l用转化机构法计算行星轮系的传动比，具体方法如下：l假想给如图的行星轮系加上一个与行星架的转速狀 大小相等、方向相反的公共转速（-nH）,则行星架 的转速合成为，处于静止状态，各构件的相对运动关系也没有变化。这样，所有齿轮的轴线位置固定不动，得到了假想的定轴轮系，这种假想的定轴轮系称为行星轮系的转化轮系。行星轮系传动比计算行星轮系传动比计算l在转化轮系中，各构件的转速见表行星轮系传动比计算行星轮系传动比计算单元小结单元小结l1.轮系是指由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统。按照传动时齿轮轴线是否固定，轮系可分为定轴轮系和周转轮系。l2.定轴轮系是指传动时各齿轮的几何轴线相对于机架都处于固定状态的轮系。l3.周转轮系是指传动时至少有一个齿轮的几何轴线相对机架的位置不固定的轮系。l4.定轴轮系传动比的计算公式为5行星轮系的转化轮系传动比的计算公式为