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1、8.1 轮系的分类 一、轮系及其分类 轮系：由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。轮系可分为三种类型：定轴轮系、周转轮系、混合轮系 1定轴轮系 传动时每个齿轮的几何轴线相对于机架都是固定的，这种轮系称为定轴轮系。第1页/共43页2143定轴轮系第2页/共43页定 轴 轮 系第3页/共43页 2周转轮系 轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕某一固定轴线回转，则称该轮系为周转轮系。差动轮系行星轮系 按照自由度数目的不同，周转轮系可分为：第4页/共43页系杆 中心轮（主动）行星轮行星轮系杆 中心轮（主动）差动轮系差动轮系：n=4,PL=4,PH=2,F=3n-2PL PH=2第5页/共4
2、3页行星轮系杆 中心轮（主动）中心轮（固定）行星轮系行星轮系：n=3,PL=3,PH=2,F=3n-2 PL PH=1第6页/共43页差动轮系行星轮系两个中心轮都能转动，轮系的自由度为2，即具有二个独立运动，这样的周转轮系称为差动轮系。若只有一个中心轮能转动，轮系的自由度为1，即只需一个原动件，这样的周转轮系称为行星轮系。第7页/共43页周转轮系行星轮系 杆 中心轮第8页/共43页 3.混合轮系混合轮系 既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分。既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分。或者是由几个周转轮系组成的，这种复杂轮或者是由几个周转轮系组成的，这种复杂轮系称为系称为混合轮系混合轮系，又称为
3、，又称为复合轮系复合轮系。第9页/共43页 1实现相距较远的两轴之间的传动二、轮系的应用第10页/共43页 2实现分路传动滚齿机上实现轮坯与滚刀范成运动的传动简图第11页/共43页 3实现变速、变向传动变速轮系机构换向轮系机构第12页/共43页4实现大传动比第13页/共43页5实现运动的合成与分解运动的合成齿轮1和齿轮3分别独立输入转速n1、n3，可合成输出构件H的转速 。合成运动是将两个输入运动合为一个输出运动；分解运动是将一个输入运动分解为两个输出运动。合成运动和分解运动都可用差动轮系实现。第14页/共43页6实现大功率的传递7实现复杂的旋轮线轨迹教学幻灯片演示第15页/共43页 8.2
4、定轴轮系的传动比 在轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比称为轮系的传动比。计算轮系传动比不仅要计算其数值，还要确定其相对转动方向。一对圆柱齿轮传动，其传动比：式中负号表示外啮合，正号表示内啮合。第16页/共43页传动比的计算 定轴轮系传动比的数值等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对齿轮中所有从动轮齿数的乘积与所有主动轮齿数乘积之比。传动比的正负取决于外啮合的齿轮的对数。第17页/共43页一般定轴轮系的传动比计算公式为：u若轮系中含有锥齿轮、螺旋齿轮和蜗杆传 动等组成空间定轴轮系，其大小可用上式 计算，但方向要用箭头标注。m表示外啮合的齿轮的对数。第18页/共43页首末
5、两轴线平行的定轴轮系第19页/共43页例8.1 图所示的轮系中，设蜗杆1为右旋，转向如图所示，z1=2，z2=40，=18，z3=36，=20，z z4 4=40=40，=18=18，z z5 5=45=45。若蜗杆转速n1=1000rmin，求内齿轮5的转速n5和转向。第20页/共43页解：轮系传动比的大小 蜗杆轴的转向n1是给定的，按传动系统路线依次用箭头标出各级传动的转向，最后获得n5的转向。所以，第21页/共43页 8.3 周转轮系的传动比中心轮（太阳轮）：轴线位置固定的齿轮。周转轮系是由行星轮、中心轮和系杆组成的。当周转轮系的系杆固定不动时，即成为定轴轮系。一、周转轮系的组成行星轮：
6、轴线位置变动的齿轮。系杆H：支承行星轮自转的构件。系 杆 中心轮（主动）行星轮第22页/共43页二、周转轮系的传动比计算该周转轮系转化为定轴轮系，该定轴轮系称为原周转轮系的“转化轮系”。第23页/共43页一般公式，设 和 为轮系中任意两个齿轮A和B的转速，为行星架H的转速 在转化机构中齿轮1对齿轮3的传动比为:第24页/共43页注意：1此式只适用于单一周转轮系中齿轮 A、B和转臂 H轴线平行的场合。2代入上式时，nA、nB、nH值都应带有自己的正负符号，设定某一转向为正，则与其相反的方向为负。3上式如用由锥齿轮组成的单一周转轮系，转化轮系的传动比的正负号（-l）m不再适用，此时必须用标注箭头的
7、方法确定。第25页/共43页周转轮系传动比的计算方法（转化机构法）周转轮系 定轴轮系 （转化机构）定轴轮系传动比计算公式求解周转轮系的传动比反转法第26页/共43页解：例8.2 如如图所示行星轮系中，已知各轮的齿数为z1100，z2101，100，z399，求传动比iH1。解得 i1Hn1/nH=1/10000因此 iH1nH/n1=10000第27页/共43页 8.4 混合轮系的传动比 求解混合轮系的传动比，首先必须正确地把混合轮系划分为定轴轮系与各个单一的周转轮系，并分别列出它们的传动比计算公式，找出其相互联系，然后联立求解。第28页/共43页例 8.3 如图所示的轮系中，各轮的齿数为:z
8、1=99,z2=100,z3=100,，z4=36,，z5=28。A轴的转速nA=1000r/min,转向如图,求B轴的转速nB。第29页/共43页解：齿轮1、2-2、3和H组成的单一周转轮系 的转化轮系传动比为：3、4-4、5组成定轴轮系，其传动比为：第30页/共43页8.5 特殊行星传动简介 一、渐开线少齿差行星传动中心轮行星轮3 等角速比输出机构VK第31页/共43页第32页/共43页等角速比机构少齿差减速器第33页/共43页通过它的转化轮系，可求得传动比两轮齿数差越少，传动比越大。通常齿数差为14。当齿数差为1时，称为一齿差行星传动，这时传动比有最大值。从而解得即第34页/共43页主要
9、优点：传动比大，结构紧凑，体积小，加工容易，效率高。主要缺点：同时啮合的齿数少，承载能力较低，设计时 需要复杂的变位计算。第35页/共43页二、摆线针轮行星传动摆线针轮行星传动的工作原理、输出机构与渐开线少齿差行星传动基本相同，其结构上的差别在于行星轮2改为延长外摆线的等距曲线作齿廓称为摆线轮；用针棒代替中心轮1的轮齿，称为针轮。第36页/共43页第37页/共43页主要优点：同时啮合的齿数较多，其承载能力、使用寿 命及平稳性均比少齿差渐开线行星传动高。主要缺点：对中心距误差要求严格，摆线轮的制造需用 专用的加工设备。第38页/共43页三、谐波齿轮传动（利用行星轮的弹性变形实现传动的少齿差行星齿轮传动）第39页/共43页第40页/共43页传动比 为主要优点：传动比大，单级传动比最大可达500500；结构简单，零件数目少，体积和质量小。齿与齿之间是面接触，同时啮合的齿数多，承 载能力高，传动平稳，无冲击。主要缺点：柔轮周期性变形，易发热和疲劳损坏，对柔轮的 材料性能、加工精度和热处理等要求很高。第41页/共43页本章要求掌握的内容1）了解轮系的类型和应用。2）掌握定轴轮系、周转轮系、复合轮系 的传动比计算。3）了解渐开线少齿差行星传动，摆线针 轮行星传动和谐波齿轮传动的优缺点。第42页/共43页感谢您的观看。第43页/共43页