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1、第第9 9章章 轮系轮系 9.1 概述概述9.2 定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比9.3 周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比9.4 复合轮系及其传动比复合轮系及其传动比9.5 轮系的应用轮系的应用 学学习习和和了了解解轮轮系系的的分分类类；学学习习定定轴轴轮轮系系及及其其传传动动比比的的计计算算方方法法；学学习习周周转转轮轮系系及及其其传传动动比比的的计计算算方方法法；学学习习复复合合轮轮系系及及其其传传动动比比的的计计算算方方法法；学学习习轮轮系系的的功功用。用。u本章学习目标本章学习目标 掌握：掌握：定轴轮系及其传动比的计算方法；周转轮系及其定轴轮系及其传动比的计算方法；周转轮系及其
2、传动比的计算方法；复合轮系及其传动比的计算。传动比的计算方法；复合轮系及其传动比的计算。u本章学习要求本章学习要求 了解：了解：轮系的主要功用。轮系的主要功用。9.1 概述概述由一系列齿轮组成的传动系统称为由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系轮系。轮系可由圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆蜗轮等组成。根轮系可由圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆蜗轮等组成。根据运转时轮系中各齿轮轴线的位置是否变动，轮系可分为据运转时轮系中各齿轮轴线的位置是否变动，轮系可分为1.1.定定轴轴轮轮系系 轮轮系系中中所所有有齿齿轮轮的的轴轴线线相相对对机机架架的的位位置置都都是是不变的。不变的。定轴轮系定轴轮系2.2.周周转转轮轮系系 轮
3、轮系系中中至至少少有有一一个个齿齿轮轮的的轴轴线线相相对对机机架架的的位位置不固定，而是绕着其他定轴齿轮轴线回转。置不固定，而是绕着其他定轴齿轮轴线回转。3.3.复复合合轮轮系系 定定轴轴轮轮系系与与周周转转轮轮系系组组合合或或将将几几个个周周转转轮轮系系组合而成的轮系组合而成的轮系。周转轮系周转轮系复合轮系复合轮系9.2 定轴轮系及其传动比定轴轮系及其传动比 运动输入齿轮与运动输出齿轮的角速度（或转速）运动输入齿轮与运动输出齿轮的角速度（或转速）之比称为轮系的传动比之比称为轮系的传动比 传动比要完整地表达轮系的输入轴和输出轴间的关传动比要完整地表达轮系的输入轴和输出轴间的关系，因而在计算时不
4、仅要确定其数值，还要确定两轴的系，因而在计算时不仅要确定其数值，还要确定两轴的相对转动方向。相对转动方向。9.2.1 定轴轮系转向的确定定轴轮系转向的确定 定轴轮系各轮的相对转向可以通过在机构图上对逐定轴轮系各轮的相对转向可以通过在机构图上对逐对齿轮标注箭头的方法来。对齿轮标注箭头的方法来。9.2.2 定轴轮系传动比大小的计算定轴轮系传动比大小的计算 对于所有齿轮轴线都平行的定轴轮系，各对啮合齿对于所有齿轮轴线都平行的定轴轮系，各对啮合齿轮的主、从动轮的转向只有相同（内啮合）和相反（外轮的主、从动轮的转向只有相同（内啮合）和相反（外啮合）两种情况。因而，可令一对内啮合齿轮传动比为啮合）两种情况
5、。因而，可令一对内啮合齿轮传动比为正，一对外啮合齿轮传动比为负。如果轮系中从齿轮至正，一对外啮合齿轮传动比为负。如果轮系中从齿轮至齿轮之间有齿轮之间有 次外啮合，则可用次外啮合，则可用 来确定轮系传动比来确定轮系传动比的正负号。这时定轴轮系传动比可表示为的正负号。这时定轴轮系传动比可表示为例题例题9-1 9.3.1周转轮系的组成及类型周转轮系的组成及类型 9.3 周转轮系及其传动比周转轮系及其传动比 行星轮：行星轮：轴线位置变动的齿轮，即轴线位置变动的齿轮，即轴线位置固定的齿轮轴线位置固定的齿轮 既作自转又作公转的齿轮既作自转又作公转的齿轮2。中心轮或太阳轮中心轮或太阳轮：行星架行星架：差动轮
6、系差动轮系：行星轮系行星轮系：支持行星轮作自转和公支持行星轮作自转和公转的构件转的构件 9.3.2 周转轮系传动比的计算周转轮系传动比的计算 1.转化轮系转化轮系:给整个周转轮系加上给整个周转轮系加上 ，各构件之间的相对运动关系仍不变，但各构件之间的相对运动关系仍不变，但行星架行星架 静止不动，则该周转静止不动，则该周转轮系转化为定轴轮系。轮系转化为定轴轮系。2.转化轮系传动比转化轮系传动比:在运用上式求周转轮系的传动比时，应注意如下几点：在运用上式求周转轮系的传动比时，应注意如下几点：齿轮齿轮G、K和行星架和行星架H的轴线应互相平行，其转速才能的轴线应互相平行，其转速才能代数相减。代数相减。
7、而不是周转轮系中齿轮而不是周转轮系中齿轮G和和K的转向关系。的转向关系。在将已知转速代入公式时要注意数值的正负号。一般在将已知转速代入公式时要注意数值的正负号。一般根根据据已已知知假假定定某某一一方方向向的的转转速速为为正正，则则与与之之相相反反方方向向的的转转速速为为负负，连连正正负负号号一一并并代代入入即即可可。求求出出的的未未知知转转速如果为正，则与假定为正的方向相同，为负则相反。速如果为正，则与假定为正的方向相同，为负则相反。例例9-2 例例9-3 式中的式中的“”号只表示转化轮系中齿轮号只表示转化轮系中齿轮G和和K的转向关系，的转向关系，9.4 复合轮系及其传动比复合轮系及其传动比
8、整整个个复复合合轮轮系系不不可可能能转转化化成成一一个个定定轴轴轮轮系系，所所以以不不能能只只用用一一个个公公式式来来求求解解。在在求求解解时时必必须须把把基基本本周周转转轮轮系系和和定定轴轴轮轮系系区区分分开开，分分别别按按周周转转轮轮系系和和定定轴轴轮轮系系列列出出方方程式，然后联立解出所要求的传动比。程式，然后联立解出所要求的传动比。其其方方法法是是先先找找行行星星轮轮，即即找找出出那那些些几几何何轴轴线线不不固固定定的的齿齿轮轮；找找出出行行星星轮轮后后，支支持持行行星星轮轮运运动动的的构构件件即即为为行行星星架架；几几何何轴轴线线与与行行星星架架的的回回转转轴轴线线重重合合，并并直直
9、接接与与行行星星轮轮相相啮啮合合的的定定轴轴齿齿轮轮即即是是中中心心轮轮。该该组组行行星星轮轮、行行星星架架、中中心心轮轮构构成成一一个个基基本本周周转转轮轮系系。区区分分出出各各个个基基本本周周转轮系后，剩下者则为定轴轮系。转轮系后，剩下者则为定轴轮系。例例9-4 解解：1）齿齿轮轮3的的几几何何轴轴线线是是不不固固定定的的，故故为为行行星星轮轮，H即即为为行行星星架架，齿齿轮轮 和和齿齿轮轮4是是中中心心轮轮。构成基本周转轮系构成基本周转轮系。2）找出定轴轮系，齿轮）找出定轴轮系，齿轮1、2。3）计算周转轮系传动比有）计算周转轮系传动比有4）计算定轴轮系传动比有）计算定轴轮系传动比有例例9
10、-5 解解：1）齿齿轮轮2，3的的几几何何轴轴线线是是不不固固定定的的，故故为为行行星星轮轮，H即即为为行行星星架架，齿齿轮轮1和和齿齿轮轮3是是中中心心轮轮。构成基本周转轮系构成基本周转轮系。2）找出定轴轮系，齿轮）找出定轴轮系，齿轮3、4、5。3）计算周转轮系传动比有）计算周转轮系传动比有4）计算定轴轮系传动比有）计算定轴轮系传动比有9.5.1 实现相距较远的两轴间的传动实现相距较远的两轴间的传动 9.5 轮系的应用轮系的应用 从定轴轮系的传动比计算公式可知，其传动比的大小取从定轴轮系的传动比计算公式可知，其传动比的大小取决于主、从动轮的齿数及齿轮对数，因而其传动比是有限的，决于主、从动轮
11、的齿数及齿轮对数，因而其传动比是有限的，且较大传动比时齿轮增多，结构复杂。但定轴轮系机械效率且较大传动比时齿轮增多，结构复杂。但定轴轮系机械效率高，并能传递较大功率，适用于动力传递场合。对于一些要高，并能传递较大功率，适用于动力传递场合。对于一些要求大传动比的场合还可采用行星轮系来实现。求大传动比的场合还可采用行星轮系来实现。9.5.2实现大传动比传动实现大传动比传动 对于一些要求大传动比的场合还可采用行星轮系来实现。对于一些要求大传动比的场合还可采用行星轮系来实现。9.5.3 实现变速和换向传动实现变速和换向传动 一挡一挡 齿轮齿轮5、6相啮合，齿轮相啮合，齿轮3、4和离合器和离合器A、B均脱离。均脱离。二挡二挡 齿轮齿轮3、4相啮合，齿轮相啮合，齿轮5、6和离合器和离合器A、B均脱离。均脱离。三挡三挡 离合器离合器A、B相嵌合，齿轮相嵌合，齿轮3、4和齿轮和齿轮5、6均脱离。均脱离。倒退挡倒退挡 齿轮齿轮6、8相啮合，齿轮相啮合，齿轮3、4和齿轮和齿轮5、6以及离合以及离合器器A、B均脱离。均脱离。9.5.4 实现运动的合成与分解实现运动的合成与分解 1.运动的合成运动的合成2.运动的分解运动的分解汽车直线行驶时汽车直线行驶时 汽车转弯时汽车转弯时