第五章 輪系 1

1、15.1 輪系的類型第五章第五章 輪系輪系v 要求大傳動比傳動要求大傳動比傳動時針：時針：1圈圈分針：分針：60圈圈秒針：秒針：3600圈圈24小時小時一對圓柱齒輪，傳動比不大于一對圓柱齒輪，傳動比不大于5 57 7i = 60i = 60i = 36002即即利用輪系來實現(xiàn)利用輪系來實現(xiàn)34BABAABnni=ww5 定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比設(shè)設(shè)1齒輪為首齒輪，齒輪為首齒輪，5齒輪為末齒輪齒輪為末齒輪已知已知1z2z3z4z5z2z3z1w2w3w4w5w2w3w求求輪系傳動比輪系傳動比15i由于6m外嚙合的次數(shù) 平面定軸輪系（各齒輪軸線相互平行）平面定軸輪系（各齒輪軸線相互平行）所

2、有主動輪齒數(shù)的乘積所有從動輪齒數(shù)的乘積mKAAKi) 1(-=ww7 3 2143214 zzzzzzi=傳動比方向判斷：畫箭頭傳動比方向判斷：畫箭頭 表示：在傳動比大小前加正負(fù)號表示：在傳動比大小前加正負(fù)號8輸入、輸出輪的軸線不平行的情況輸入、輸出輪的軸線不平行的情況空間定軸齒輪系圓柱齒輪、圓錐齒輪、螺旋齒輪或蝸桿蝸輪等9大小大小轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向m) 1(-法（只適合所有齒輪軸線都平行的情況）法（只適合所有齒輪軸線都平行的情況）畫箭頭法（適合任何定軸輪系）畫箭頭法（適合任何定軸輪系）105421653226116) 1(zzzzzzzznni-=9202060604163=zzzzmin)/(160

3、914401616rinn=齒輪齒輪6 6與齒輪與齒輪1 1的轉(zhuǎn)向關(guān)系可用標(biāo)注箭頭的方法來確定的轉(zhuǎn)向關(guān)系可用標(biāo)注箭頭的方法來確定 11了解輪系的組成和類型了解輪系的組成和類型學(xué)會判斷已知輪系屬于何種輪系學(xué)會判斷已知輪系屬于何種輪系 熟練掌握定軸傳動比計算熟練掌握定軸傳動比計算掌握確定主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系掌握確定主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系 121314定軸齒輪系所有齒輪幾何軸線的位置在運轉(zhuǎn)過程中均固定不變所有齒輪幾何軸線的位置在運轉(zhuǎn)過程中均固定不變15在運轉(zhuǎn)過程中至少有一個齒輪幾何軸線的在運轉(zhuǎn)過程中至少有一個齒輪幾何軸線的位置并不固定，而是繞著其它定軸齒輪軸位置并不固定，而是繞著其它定軸齒輪軸線回轉(zhuǎn)的

4、輪系線回轉(zhuǎn)的輪系161718123233=-=F224243=-=F1920 混合輪系混合輪系? ?各周轉(zhuǎn)輪系相互獨立不各周轉(zhuǎn)輪系相互獨立不共用一個系桿共用一個系桿2122第五章第五章 輪系輪系5.2 5.2 輪系的傳動比輪系的傳動比 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比周轉(zhuǎn)輪系的傳動比2 行星輪行星輪H 系桿（行星架）系桿（行星架）3 中心輪中心輪1 中心輪（太陽輪）中心輪（太陽輪）基本構(gòu)件基本構(gòu)件2324不能直接用定軸齒輪系傳動比公式計算不能直接用定軸齒輪系傳動比公式計算周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)輪系傳動比輪系傳動比設(shè)法將其轉(zhuǎn)化為定軸輪系，即設(shè)法使行星架不動設(shè)法將其轉(zhuǎn)化為定軸輪系，即設(shè)法使行星架不動利用反轉(zhuǎn)法附加公共轉(zhuǎn)動Hw-

5、Hw- 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比周轉(zhuǎn)輪系的傳動比以單排以單排2K-H2K-H型周轉(zhuǎn)輪系為例說明傳動比計算型周轉(zhuǎn)輪系為例說明傳動比計算25Hw-0=-HHww假想定軸輪系假想定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系26構(gòu)件齒輪1齒輪2齒輪3行星架H轉(zhuǎn)化后角速度原來角速度1w2w3wHwHHwww-=11HHwww-=22HHwww-=330=-=HHHHwwwHw-27轉(zhuǎn)化后定軸輪系傳動比表示齒輪1和3相對于行星架H的傳動比推廣到一般情況假設(shè)齒輪n固定28一般周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比一般周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比各輪齒數(shù)已知，就可以確定各輪齒數(shù)已知，就可以確定w1、wn、wH之間的關(guān)之間的關(guān)系；如果兩個已知，就可以計算出

6、第三個，進(jìn)而系；如果兩個已知，就可以計算出第三個，進(jìn)而可以計算周轉(zhuǎn)輪系的傳動比?？梢杂嬎阒苻D(zhuǎn)輪系的傳動比。29 2132313113=-=zzzziHHHHHwwwwww875. 124287018 -=-=例1：z1=28，z2=18， z2=24，z3=70求： i1H875.101-=-HHwww875. 2875. 1111=HHiwwH1wH3w30例例2：z1=z2=48，z2=18, z3=24，w w1 1=250 =250 rad/srad/s，w w3 3= 100 = 100 rad/srad/s，方向如圖所示。求方向如圖所示。求： w wH 34100250-=-HHw

7、w2H2311w3w2132313113 =-=zzzziHHHHHwwwwww3418482448-=-=50=HwH1wH3wH2w正號為計正號為計算結(jié)果算結(jié)果負(fù)號為負(fù)號為1 1、3 3齒輪轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)向相反相反312H132例例3 3：圖示為一大傳動比的減速器，：圖示為一大傳動比的減速器，Z1=100，Z2=101，Z2=100，Z3=99 求：輸入件求：輸入件H H對輸出件對輸出件1 1的傳動比的傳動比i iH1H1 HHHiii1311111-=解解21322) 1(11-=zzzz100001001009910111=-=若Z1=99 1001-=Hi若Z2=1001001=Hi同一

8、結(jié)構(gòu)形式的行星齒輪系，當(dāng)一同一結(jié)構(gòu)形式的行星齒輪系，當(dāng)一輪齒數(shù)略有變化時其傳動比會發(fā)生輪齒數(shù)略有變化時其傳動比會發(fā)生巨大變化，甚至轉(zhuǎn)向也會改變巨大變化，甚至轉(zhuǎn)向也會改變行星輪系傳動比正負(fù)是計算出來的，而不是判斷出來的行星輪系傳動比正負(fù)是計算出來的，而不是判斷出來的32 混合輪系的傳動比混合輪系的傳動比在計算在計算混混合輪系傳動比時，既不能將整個輪系作為定軸合輪系傳動比時，既不能將整個輪系作為定軸輪系來處理，也不能對整個機構(gòu)采用轉(zhuǎn)化機構(gòu)的辦法輪系來處理，也不能對整個機構(gòu)采用轉(zhuǎn)化機構(gòu)的辦法計算計算混混合輪系傳動比的正確方法合輪系傳動比的正確方法v 首先將各個基本輪系正確地區(qū)分開來首先將各個基本輪系

9、正確地區(qū)分開來v 分別列出計算各基本輪系傳動比的方程式分別列出計算各基本輪系傳動比的方程式v 找出各基本輪系之間的聯(lián)系找出各基本輪系之間的聯(lián)系v 將各基本輪系傳動比方程式聯(lián)立求解，即將各基本輪系傳動比方程式聯(lián)立求解，即可求得可求得混混合輪系的傳動比合輪系的傳動比33122 33 41 H輸 入輸 出例例1 1：已知各輪齒數(shù)，：已知各輪齒數(shù)， 求傳動比求傳動比i i1H1H1 1、分析輪系的組成、分析輪系的組成 1 1，2 2，22，3 3定軸輪系定軸輪系 11，4 4，33，H H差動輪系差動輪系 2 2、分別寫出各輪系的傳動比、分別寫出各輪系的傳動比 定軸輪系定軸輪系 ： 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系

10、： 343 3、找出輪系之間的運動關(guān)系、找出輪系之間的運動關(guān)系 4 4、聯(lián)立求解、聯(lián)立求解1223341H輸入輸出35例例2 2：電動卷揚機減速器電動卷揚機減速器Z1=24，Z2=48，Z2=30，Z3=90,Z3=20，Z4=30，Z5=80,求求i1H1，2-2，3，H行星輪系行星輪系 3，4，5定軸輪系定軸輪系 1 1、分析輪系組成、分析輪系組成解2 2、寫出傳動比、寫出傳動比 1224H335H為輸出件（H H，5 5為一整體）為一整體） 363 3、關(guān)聯(lián)運動、關(guān)聯(lián)運動4 4、聯(lián)立、聯(lián)立 122 4H33 5H為 輸 出 件（H H，5 5為一整體）為一整體） 37例3：z1=20，z

11、2=30， z2=20， z3=40， z4=45， z4=44， z5=81， z6=80 求： i1612234456H32020403023123113=zzzziww定軸定軸99. 045808144 104654665665=-=-=-=zzzziHHHHHHwwwwwwwww01. 099. 0166=-=HHiww行星行星兩個輪系的關(guān)系兩個輪系的關(guān)系3ww=H混合輪系的傳動比混合輪系的傳動比30001. 0336116=Hiwwww38 實現(xiàn)大傳動比傳動實現(xiàn)大傳動比傳動 一對齒輪傳動，一般傳動比不得大于一對齒輪傳動，一般傳動比不得大于5 57 7，有需要獲，有需要獲得更大傳動比時

12、，可利用定軸輪系的多級傳動，也可得更大傳動比時，可利用定軸輪系的多級傳動，也可以采用周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系傳動來實現(xiàn)。以采用周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系傳動來實現(xiàn)。如39 實現(xiàn)變速和換向傳動實現(xiàn)變速和換向傳動 v 雙聯(lián)齒輪變速機構(gòu)雙聯(lián)齒輪變速機構(gòu)40v 車床走刀絲杠的三星輪換向機構(gòu)車床走刀絲杠的三星輪換向機構(gòu)41 實現(xiàn)多分路傳動實現(xiàn)多分路傳動 利用定軸輪系，可以通過主動軸上的若干齒輪分利用定軸輪系，可以通過主動軸上的若干齒輪分別把運動傳給多個工作部件，從而實現(xiàn)分路傳動別把運動傳給多個工作部件，從而實現(xiàn)分路傳動42 實現(xiàn)運動的合成與分解實現(xiàn)運動的合成與分解利用差動輪系的雙自由度特點，可把兩利用差動輪系的雙自由

13、度特點，可把兩個運動合成為一個運動個運動合成為一個運動v 運動的合成運動的合成兩個輸入，一個輸出兩個輸入，一個輸出運動合成運動合成11313-=-=zziH加法機構(gòu)加法機構(gòu))(2131nnnH=312nnnH-=減法機構(gòu)減法機構(gòu)43v 運動的分解運動的分解一個輸入，兩個輸出一個輸入，兩個輸出運動分解運動分解差速器差速器1355335-=-=-=zznnnniHHH)(2153nnnH=LrLrnn-=53HHnrLrnnrLrn=-=53汽車左轉(zhuǎn)汽車左轉(zhuǎn)44實現(xiàn)運動的合成與分解實現(xiàn)運動的合成與分解45 實現(xiàn)大功率傳動實現(xiàn)大功率傳動 實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)雜運動實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)雜運動 在機構(gòu)尺寸和重量

14、在機構(gòu)尺寸和重量較小的條件下，實較小的條件下，實現(xiàn)大功率傳動現(xiàn)大功率傳動行星攪拌機行星攪拌機46基本要求基本要求熟練掌握周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算熟練掌握周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算熟練掌握熟練掌握混混合輪系傳動比計算合輪系傳動比計算熟練掌握輪系的功能熟練掌握輪系的功能學(xué)會根據(jù)工作要求選擇輪系類型學(xué)會根據(jù)工作要求選擇輪系類型熟練掌握熟練掌握混混合輪系傳動比計算合輪系傳動比計算熟練掌握輪系的功能熟練掌握輪系的功能學(xué)會根據(jù)工作要求選擇輪系類型學(xué)會根據(jù)工作要求選擇輪系類型47q 輪系類型的選擇輪系類型的選擇q 各輪齒數(shù)的確定：完成各級傳動比分配各輪齒數(shù)的確定：完成各級傳動比分配q 定軸輪系布置方案的選擇：多方案比較選

15、優(yōu)定軸輪系布置方案的選擇：多方案比較選優(yōu)484950 定軸輪系的設(shè)計定軸輪系的設(shè)計q 各輪齒數(shù)的確定：完成各級傳動比分配各輪齒數(shù)的確定：完成各級傳動比分配原則：原則：v 每級傳動比在常用范圍內(nèi)每級傳動比在常用范圍內(nèi)v 為了控制外廓尺寸和傳動性能，大傳動比可為了控制外廓尺寸和傳動性能，大傳動比可以通過多級傳動實現(xiàn)以通過多級傳動實現(xiàn) 齒輪傳動，傳動比齒輪傳動，傳動比5 57 7 蝸桿傳動，傳動比不大于蝸桿傳動，傳動比不大于8080 傳動比大于傳動比大于8 8一般設(shè)成兩級一般設(shè)成兩級 傳動比大于傳動比大于3030以上設(shè)成兩級以上齒輪傳動以上設(shè)成兩級以上齒輪傳動v 減速傳動，前小后大，均勻變化減速傳動

16、，前小后大，均勻變化v 傳動比分配要同時考慮潤滑、布局、傳動比分配要同時考慮潤滑、布局、結(jié)構(gòu)尺寸等因素結(jié)構(gòu)尺寸等因素51傳動比大于傳動比大于8 8設(shè)計成兩級齒輪傳動設(shè)計成兩級齒輪傳動暫定低速級傳動比為高速級的兩倍暫定低速級傳動比為高速級的兩倍采用試算法采用試算法52v 方案一方案一v 方案二方案二v 方案三方案三不同的方案視具體需求情況而定不同的方案視具體需求情況而定53 周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計q 輪系類型的選擇輪系類型的選擇q 各輪齒數(shù)的確定各輪齒數(shù)的確定q 均載裝置的設(shè)計均載裝置的設(shè)計54 周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計q 輪系類型的選擇輪系類型的選擇關(guān)鍵因素關(guān)鍵因素傳動比、傳動效率、

17、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、外廓尺傳動比、傳動效率、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、外廓尺寸、重量寸、重量v 傳遞運動時，優(yōu)先考慮傳動比，兼顧其他因傳遞運動時，優(yōu)先考慮傳動比，兼顧其他因素素v 傳遞動力時，優(yōu)先考慮效率，其次考慮傳動傳遞動力時，優(yōu)先考慮效率，其次考慮傳動比等因素比等因素55 周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計q 各輪齒數(shù)的確定各輪齒數(shù)的確定v 傳動比條件傳動比條件v 同心條件同心條件v 裝配條件裝配條件v 鄰接條件鄰接條件56 周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計q 各輪齒數(shù)的確定各輪齒數(shù)的確定v 傳動比條件傳動比條件57 周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計q 各輪齒數(shù)的確定各輪齒數(shù)的確定v 同心條件同心條件58 周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計

18、周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計q 各輪齒數(shù)的確定各輪齒數(shù)的確定v 裝配條件裝配條件間必有整數(shù)個齒距與11裝配條件為：裝配條件為：59 周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計q 各輪齒數(shù)的確定各輪齒數(shù)的確定v 鄰接條件鄰接條件為保證相鄰兩行星輪為保證相鄰兩行星輪的齒頂不發(fā)生碰撞的齒頂不發(fā)生碰撞要求中心連線大于兩行要求中心連線大于兩行星輪齒頂圓半徑之和星輪齒頂圓半徑之和60例：設(shè)計一個單排例：設(shè)計一個單排2K2KH H負(fù)號機構(gòu)行星輪系，中心輪負(fù)號機構(gòu)行星輪系，中心輪1 1為輸入構(gòu)件，系桿為輸出構(gòu)件，傳動比為為輸入構(gòu)件，系桿為輸出構(gòu)件，傳動比為22/322/3。初選初選4 4個均勻分布行星輪個均勻分布行星輪由裝配條件得由裝配條件得N N為正整數(shù)為正整數(shù)NZ1221233184