第八章機械原理設(shè)計齒輪系

(2).空間輪系：如果輪系中各齒輪的軸線不完全平行，稱為空間輪系（有圓錐齒輪傳動或蝸桿傳動）

目前一頁\總數(shù)四十四頁\編于七點2、行星輪系輪系中，至少有一個齒輪的幾何軸線不固定，而繞其它齒輪的固定幾何軸線回轉(zhuǎn)，稱為周轉(zhuǎn)輪系運動演示

拆裝行星輪2:既做自轉(zhuǎn)又做公轉(zhuǎn)行星架（系桿）H：支持行星輪（其軸線必須與太陽輪軸線重合）中心輪1、3：軸線位置固定1：太陽輪3：內(nèi)齒圈目前二頁\總數(shù)四十四頁\編于七點行星輪系類型：1.按復雜程度：2.按自由度：差動輪系:二中心輪都能轉(zhuǎn)動（F=2）簡單行星輪系:二中心輪之一固定不動（F=1）目前三頁\總數(shù)四十四頁\編于七點3.按中心輪個數(shù)：目前四頁\總數(shù)四十四頁\編于七點§8—2定軸齒輪系傳動比的計算a——輸入軸b——輸出軸輪系的傳動比:輪系中輸入軸和輸出軸(即首、末兩輪)角速度（或轉(zhuǎn)速）的比值。1.大小2.首、末兩輪轉(zhuǎn)向關(guān)系一、定軸輪系中齒輪傳動方向的確定(圖上畫箭頭)1、一對圓柱齒輪傳動外嚙合:相反－內(nèi)嚙合:相同＋

2、圓錐齒輪傳動同時指向(或背離)節(jié)點3、蝸桿傳動左(右)手定則目前五頁\總數(shù)四十四頁\編于七點目前六頁\總數(shù)四十四頁\編于七點二、定軸輪系傳動比計算1、平面定軸輪系

目前七頁\總數(shù)四十四頁\編于七點推廣：

設(shè)首輪A的轉(zhuǎn)速為n1，末輪K的轉(zhuǎn)速為nK，m為圓柱齒輪外嚙合的對數(shù)，則平面定軸輪系的傳動比可寫為：箭頭法判斷方向：目前八頁\總數(shù)四十四頁\編于七點2、空間定軸輪系大小仍用公式計算,但首末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系只能在圖上畫箭頭得到.(若首末兩輪軸線平行,在大小數(shù)值前加正負號)

目前九頁\總數(shù)四十四頁\編于七點惰輪(過輪):不影響傳動比大小只起改變轉(zhuǎn)向作用的齒輪目前十頁\總數(shù)四十四頁\編于七點例

圖示的輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)Z1=20,Z2=40,Z'2=15,Z3=60,Z'3=18,Z4=18,Z7=20,齒輪7的模數(shù)m=3mm,蝸桿頭數(shù)為1（左旋），蝸輪齒數(shù)Z6=40。齒輪1為主動輪，轉(zhuǎn)向如圖所示，轉(zhuǎn)速n1=100r/min，試求齒條8的速度和移動方向。目前十一頁\總數(shù)四十四頁\編于七點§8—3行星齒輪系傳動比計算不能直接用定軸輪系傳動比的公式計算行星輪系的傳動比。可應(yīng)用轉(zhuǎn)化輪系法，即根據(jù)相對運動原理，假想對整個行星輪系加上一個與nH大小相等而方向相反的公共轉(zhuǎn)速-nH，則行星架被固定，而原構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系保持不變。這樣，原來的行星輪系就變成了假想的定軸輪系。這個經(jīng)過一定條件轉(zhuǎn)化得到的假想定軸輪系，稱為原行星輪系的轉(zhuǎn)化輪系。一.單級行星齒輪系傳動比的計算目前十二頁\總數(shù)四十四頁\編于七點構(gòu)件名稱原來的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化輪系中的轉(zhuǎn)速太陽輪1n1n1H=n1-nH行星輪2n2n2H=n2-nH太陽輪3n3n3H=n3-nH行星架（系桿）HnHnHH=nH-nH=0利用定軸輪系傳動比的計算方法，可列出轉(zhuǎn)化輪系中任意兩個齒輪的傳動比。

1，3輪的傳動比為：

一般地，nG和nK為行星輪系中任意兩個齒輪G和K的轉(zhuǎn)速，目前十三頁\總數(shù)四十四頁\編于七點4.是利用定軸輪系解決行星輪系問題的過渡環(huán)節(jié)。

2.代入已知轉(zhuǎn)速時，必須帶入符號，

求得的轉(zhuǎn)速與哪個已知量的符號相同就與誰的轉(zhuǎn)向相同。3.不是周轉(zhuǎn)輪系的傳動比.2.轉(zhuǎn)化輪系傳動比的計算遵循定軸輪系的計算準則。

注意：1.公式只適用于G,K,H平行的場合。目前十四頁\總數(shù)四十四頁\編于七點圓錐齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系（作矢量作）

目前十五頁\總數(shù)四十四頁\編于七點例行星輪系如圖所示。已知Z1=15,Z2=25,Z3=20,Z4=60,n1=200r/min,n4=50r/min,且兩太陽輪1、4轉(zhuǎn)向相反。試求行星架轉(zhuǎn)速nH及行星輪轉(zhuǎn)速n3。目前十六頁\總數(shù)四十四頁\編于七點例圖示是由圓錐齒輪組成的行星輪系。已知Z1=60,Z2=40,Z'2=Z3=20,n1=n3=120r/min。設(shè)中心輪1、3的轉(zhuǎn)向相反，試求nH的大小與方向。目前十七頁\總數(shù)四十四頁\編于七點二、多級行星齒輪系傳動比的計算多級行星齒輪系傳動比是建立在各單級行星齒輪傳動比基礎(chǔ)上的。其具體方法是：把整個齒輪系分解為幾個單級行星齒輪系，然后分別列出各單級行星齒輪系轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比計算式，最后再根據(jù)相應(yīng)的關(guān)系聯(lián)立求解。劃分單級行星齒輪系的方法是：找出行星輪和相應(yīng)的系桿（行星輪的支架）；找出和行星齒輪相嚙合的中心輪由行星輪、中心輪、系桿和機架組成的就是單級行星齒輪系。在多級行星齒輪系中，劃分出一個單級行星齒輪系后，其余部分可按上述方法繼續(xù)劃分，直至劃分完畢為之。列出各自獨立的轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比方程，進行求解。目前十八頁\總數(shù)四十四頁\編于七點例圖示的輸送帶行星輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)分別為Z1=12,Z2=33,Z'2=30,Z3=78,Z4=75。電動機的轉(zhuǎn)速n1=1450r/min。試求輸出軸轉(zhuǎn)速n4的大小與方向。目前十九頁\總數(shù)四十四頁\編于七點舉例：圖示為一大傳動比的減速器，Z1=100，Z2=101，Z2'=100，Z3=99求：輸入件H對輸出件1的傳動比iH1

若Z1=99周轉(zhuǎn)輪系傳動比正負是計算出來的，而不是判斷出來的。目前二十頁\總數(shù)四十四頁\編于七點組合行星齒輪系傳動比計算

關(guān)鍵是找出行星輪系，剩下的就是定軸輪系。在計算混合輪系傳動比時，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。計算混合輪系傳動比的正確方法是：（1）首先將各個基本輪系正確地區(qū)分開來（2）分別列出計算各基本輪系傳動比的方程式。（3）找出各基本輪系之間的聯(lián)系。（4）將各基本輪系傳動比方程式聯(lián)立求解，即可求得混合輪系的傳動比。目前二十一頁\總數(shù)四十四頁\編于七點例：已知各輪齒數(shù)，求傳動比i1H1、分析輪系的組成

1，2，2'，3——定軸輪系

1'，4，3'，H——周轉(zhuǎn)輪系

2、分別寫出各輪系的傳動比

定軸輪系

：

周轉(zhuǎn)輪系

：

3、找出輪系之間的運動關(guān)系

4、聯(lián)立求解：

目前二十二頁\總數(shù)四十四頁\編于七點例圖示的電動機卷揚機減速器中，已知各輪的齒數(shù)Z1=18,Z2=39,Z'2=35,Z3=130,Z'3=18,Z4=30,Z5=78。求傳動比i15。目前二十三頁\總數(shù)四十四頁\編于七點例2：電動卷揚機減速器Z1=24，Z2=48，Z2'=30，Z3=90,Z3'=20，Z4=30，Z5=80,求i1H（H，5為一整體）

（一）1，2-2'，3，H——周轉(zhuǎn)輪系

3'，4，5——定軸輪系

（二）

（三）（四）聯(lián)立

目前二十四頁\總數(shù)四十四頁\編于七點1、傳遞相距較遠的兩軸之間的運動和動力；§8—4齒輪系的功用目前二十五頁\總數(shù)四十四頁\編于七點2、獲得大的傳動比：一對外嚙合圓柱齒輪傳動，其傳動比一般可為i<=5-7。但是行星輪系傳動比可達i=1000,而且結(jié)構(gòu)緊湊。舉例：圖示為一大傳動比的減速器，Z1=100，Z2=101，Z2'=100，Z3=99求：輸入件H對輸出件1的傳動比iH1

若Z1=99目前二十六頁\總數(shù)四十四頁\編于七點4、實現(xiàn)變速和換向目前二十七頁\總數(shù)四十四頁\編于七點三軸五檔位變速器結(jié)構(gòu)簡圖目前二十八頁\總數(shù)四十四頁\編于七點三軸式五檔位變速器目前二十九頁\總數(shù)四十四頁\編于七點六、各檔換檔過程1、一檔目前三十頁\總數(shù)四十四頁\編于七點2、二檔目前三十一頁\總數(shù)四十四頁\編于七點3、三檔目前三十二頁\總數(shù)四十四頁\編于七點4、四檔目前三十三頁\總數(shù)四十四頁\編于七點5、五檔目前三十四頁\總數(shù)四十四頁\編于七點6、倒檔目前三十五頁\總數(shù)四十四頁\編于七點目前三十六頁\總數(shù)四十四頁\編于七點4、實現(xiàn)運動的合成與分解目前三十七頁\總數(shù)四十四頁\編于七點差動輪系：2個輸入，1個輸出?！铣赡壳叭隧揬總數(shù)四十四頁\編于七點

差速器結(jié)構(gòu)差動輪系：1個輸入，2個輸出。——合成目前三十九頁\總數(shù)四十四頁\編于七點直行：n1=n3=n4,行星輪2沒有自轉(zhuǎn)拐彎：n1≠n3,行星輪2既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)（當汽車轉(zhuǎn)彎時，例如左轉(zhuǎn)彎，左輪走的是小圓弧，右輪走的是大圓弧，以保證汽車轉(zhuǎn)彎時，兩后輪與地面均作純滾動，以減輕輪胎的磨損）當車身繞瞬時轉(zhuǎn)心轉(zhuǎn)動時，左右兩車輪走過的弧長與它們至瞬心的距離成正比又所以又當給定發(fā)動機的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速n5和輪距L時，左右兩后輪的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)彎半徑r的大小不同而自動改變，即利用該差速器在汽車轉(zhuǎn)彎時可將原動機的轉(zhuǎn)速分解為兩后車輪的兩個不同的轉(zhuǎn)速，以保證汽車轉(zhuǎn)彎時，兩后輪與地面均作純滾動目前四十頁\總數(shù)四十四頁\編于七點差動輪系不僅能將兩個獨立地運動合成為一個運動，而且還可將一個基本構(gòu)件的主動轉(zhuǎn)動，按所需比例分解成另兩個基本構(gòu)件的不同運動。汽車后橋的差速器就利用了差動輪系的這一特性。目前四十一頁\總數(shù)四十四頁\編于七點§8—5幾種特殊形式的行星傳動簡介一、漸開線少齒差行星傳動固定的太陽輪1、行星輪2、行星架H及輸出機構(gòu)3（等角速比機構(gòu)）組成。輸出機構(gòu)轉(zhuǎn)速=行星輪