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1、轮系,机械基础多媒体课件,食品科技学院 刘登勇,第七章 轮系,轮系分类及其应用特点,定轴轮系及其传动比,周转轮系及其传动比,定义 分类 运动简图 应用特点,第一节 轮系分类及其应用特点,第七章 轮系,一、轮系的定义,由若干对互相啮合的齿轮所组成的传动系统。,定轴轮系（普通轮系）,周转轮系,二、轮系的分类,按传动时各齿轮的轴线位置是否固定分类：,混合轮系,1、定轴轮系（普通轮系）,轮系运转时，每个齿轮的几何轴线位置相对机架均固定不变。,平面定轴轮系 空间定轴轮系,2、周转轮系,轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线相对机架不固定,而绕其它齿轮的轴线回转。,差动轮系,行星轮系,行星轮 太阳轮/中心轮
2、 系杆/转臂,行星轮,系杆/转臂/行星架,行星轮系 F=1,差动轮系 F=2,n=4 PL=4 PH=3 F=1,n=5 PL=5 PH=3 F=2,行星轮系,差动轮系,3、混合轮系,轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系。,知识链接,齿轮在轴上的固定方式,定轴轮系 周转轮系 复合轮系/混合轮系,三、轮系的运动简图,四、轮系的应用特点,1、可获得较大的传动比,一对齿轮传动比一般不大于57 大传动比可用定轴轮系多级传动实现，也可利用周转轮系和复合轮系实现,啤酒大麦发酵池： 为了使搅拌器缓慢移动，以达到充分搅拌的目的，在电机到移动齿轮间采用了一个行星减速器，其传动比高达702.25,一对齿轮受结构限制，
3、中心距较近。,2、可作较远距离的传动,轮系节省材料、减轻重量、降低成本和空间。,增加中间轮2实现变向要求,一对外啮合齿轮，主、从动轮（1、3）转向相反,中间轮（惰轮或过桥轮）,1,3,1,3,2,3、可方便地实现变速和变向要求,二级变速,三星轮换向机构,汽车齿轮变速箱,行星架H的转速是轮1、3转速的合成。,汽车后桥差速器的轮系可根据转弯半径大小自动分解，nH使n1 、n3符合转弯的要求,4、可合成或分解运动,汽车后桥差速器,5、可实现分路传动,利用定轴轮系，可以通过装在主动轴上的若干齿轮分别将运动传给多个运动部分，从而实现分路传动。,钟表的时分秒针,小 结,轮系的应用特点如下：,（1）可获得很
4、大的传动比,（2）可作较远距离的传动,（3）可方便实现变速和变向要求,（4）可实现运动的合成与分解,按轮系传动时各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否都固定，分三大类：,（1）定轴轮系（普通轮系）,（2）周转轮系,由若干对相互啮合的齿轮所组成的传动系统，称为轮系。,（3）混合轮系,（5）可实现分路传动,定轴轮系中各轮转向的判断 定轴轮系传动比的计算 定轴轮系中任意从动齿轮转速的计算,第二节 定轴轮系及其传动比,第七章 轮系,非平行轴（空间）定轴轮系,一、定轴轮系中各轮转向的判断,按照轮系中各齿轮的轴线是否平行，有两种情况：,平行轴（平面）定轴轮系,1、用标注箭头来确定；,2、通过数外啮合齿轮的对
5、数来确定,外啮合齿轮的对数为偶数，则首末两轮转向相同 外啮合齿轮的对数为奇数，则首末两轮转向相反,一对圆柱齿轮传动转向的表达,外啮合：两轮转向相反,内啮合：两轮转向相同,注：箭头表示可见侧圆周速度方向。,一对圆锥齿轮传动转向的表达,两箭头同时指向啮合点,两箭头同时相背啮合点,1,2,1,2,注：蜗杆传动按第六章。,思考！,平行轴传动的定轴轮系,1、用标注箭头来确定；,2、因外啮合齿轮的对数为偶数（2对），则1、5两轮转向相同。,如何判断以下定轴轮系中各轮的转向？,轮系中各轮回转方向只能用箭头标注在图上。,非平行轴传动的定轴轮系,思考！,如何判断以下定轴轮系中各轮的转向？,1,4,3,2,两级齿
6、轮传动装置,二、定轴轮系传动比的计算,1、传动路线,动力输入,传动路线,动力输出,在计算传动比大小之前 要先学会分析传动路线,例1 如图所示轮系，分析该轮系传动路线。,解 该轮系传动路线为：,2、传动比计算,以前述两级齿轮传动装置为例，求其总传动比。,即,定轴轮系的传动比等于首末两轮的转速之比。,由上式可知，定轴轮系的传动比为：,平行轴定轴轮系中，若以1表示首轮，以k轮表示末轮，外啮合的对数为m,则总传动比为：,当结果为正，表示首末两轮回转方向相同。,当结果为负，表示首末两轮回转方向相反。,注：转向也可用箭头在图上依次画出来确定。,例2 如图所示轮系，已知各齿轮齿数及n1转向，求i19和判定n
7、9转向。,惰轮,解：,转向也可通过在图上依次画箭头来确定。,注：齿轮z2的大小对总传动比i19毫无影响，叫惰轮。,惰轮（中间轮或过桥轮）的应用,惰轮,加奇数个惰轮，首末两轮转向相同。,加偶数个惰轮，首末两轮转向相反。,惰轮只改变从动轮回转方向，不改变传动比大小。,知识链接,2,5,7,6,4,3,1,例3 如图所示，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。,分析 该轮系传动路线为：,解 根据公式,结果为负值，说明从动轮7与主动轮1的转向相反。,各轮转向如图
8、中箭头所示。,惰轮,2,5,7,6,4,3,1,空间定轴轮系传动比,传动比的大小：,首末二轴转向关系判别： 箭头法判断，如图所示 齿轮1和5转向相反,传动比绝对值计算公式同平面定轴轮系 用箭头法标定各轮的转向 输入输出构件的轴线平行且转向相同时，传动比为正;转向相反, 则传动比为负(最后通过箭头法判断后补充上去) 轴线不平行的构件间的传动比, 没有 “+“、“-“,方向如图所示,方向如图所示,三、定轴轮系中任意从动齿轮转速的计算,由 定轴轮系的传动比：,得 定轴轮系中任意从动轮转速n末：,1条,3条,1条,问：轴可获得几种转速？,解：（1）找出各轴间传动线路的数量。 （2）一般情况下，变速级数
9、等于各轴间传动线路数量的连乘积。,因此轴可获得131=3种转速。,变速级数的判定,6-7-8为三联滑移齿轮,滑移齿轮变速机构,分别求出该变速机构中轴的三种转速各为多少？,分析 该变速机构的传动路线为:,（n ）,（n ）,(1)5-6啮合时 n ,(2)4-7啮合时 n ,(3)3-8啮合时 n ,例4,解：,轮系末端是齿条传动的计算,简易机床拖板箱传动系统,末轮z的转速为：,末轮z的移动速度为：,输入轴每回转一周，末轮z沿齿条的移动距离为：,末轮z的模数,末轮z的齿数,特例,练习 1、如图所示为多刀半自动车床主轴箱的传动系统。 已知：带轮直径D1=D2=180mm,z1=45，z2=72，z
10、3=36，z4=81， z5=59，z6=54，z7=25, z8=88. 试求：当电动机转速n1=1443r/mm时，主轴的各级转速。,1-3和5-7为双联滑移齿轮,1条,2条,2条,D1,2,4,8,6,D2,分析 该变速机构的传动路线为:,（n ）,轴可获得122=4种转速。,D1,2,4,8,6,D2,（1）1-2和5-6啮合,（2）1-2和7-8啮合,（4）3-4和5-6啮合,（3）3-4和7-8啮合,n ,n ,n ,n ,解：,练习 2、如图所示，已知：z1=16，z2=32，z3=20，z4=40，蜗杆z5=2，蜗轮z6=40，n1=800 r/min。试分析该传动机构的传动路
11、线；计算蜗轮的转速n6并确定各轮的回转方向。,解：,分析 该变速机构的传动路线为:,（n ）,小 结,定轴轮系中各轮转向的判断方法：,平行轴传动的定轴轮系：,1、用标注箭头来确定；,2、当外啮合齿轮的对数为偶数，则首末两轮转向相同；为奇数时，则转向相反。,非平行轴传动的定轴轮系：,只能用标注箭头来确定。,定轴轮系的传动比为：,小 结,1、定轴轮系中任意从动轮转速n末：,2、轮系末端是齿条传动的计算,末轮z的移动速度为：,输入轴每回转一周，末轮z沿齿条的移动距离为：,模数、齿数,周转轮系与定轴轮系的区别： 是否存在转臂 转化轮系：周转轮系加上 -wH ( -nH )运动后变成的定轴轮系,第七章
12、轮系,第三节 周转轮系及其传动比,周转轮系传动比分析,转化轮系传动比：,对于F=1的行星轮系，若n3=0, 有,1,2,3,H,n1,n2,n3,nH,转化机构法：-nH,周转轮系传动比,转化轮系传动比：,实际轮系传动比：,抓住要领!,写转化轮系传动比定义及大小，1,K,H轴线必须平行,注意：转向判别用号，判别错误影响糟矣，千万当心也!,例题1,如图所示。已知:z1=100, z2=101, z2=100, z3=99 试求传动比 iH1,分析： 轮系类型周转轮系 注意周转轮系，不管求解什么，一定用转化机构法，记住“要领”,例题,解：,n3 = 0,将z3改为100：,例题2,如图所示。已知:
13、z1=48, z2=48, z2=18, z3=24, n1=250 r/min, n3=100 r/min, 转向如图 试求nH的大小和方向,分析： 轮系类型锥齿轮组成的周转轮系 转化机构中各轮转向用箭头判断,例题,解：,讨论：是否可以将n1代为负，n3代为正？,试算，分析结果。,nH=-50 r/min ?,转向同n1,No Problem!,Why ?,例题3,如图所示。已知:z1, z2, z3, z4, z5, n1 求：i15 、n5,分析： 轮系类型周转轮系,例题,解：,下课！ 2019年6月17日,双排外啮合行星轮系中， 已知：z1=100，z2=101， =100，z3=99
14、。 求传动比 H1?,解：,例题：,空间轮系中， 已知：z1=35， z2=48， =55， z3=70， n1=250r/min， n3=100r/min， 转向如图。 试求系杆H 的 转速nH的大小 和转向?,例题：,解：,由于n1，n3转向相反，若令n1为正，n3以负值代入，有：,计算结果为“+”，说明nH与n1转向相同。,轮系中，各轮齿数已知，n1=250r/min。 试求系杆H的转速nH的大小和转向?,周转轮系： 、3、4和H,定轴轮系：1、2,因为：,故，联立求解得：,式中“”号说明 nH 与 n1 转向相反。,例题：,解：,解：,周转轮系：1、 、3和H,定轴轮系： 、4、5,例题：,因为,式中“”号说明n5与n1转向相反。,电动卷扬机减速器的运动简图。 已知各轮齿数为：z1=24，z2=52， =21，z3=78， =18， z4=30，z5=78。试求传动比 ?,