ch07 輪系分析與設(shè)計(jì)

7.1輪系的分類在現(xiàn)代機(jī)械中，為了滿足不同的工作要求，僅用一對齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)往往是不夠的，通常需要采用一系列相互嚙合的齒輪（包括蝸桿傳動(dòng)）組成的傳動(dòng)系統(tǒng)將主動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)軸。這種由一系列齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)成為輪系。如果齒輪系中各齒輪的軸線互相平行，則稱為平面輪系，否則稱為空間輪系。根據(jù)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪的軸線位置相對于機(jī)架是否固定，又可將齒輪系分為兩大類：定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。1機(jī)械工程基礎(chǔ)部平面輪系空間輪系2機(jī)械工程基礎(chǔ)部輪系分類（1）定軸輪系（普通輪系）（2）周轉(zhuǎn)輪系即由行星輪、行星架及太陽輪組成，其中輸入與輸出運(yùn)動(dòng)構(gòu)件稱為基本構(gòu)件。按自由度數(shù)目分差動(dòng)輪系（F＝2）行星輪系（F＝1）（3）復(fù)合輪系3機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.1輪系的分類一、定軸輪系所有齒輪軸線的位置都固定不變的輪系。

4機(jī)械工程基礎(chǔ)部一、定軸輪系7.1輪系的分類5機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.1輪系的分類6機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.1輪系的分類7機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.1輪系的分類一、定軸輪系8機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.1輪系的分類二、周轉(zhuǎn)輪系至少有一個(gè)齒輪的軸線位置不固定，可繞另一齒輪的固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的輪系。9機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.1輪系的分類三、復(fù)合輪系將定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系組合在一起或?qū)讉€(gè)周轉(zhuǎn)輪系組合在一起的輪系。10機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.1輪系的分類11機(jī)械工程基礎(chǔ)部第七章輪系設(shè)計(jì)7－1輪系的分類7－2定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－3周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－5輪系的功用7－6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)12機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.2定軸齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算如果齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所有齒輪的軸線保持固定，稱為定軸齒輪系，定軸齒輪系又分為平面定軸齒輪系和空間定軸齒輪系兩種。的比值用設(shè)齒輪系中首齒輪的角速度為，末齒輪的角速度，與表示，即，則稱為齒輪系的傳動(dòng)比。大小方向13機(jī)械工程基礎(chǔ)部等于組成該輪系的各對嚙合齒輪傳動(dòng)比的連乘積；1．傳動(dòng)比大小的計(jì)算

定軸輪系的傳動(dòng)比定軸輪系的傳動(dòng)比＝所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積也等于各對嚙合齒輪中所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積與所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積之比，即輪系中不影響輪系的傳動(dòng)比的大小，而僅起中間過渡和改變從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向作用的齒輪。過輪或惰輪14機(jī)械工程基礎(chǔ)部2．首、末輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定1)平面定軸輪系定軸輪系的傳動(dòng)比＝所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積m為外嚙合次數(shù)15機(jī)械工程基礎(chǔ)部一般用標(biāo)注箭頭的方法來確定。定軸輪系的首、末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系，2)空間定軸輪系定軸輪系的傳動(dòng)比＝所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積+-輸入軸與輸出軸平行輸入軸與輸出軸不平行定軸輪系的傳動(dòng)比＝所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積輸入與輸出軸的轉(zhuǎn)向關(guān)系用正負(fù)號表示輸入與輸出軸的轉(zhuǎn)向在圖上畫箭頭表示16機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.2定軸齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算空間定軸輪系：畫箭頭的方法17機(jī)械工程基礎(chǔ)部18機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.2定軸齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算[例7-1]在圖示的齒輪系中已知求n6的大小和方向。1、分析傳動(dòng)關(guān)系2、計(jì)算傳動(dòng)比3、在圖中畫箭頭指示n6的方向。19機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.2定軸齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算[例題]在如圖所示的齒輪系中，已知,齒輪1、3、3’和5同軸線，各齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。若已知輪1的轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，求輪5的轉(zhuǎn)速[解]

該齒輪系為一平面定軸齒輪系，齒輪2和4為惰輪，齒輪系中有兩對外嚙合齒輪，根據(jù)公式可得因齒輪1、2、3的模數(shù)相等，故它們之間的中心距關(guān)系為因此：20機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.2定軸齒輪系傳動(dòng)比的計(jì)算同理：所以：為正值，說明齒輪5與齒輪1轉(zhuǎn)向相同。

21機(jī)械工程基礎(chǔ)部第七章輪系設(shè)計(jì)7－1輪系的分類7－2定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－3周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－5輪系的功用7－6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)22機(jī)械工程基礎(chǔ)部應(yīng)用1

導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置（動(dòng)畫）應(yīng)用2

汽車后輪中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（圖片、動(dòng)畫）輪系分類（1）定軸輪系（普通輪系）（2）周轉(zhuǎn)輪系即由行星輪、行星架及太陽輪組成，其中輸入與輸出運(yùn)動(dòng)構(gòu)件稱為基本構(gòu)件。按自由度數(shù)目分差動(dòng)輪系（F＝2）行星輪系（F＝1）（3）復(fù)合輪系23機(jī)械工程基礎(chǔ)部先來觀察和比較一下定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。由于行星輪自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)，周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比就不能直接按

定軸輪系傳動(dòng)比的求法來計(jì)算。24機(jī)械工程基礎(chǔ)部先來觀察和比較一下定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。由于行星輪自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)，周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比就不能直接按

定軸輪系傳動(dòng)比的求法來計(jì)算。相對運(yùn)動(dòng)原理根據(jù)相對運(yùn)動(dòng)原理，若給定整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系一個(gè)-ωH的反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之后，所轉(zhuǎn)化得到的定軸輪系，因此，周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比就可以通過對其轉(zhuǎn)化輪系傳動(dòng)比的計(jì)算來進(jìn)行求解的。就稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系或轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。25機(jī)械工程基礎(chǔ)部相對運(yùn)動(dòng)原理根據(jù)相對運(yùn)動(dòng)原理，若給定整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系一個(gè)-ωH的反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之后，所轉(zhuǎn)化得到的定軸輪系，因此，周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比就可以通過對其轉(zhuǎn)化輪系傳動(dòng)比的計(jì)算來進(jìn)行求解的。就稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系或轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。26機(jī)械工程基礎(chǔ)部輪系的轉(zhuǎn)化系桿

機(jī)架周轉(zhuǎn)輪系定軸輪系含義：以H為參考構(gòu)件的轉(zhuǎn)化輪系的a-b的傳動(dòng)比計(jì)算27機(jī)械工程基礎(chǔ)部幾點(diǎn)注意：1）a、b、H三個(gè)構(gòu)件的軸線應(yīng)互相平行。2），是轉(zhuǎn)化后定軸輪系傳動(dòng)比，是原周轉(zhuǎn)輪系中a、b的絕對角速度比。3），，三者均為代數(shù)值，計(jì)算時(shí)應(yīng)當(dāng)將其本身的正負(fù)號同時(shí)代入。4）周轉(zhuǎn)輪系中的轉(zhuǎn)向關(guān)系由計(jì)算結(jié)果的正負(fù)號判定，而不能和其轉(zhuǎn)換輪系的轉(zhuǎn)向關(guān)系混淆。28機(jī)械工程基礎(chǔ)部圖示周轉(zhuǎn)輪系中，各輪齒數(shù)為：若已知方向相反求nH的大小和方向。1、分析傳動(dòng)關(guān)系2、列傳動(dòng)比計(jì)算公式3、帶入求解nH為正，說明系桿H與輪1轉(zhuǎn)向相同，而與輪3轉(zhuǎn)向相反。[例1]29機(jī)械工程基礎(chǔ)部圖示錐齒輪組成的行星輪系中，求系桿H的轉(zhuǎn)速nH。解：1、分析傳動(dòng)關(guān)系2、列傳動(dòng)比計(jì)算公式3、求解nH為正，說明系桿H與輪1轉(zhuǎn)向相同。[例2]30機(jī)械工程基礎(chǔ)部圖示的行星輪系中，求傳動(dòng)比iH1。解：1、分析傳動(dòng)關(guān)系2、列傳動(dòng)比計(jì)算公式3、求解[例3]雙聯(lián)齒輪31機(jī)械工程基礎(chǔ)部作業(yè)：7-5；7-732機(jī)械工程基礎(chǔ)部第七章輪系設(shè)計(jì)7－1輪系的分類7－2定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－3周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－5輪系的功用7－6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)33機(jī)械工程基礎(chǔ)部對于復(fù)合輪系，既不能將其視為單一的定軸輪系來計(jì)算其傳動(dòng)比，也不能將其視為單一的周轉(zhuǎn)輪系來計(jì)算其傳動(dòng)比。而唯一正確的方法是將它所包含的定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系部分分開，并分別列出其傳動(dòng)比的計(jì)算公式，然后進(jìn)行聯(lián)立求解。因此，復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法及步驟可概括為：1）輪系分解；2）分別計(jì)算；3）聯(lián)立求解。其中正確分解輪系是關(guān)鍵，首先是要將周轉(zhuǎn)輪系先劃分出來。34機(jī)械工程基礎(chǔ)部例1

復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算例2

卷揚(yáng)機(jī)減速器傳動(dòng)比的計(jì)算35機(jī)械工程基礎(chǔ)部第七章輪系設(shè)計(jì)7－1輪系的分類7－2定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－3周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－5輪系的功用7－6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)36機(jī)械工程基礎(chǔ)部1．實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)2．實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比3．實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)4．實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)例

某航空傳動(dòng)機(jī)構(gòu)附件的傳動(dòng)系統(tǒng)例

現(xiàn)實(shí)傳動(dòng)比i＝10齒輪傳動(dòng)例

車床走刀絲桿的三星輪換向機(jī)構(gòu)6．實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)合成與分解5．實(shí)現(xiàn)大功率傳動(dòng)定軸輪系行星輪系37機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.5輪系的功能如圖所示的汽車后橋差速器即為分解運(yùn)動(dòng)的齒輪系。在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)它可將發(fā)動(dòng)機(jī)傳到齒輪5的運(yùn)動(dòng)以不同的速度分別傳遞給左右兩個(gè)車輪，以維持車輪與地面間的純滾動(dòng)，避免車輪與地面間的滑動(dòng)磨擦導(dǎo)致車輪過度磨損。38機(jī)械工程基礎(chǔ)部汽車后輪中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)39機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.5輪系的功能40機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.5輪系的功能7.5.2

實(shí)現(xiàn)變速、換向傳動(dòng)41機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.5輪系的功能7.5.2

實(shí)現(xiàn)變速、換向傳動(dòng)42機(jī)械工程基礎(chǔ)部帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)課安排：1班：本周三7-8節(jié)，16:30開始2班：本周四7-8節(jié)，16:30開始3班：本周五1-2節(jié)，08:00開始實(shí)驗(yàn)教師：楊老師地點(diǎn)：機(jī)械樓324#攜帶：教材及實(shí)習(xí)報(bào)告稿紙7-9，7-11，7-13本次作業(yè)：43機(jī)械工程基礎(chǔ)部第七章輪系設(shè)計(jì)7－1輪系的分類7－2定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－3周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－4復(fù)合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算7－5輪系的功用7－6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)44機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)齒數(shù)差越小，z2越大，傳動(dòng)比越大。一般為1～4。45機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)銷孔輸出機(jī)構(gòu)46機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)十字滑塊輸出機(jī)構(gòu)47機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)48機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)雙萬向聯(lián)軸節(jié)輸出機(jī)構(gòu)49機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)50機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)7.6.1

漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)51機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)7.6.2

擺線針輪行星傳動(dòng)52機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)擺線針輪行星傳動(dòng)圖擺線形結(jié)構(gòu)圖解可以證明，擺線針輪行星傳動(dòng)能保證傳動(dòng)比恒定不變針齒銷數(shù)與擺線輪齒數(shù)的齒數(shù)差（z1－z2）只能為1，所以其傳動(dòng)比為：53機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)54機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)55機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)擺線針輪行星減速器圖例56機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)7.6.3諧波齒輪傳動(dòng)諧波齒輪傳動(dòng)由三個(gè)基本構(gòu)件組成，即具有內(nèi)齒的剛輪、可產(chǎn)生較大彈性變形的柔輪及波發(fā)生器。57機(jī)械工程基礎(chǔ)部7.6幾種特殊的行星齒輪傳動(dòng)