第17章 機械傳動系統(tǒng)及其傳動比

愛國精神創(chuàng)新精神綠色環(huán)保意識改變能源世界，創(chuàng)造綠色未來。三一重能在某次風能大會展示的雙行星增速器本章要點：

輪系的分類和應用輪系傳動比的計算方法應掌握內容：定軸輪系傳動比的計算行星輪系和組合輪系傳動比的計算17.1概述17.1.1輪系的定義

常采用一系列互相嚙合的齒輪來組成傳動裝置。這種由一系列齒輪組成的傳動裝置稱為齒輪系統(tǒng)，簡稱輪系。

平面定軸輪系輪系定軸輪系行星輪系組合輪系空間定軸輪系定軸輪系行星輪系簡單行星輪系差動輪系17.1.2輪系的分類

概述平面定軸輪系：全部由平行軸組成的定軸輪系?？臻g定軸輪系：其中存在非平行軸的定軸輪系。

概述輪系運動時，各齒輪的幾何軸線位置相對于機架是固定不動的，這種輪系稱為定軸輪系。定軸輪系又按輪系中各齒輪的軸線是否互相平行分為兩種：平面定軸輪系和空間定軸輪系。1．定軸輪系輪系運轉時，至少有一個齒輪軸線的位置不固定，而是繞某一固定軸線回轉，則稱該輪系為行星輪系。

概述2．行星輪系簡單行星輪系：自由度為１差動輪系：自由度為2既有定軸輪系部分，又有行星輪系部分。或者是由幾部分行星輪系組成的，這種復雜輪系稱為組合輪系，又稱為混（復）合輪系。3．組合輪系該復合輪系由：一個定軸輪系和一個行星輪系組成。該復合輪系由兩個行星輪系組成。17.2定軸輪系的傳動比計算1.輪系的傳動比

輪系中，輸入軸（輪）與輸出軸（輪）的轉速或角速度之比，稱為輪系的傳動比，通常用i表示。

A——輸入軸B——輸出軸

定軸輪系的傳動比計算2．定軸輪系傳動比的計算

在平面定軸輪系中，由于各個齒輪的軸線相互平行，根據一對外嚙合齒輪副的相對轉向相反、一對內嚙合齒輪副的相對轉向相同的關系，如果已知各輪的齒數和轉速，則各對齒輪副的傳動比可以寫出。

定軸輪系的傳動比計算式中，m為齒輪系中從1輪到k輪間，外嚙合齒輪的對數。定軸輪系的傳動比計算的一般表達式為：

定軸輪系的傳動比計算定軸輪系傳動比符號的確定方法：(1)對于平面定軸輪系，可以根據輪系中從齒輪1到齒輪k的外嚙合次數m，采用(-1)m來確定；也可以采用畫箭頭的方法，從輪系的首輪開始，根據齒輪內外嚙合轉向的關系，依次對各個齒輪標出轉向。最后，根據輪系首末兩齒輪的轉向，判定傳動比的符號。

箭頭法判斷方向：

定軸輪系的傳動比計算(2)空間定軸輪系，大小仍用公式計算,但首末兩輪的轉向關系只能在圖上畫箭頭得到。(若首末兩輪軸線平行,在大小數值前加正負號)。

定軸輪系的傳動比計算惰輪(過輪):不影響傳動比大小只起改變轉向作用的齒輪

定軸輪系的傳動比計算

在下圖所示的齒輪系中，設已知z1=20，z2=40，z2’=30，z3=60，

z3’=25，z4=30，z5=50，均為標準齒輪傳動。試求傳動比i15。

例題1

定軸輪系的傳動比計算解：例題1

定軸輪系的傳動比計算z1z2z2'z3z3'z4例題2

圖示輪系中，設已知z1=16，z2=32，z2'=20，z3=40，z3'=2，z4=40，均為標準齒輪傳動。若已知輪1的轉速為n1=1000r/min，試求輪4的轉速，及轉動方向。

定軸輪系的傳動比計算n4=n1/i=1000/80=12.5r/min例題2解：z1z2z2'z3z3'z4

定軸輪系的傳動比計算z1z2z2'z3z3'z4例題2

定軸輪系的傳動比計算例題3圖示的輪系中，已知各齒輪的齒數Z1=20,Z2=40,Z'2=15,Z3=60,Z’3=18,Z4=18,Z7=20,齒輪7的模數m=3mm,蝸桿頭數為1（左旋），蝸輪齒數Z6=40。齒輪1為主動輪，轉向如圖所示，轉速n1=100r/min，試求齒條8的速度和移動方向。17.3.1.行星輪系的組成行星輪(軸線繞某一固定軸線回轉的齒輪)、行星架（也叫系桿,支撐行星輪的構件）、中心輪（也叫太陽輪,軸線相對于機架固定不動的齒輪）行星輪

中心輪（太陽輪）

行星架（系桿）返回

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?？蓱棉D化輪系法，即根據相對運動原理，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速-nH，則行星架被固定，而原構件之間的相對運動關系保持不變。這樣，原來的行星輪系就變成了假想的定軸輪系。這個經過一定條件轉化得到的假想定軸輪系，稱為原行星輪系的轉化輪系。

行星輪的傳動比計算行星輪系的轉化行星輪系的轉化齒輪1

n1齒輪2

n2齒輪3

n3行星架H

nH原機構的轉速轉化機構的轉速

n2－nH=n1－nH=n3－nH=nH－nH=0

行星輪的傳動比計算行星輪傳動比計算公式

行星輪的傳動比計算注意事項：（1）1、K、和H三個構件的軸線應相互平行，三構件的的轉速值帶入計算時應帶正、負號；（3）（2）空間行星輪系的傳動比計算與平行軸行星輪系相同，但正負號應根據轉化機構中1、K兩輪的轉向確定。

行星輪的傳動比計算

行星輪的傳動比計算

行星輪的傳動比計算例題4

已知z1=100，z2=101，z2'=100，z3=99，均為標準齒輪傳動。試求iH1。

行星輪的傳動比計算例題4解：

行星輪的傳動比計算

已知z1=40，z2=40，

z3=40，均為標準齒輪傳動。試求。例題5例題5解：“－”號表示輪1與輪3在轉化機構中的轉向相反。

例題7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轉向相反。試求行星架轉速nH及行星輪轉速n3。17.4組合輪系

定軸輪系和行星輪系組合成的輪系稱為組合輪系。

組合輪系

在計算組合輪系傳動比時，既不能將整個輪系作為定軸輪系來處理，也不能對整個機構采用轉化機構的辦法。計算組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。先找行星輪系，再找定軸輪系。（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，即可求得組合輪系的傳動比。例題8已知z1=20，z2=40，z2'=20，z3=30，

z4=60，均為標準齒輪傳動。試求i1H。解：1）分析輪系右圖可知該輪系為已平行軸定軸輪系與簡單行星輪系組成的組合輪系，其中：行星輪系：2′—3—4—H定軸輪系：1—22）分析輪系中各輪之間的內在關系，由圖中可知n4=0，n2=n2′3）分別計算各輪系傳動比

（1）定軸齒輪系（2）行星齒輪系例題8（3）聯(lián)立求解聯(lián)立（1）、（2）式，代入n4=0，n2=n2′得n1=－2n2

所以例題8例題9圖示的電動機卷揚機減速器中，已知各輪的齒數Z1=18,Z2=39,Z'2=35,Z3=130,Z'3=18,Z4=30,Z5=78。求傳動比i15。17.5輪系的功用輪系的功用1、傳遞相距較遠的兩軸之間的運動和動力；

輪系的功用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,而且結構緊湊。如例題4所示。

輪系的功用3、實現變速和換向

重點、難點：傳動比的計算（大小和方向）一：輪系的定義、分類、功用輪系總結二：定軸輪系傳動比計算三：行星輪系傳動比計算四：組合輪系傳動比計算減速器：一種由封閉在剛性殼體內的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪-蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用作原動件與工作機之間的減速傳動裝置減速器分類：齒輪減速器

蝸桿減速器

行星減速器圓柱齒輪減速器圓錐齒輪減速器圓錐—圓柱齒輪減速器圓柱蝸桿減速器圓弧齒蝸桿減速器錐蝸桿減速器蝸桿—齒輪減速器漸開線行星齒輪減速器擺線齒輪減速器諧波齒輪減速器