第九章第九章 轮系系一一对齿轮传动的的传动比是比是5 57 7轮系：由一系列互相系：由一系列互相啮合的合的齿轮组成的成的传动机构，用机构，用于原于原动机和机和执行机构之行机构之间的运的运动和和动力力传递。机械原理第九章轮系第九章第九章 轮系系轮系的系的类型型定定轴轮系的系的传动比比计算算周周转轮系的系的传动比比计算算复合复合轮系的系的传动比比计算算轮系的功用系的功用其他行星其他行星传动简介介机械原理第九章轮系 根据根据轮系在运系在运转时各各齿轮的几何的几何轴线在空在空间的相的相对位位置是否固定，可以将置是否固定，可以将轮系分系分为三大三大类：定定轴轮系系周周转轮系系复合复合轮系系9.1 轮系的系的类型型 机械原理第九章轮系定定轴轮系系：当：当轮系运系运转时，所有，所有齿轮的几何的几何轴线相相对于于机架的位置均固定不机架的位置均固定不变轮系的系的类型型机械原理第九章轮系周周转轮系系: 当当轮系运系运转时，至少有一个，至少有一个齿轮的几何的几何轴线相相对于基架的位置不固定，而是于基架的位置不固定，而是绕某一固定某一固定轴线回回转轮系的系的类型型机械原理第九章轮系基本构件基本构件基本构件都是基本构件都是围绕着着同一固定同一固定轴线回回转的的轮系的系的类型型2 2 行星行星轮H H 系杆系杆1 1 中心中心轮3 3 中心中心轮机械原理第九章轮系根据根据轮系所具有的自由度不同，周系所具有的自由度不同，周转轮系系又可分又可分为：差：差动轮系和行星系和行星轮系系轮系的系的类型型差差动轮系：系：F=2F=2计算算图b)b)所示机构自由度所示机构自由度, ,图中中齿轮3 3固定固定行星行星轮系：系：F=1F=1计算算图a)a)所示所示轮系自由度：系自由度：机械原理第九章轮系根据基本构件的特点，根据基本构件的特点，轮系可分系可分为： 2KH 型，型，3K型，型， K-H-V型型轮系的系的类型型2K-H2K-H型型机械原理第九章轮系系杆系杆H H只起支撑行星只起支撑行星轮使其使其与中心与中心轮保持保持啮合的作用，合的作用，不作不作为输出或出或输入构件入构件轮系的系的类型型3K3K型型机械原理第九章轮系复合复合轮系系:由定由定轴轮系和周系和周转轮系、或几部分周系、或几部分周转轮系系组成的复成的复杂轮系系定定轴轮系系 +周周转轮系系周周转轮系系 + + 周周转轮系系轮系的系的类型型各周各周转轮系相互独系相互独立不共用一个系杆立不共用一个系杆机械原理第九章轮系轮系系定定轴轮系系周周转轮系系复合复合轮系系定定轴轮系系+ +周周转轮系系 周周转轮系系+ +周周转轮系系 行星行星轮系，差系，差动轮系系 2K-H2K-H型型,3K,3K型型,K-H-V,K-H-V型型小结轮系的系的类型型机械原理第九章轮系 外外啮合合内内啮合合齿轮机构的机构的传动比比9.2 定定轴轮系的系的传动比比计算算 21 12 21pvp22 21 11转向相反向相反转向相同向相同机械原理第九章轮系轮系的系的传动比比 传动比的大小比的大小 输入、入、输出出轴的的转向关系向关系定定轴轮系的系的传动比比计算算机械原理第九章轮系一、一、传动比的大小比的大小定定轴轮系的系的传动比比计算算机械原理第九章轮系1 1、平面定、平面定轴轮系（各系（各齿轮轴线相互平行）相互平行）二、二、传动比比转向的确定向的确定 惰惰轮惰惰轮: :不改不改变传动比的大小，但改比的大小，但改变轮系的系的转向向定定轴轮系的系的传动比比计算算所有从所有从动轮齿数的乘数的乘积所有主所有主动轮齿数的乘数的乘积机械原理第九章轮系2 2、定、定轴轮系中各系中各轮几何几何轴线不都平行，但是不都平行，但是输入、入、输出出轮的的轴线相互平行的情况相互平行的情况定定轴轮系的系的传动比比计算算传动比方向表示比方向表示 在在传动比的前面加正、比的前面加正、负号号传动比方向判断比方向判断 画箭画箭头机械原理第九章轮系传动比方向判断比方向判断 画箭画箭头3 3、输入、入、输出出轮的的轴线不平行的情况不平行的情况 齿轮1 1的的轴为输入入轴，蜗轮5 5的的轴为输出出轴，输出出轴与与输入入轴的的转向关系向关系如如图上箭上箭头所示。所示。 定定轴轮系的系的传动比比计算算传动比方向表示比方向表示 机械原理第九章轮系大小：大小：转向：向：法法2、输入、入、输出出轮的的轴线相互平行相互平行定定轴轮系的系的传动比比计算算小结1 1、所有、所有齿轮轴线都平行的情况都平行的情况画箭画箭头方法确定，可在方法确定，可在传动比大小前加正或比大小前加正或负号号3、输入、入、输出出齿轮的的轴线不平行不平行画箭画箭头方法确定，且不能在方法确定，且不能在传动比大小前加正或比大小前加正或负号号用用机械原理第九章轮系定定轴轮系系传动比比计算公式算公式周周转轮系系传动比比计算算? ?反反转法原理，将周法原理，将周转轮系系转化化为定定轴轮系系9.3 周周转轮系的系的传动比比计算算 机械原理第九章轮系周周转轮系的系的传动比比计算算一、周一、周转轮系系传动比比计算的基本思路算的基本思路-w w H周周转轮系的系的转化机构化机构系杆系杆机架机架 周周转轮系系定定轴轮系系可直接用定可直接用定轴轮系系传动比的比的计算公式。算公式。机械原理第九章轮系1 1 1 1将将轮系按系按H H反反转后，各构件的角速度的后，各构件的角速度的变化如下化如下: :2 2 2 23 3 3 3H H H H构件构件 原角速度原角速度 转化后的角速度化后的角速度H H1 11 1H H H H2 22 2H H H H3 33 3H H H HH HH HH H0 0 反反转原原理理：给周周转轮系系中中的的每每一一个个构构件件都都加加上上一一个个附附加加的的公公共共转动（转动的的角角速速度度为H H）后后，不不会会改改变轮系系中中各各构构件件之之间的的相相对运运动， 但但原原周周转轮系系将将转化化成成为一一个个假假想想的的定定轴轮系系，称称为周周转轮系的系的转化机构化机构。周周转轮系的系的传动比比计算算机械原理第九章轮系二、周二、周转轮系系传动比的比的计算方法算方法周周转轮系系转化机构的化机构的传动比比周周转轮系的系的传动比比计算算上式上式“”说明在明在转化化轮系中系中H H1 1 与与H H3 3 方向相方向相反。反。 机械原理第九章轮系一般周一般周转轮系系转化机构的化机构的传动比比1 1、对于差于差动轮系，系，给定定w w1、w wk、w wH中的任意两中的任意两个，可以个，可以计算出第三个，从而可以算出第三个，从而可以计算周算周转轮系的系的传动比。比。周周转轮系的系的传动比比计算算机械原理第九章轮系周周转轮系的系的传动比比计算算如果如果给定另外两个基本构件的角速度定另外两个基本构件的角速度w w1、w wH中的任意一中的任意一个，可以个，可以计算出另外一个，从而可以算出另外一个，从而可以计算周算周转轮系的系的传动比。比。2 2、对于行星于行星轮系，两个中心系，两个中心轮中中必有一个是固定的必有一个是固定的若若机械原理第九章轮系三、使用三、使用转化化轮系系传动比公式比公式时的注意事的注意事项周周转轮系的系的传动比比计算算（需作矢量作）（需作矢量作）1 1、转化化轮系的系的1 1轮、k k轮和系杆和系杆H H的的轴线需平行需平行机械原理第九章轮系3 3、表达式中、表达式中 w w1、w wk、w wH的正的正负号号问题。若基本构件的。若基本构件的实际转速方向相反，速方向相反，则 w w 的正的正负号号应该不同。不同。2 2、 是是转化机构中化机构中1 1为主主动轮、k k为从从动轮时的的传动比，比，其大小和正、其大小和正、负完全按照根据定完全按照根据定轴轮系来系来处理。周理。周转轮系系传动比正比正负是是计算出来的，而不是判断出来的算出来的，而不是判断出来的。周周转轮系的系的传动比比计算算机械原理第九章轮系四、四、轮系系传动比比计算算举例例例例题1 1：已知：已知 试求求传动比。比。 当系杆当系杆转1000010000转时，轮1 1才才转1 1转，二者二者转向相同。向相同。此例此例说明周明周转轮系可系可获得很大的得很大的传动比。比。 周周转轮系的系的传动比比计算算机械原理第九章轮系例例题2 2：z1=z2=48，z2=18,z3=24，n n1 1=250 r/min=250 r/min，n n3 3= = 100 r/min100 r/min，方向如方向如图所示。求所示。求： n nH H 的大小和方向的大小和方向周周转轮系的系的传动比比计算算机械原理第九章轮系周周转轮系系转化机构：假想的定化机构：假想的定轴轮系系计算算转化机构的化机构的传动比比计算周算周转轮系系传动比比- w w H周周转轮系的系的传动比比计算算小结机械原理第九章轮系9.4 复合复合轮系的系的传动比比计算算 - w w H假想的定假想的定轴轮系系周周转轮系系- w w H1假想的定假想的定轴轮系系 新周新周转轮系系机械原理第九章轮系一、复合轮系传动比的计算方法复合复合轮系的系的传动比比计算算 在在计算混合算混合轮系系传动比比时，既不能将整个，既不能将整个轮系作系作为定定轴轮系来系来处理，也不能理，也不能对整个机构采用整个机构采用转化机构的化机构的办法。法。1 1、首先将各个基本、首先将各个基本轮系正确地区分开来系正确地区分开来2 2、分、分别列出列出计算各基本算各基本轮系系传动比的方程式。比的方程式。3 3、找出各基本、找出各基本轮系之系之间的的联系。系。4 4、将各基本、将各基本轮系系传动比方程式比方程式联立求解，即可求立求解，即可求得混合得混合轮系的系的传动比。比。机械原理第九章轮系行星行星轮系杆系杆中心中心轮基本基本轮系的划分系的划分复合复合轮系的系的传动比比计算算定定轴轮系系周周转轮系系1. . . .行星行星轮系杆系杆中心中心轮周周转轮系系n周周转轮系系1行星行星轮系杆系杆中心中心轮机械原理第九章轮系二、复合轮系传动比计算举例复合复合轮系的系的传动比比计算算例例题3 3：已知：已知 试求求传动比比 。 解：解：1 1、分析、分析轮系的系的组成成1 1、2 2 定定轴轮系系 2 2 、3 3、4 4、H H周周转轮系系2 2、分、分别写出各基本写出各基本轮系的系的传动比比定定轴轮系系 ：周周转轮系系 ：3 3、两个、两个轮系之系之间的关系的关系4 4、联立求解立求解二者二者转向相反向相反机械原理第九章轮系二、复合轮系传动比计算举例复合复合轮系的系的传动比比计算算解：解：1 1、分析、分析轮系的系的组成成3 3、4 4、5 5 定定轴轮系系 1 1、2-22-2、3 3、5 5（H H）周周转轮系系2 2、分、分别写出各基本写出各基本轮系的系的传动比比定定轴轮系系 ：周周转轮系系 ：例例题4 4：电动卷卷扬机减速器中，已知机减速器中，已知 试求求传动比比 。 机械原理第九章轮系复合复合轮系的系的传动比比计算算3 3、两个、两个轮系之系之间的关系的关系4 4、联立求解立求解齿轮1与与齿轮5的的转向相同向相同封封闭式行星式行星轮系：系： 自由度自由度为2的差的差动轮系的两个基本构系的两个基本构件被定件被定轴轮系封系封闭起来，起来，组成的成的自由度自由度为1 1的复合的复合轮系系机械原理第九章轮系9.5 轮系的功用系的功用 轮系的功用系的功用一、实现大传动比 轮系的系的传动比比i i可达可达1000010000。一一对齿轮: i8 : i8 12机械原理第九章轮系轮系的功用系的功用二、实现相距较远两轴之间的传动 用用齿轮1 1、2 2实现，尺寸，尺寸较大。大。用用齿轮a a、b b、c c和和d d组成的成的轮系系来来传动，可使，可使结构构紧凑。凑。机械原理第九章轮系三、实现变速和换向 轮系的功用系的功用 利用滑移利用滑移齿轮和牙嵌离和牙嵌离合器便可以合器便可以获得不同的得不同的输出出转速速汽汽车上常用的三上常用的三轴四速四速变速箱速箱机械原理第九章轮系车床走刀床走刀丝杠三星杠三星轮换向机构向机构转向相反向相反转向相同向相同轮系的功用系的功用机械原理第九章轮系四、实现分路传动 轮系的功用系的功用钟表表传动中，由中，由发条条K K驱动齿轮1 1转动时，通通过齿轮1 1与与2 2相相啮合合使分使分针M M转动；由；由齿轮1 1、2 2、3 3、4 4、5 5和和6 6组成的成的轮系可使秒系可使秒针S S获得一种得一种转速；由速；由齿轮1 1、2 2、9 9、1010、1111和和1212组成的成的轮系可系可使使时针H H获得另一种得另一种转速速 机械原理第九章轮系五、实现结构紧凑且重量较小的大功率传动 轮系的功用系的功用涡轮螺旋螺旋桨发动机机主减速器主减速器由多个行星由多个行星轮共同承担共同承担载荷荷机械原理第九章轮系六、实现运动的合成与分解 加法机构加法机构减法机构减法机构广泛用于机床、广泛用于机床、计算装置、算装置、补偿调整装置中整装置中两个两个输入，一个入，一个输出出运运动合成合成轮系的功用系的功用差差动轮系系 F F2 2一个一个输入，两个入，两个输出出运运动分解分解机械原理第九章轮系汽汽车后后桥减速器示意减速器示意图轮系的功用系的功用运运动分解分解机械原理第九章轮系七、实现复杂的轨迹运动和刚体导引 行星行星搅拌器拌器轮系的功用系的功用机械原理第九章轮系轮系的功用系的功用行星的半径与内行星的半径与内齿轮的半径取不同的比的半径取不同的比值时，行星，行星轮上各点的运上各点的运动轨迹迹机械原理第九章轮系轮系的功用系的功用花花键轴自自动车床下料机械手床下料机械手机械原理第九章轮系小结1.1.实现大大传动比比传动2.2.实现相距相距较远两两轴之之间的的传动3.3.实现变速与速与换向向传动4.4.实现分路分路传动5 55.5.实现结构构紧凑且重量凑且重量较小的大功率小的大功率传动6.6.实现运运动的合成与分解的合成与分解7.7.实现复复杂的的轨迹运迹运动和和刚体体导引引轮系的功用系的功用机械原理第九章轮系9.6 其它行星其它行星传动简介介一、渐开线少齿差行星传动由固定的内由固定的内齿轮1 1、行星、行星轮2 2、系杆系杆H H、等角速比机构、等角速比机构3 3以及以及轴组成成输出机构出机构V12机械原理第九章轮系输出机构示意出机构示意图其他行星其他行星传动简介介机械原理第九章轮系 由平行四由平行四边形机构和形机构和齿轮机构机构组成。成。为外齿轮的齿数为内齿轮的齿数三三环传动没有没有专门的的输出出机构，因而具有机构，因而具有结构构简单、紧凑的凑的优点点。其他行星其他行星传动简介介三三环传动一种特殊的一种特殊的渐开开线少少齿差行星差行星传动机械原理第九章轮系二、摆线针轮传动其他行星其他行星传动简介介组成成：1 1为针轮，2 2为摆线行星行星轮，H H为系杆，系杆，3 3为输出机构。出机构。 行星行星轮的的齿廓曲廓曲线不是不是渐开开线，而是外，而是外摆线；中心内；中心内齿轮采用了采用了针齿。机械原理第九章轮系三、谐波传动组成：成：具有内具有内齿的的刚轮、具有外、具有外齿的柔的柔轮和波和波发生器生器H H。通常将波通常将波发生器作生器作为主主动件，而件，而刚轮和柔和柔轮之一之一为从从动件，件，另一个另一个为固定件。固定件。其他行星其他行星传动简介介柔柔轮转臂臂机械原理第九章轮系