機械原理 輪系

1、 齒輪系及其設(shè)計總目錄退出系統(tǒng)復合輪系復合輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系定軸輪系定軸輪系 1. 輪系的類型輪系的類型 2. 輪系傳動比計算輪系傳動比計算 3. 輪系的應(yīng)用輪系的應(yīng)用4. 輪系設(shè)計的有關(guān)問題輪系設(shè)計的有關(guān)問題 齒輪系及其設(shè)計渦輪發(fā)動機減速器渦輪發(fā)動機減速器滾齒機工作臺傳動滾齒機工作臺傳動行星輪系減速器行星輪系減速器 一系列相互嚙合的齒一系列相互嚙合的齒輪組成的傳動系統(tǒng)輪組成的傳動系統(tǒng)輪系輪系輪系應(yīng)用實例 齒輪系及其設(shè)計 輪系運轉(zhuǎn)時各齒輪軸線的幾何位置相對于機架都是固定不動的。 由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系組成的輪系或由幾個單一周轉(zhuǎn)輪系組成的輪系1 1 輪系的類型輪系的類型 輪輪 系系 定軸輪系定軸

2、輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系復合輪系復合輪系根據(jù)輪系中各齒輪軸線的位置情況進行分類：至少有一個行星輪的輪系 齒輪系及其設(shè)計定軸輪系圖示 齒輪系及其設(shè)計輪系運轉(zhuǎn)時，既能自轉(zhuǎn)，又能公轉(zhuǎn)的齒輪。輪系運轉(zhuǎn)時，既能自轉(zhuǎn)，又能公轉(zhuǎn)的齒輪。周轉(zhuǎn)輪系圖示 行星輪行星輪 齒輪系及其設(shè)計復合輪系圖示 定軸+周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)+周轉(zhuǎn) 齒輪系及其設(shè)計2 2 輪系傳動比計算輪系傳動比計算（一）（一）輪系的傳動比及表示方法輪系的傳動比及表示方法nni末首末首末首1.1.輪系的傳動比輪系的傳動比nni515115圖1所示定軸輪系其傳動比為：一、定軸輪系傳動比計算一、定軸輪系傳動比計算 齒輪系及其設(shè)計2. 2. 嚙合齒輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的表示方法嚙合

3、齒輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的表示方法兩輪軸線平行：兩輪軸線平行：兩輪軸線不平行：兩輪軸線不平行：或用畫箭頭方法表示其轉(zhuǎn)向關(guān)系或用畫箭頭方法表示其轉(zhuǎn)向關(guān)系可用可用“ ” ”號表示轉(zhuǎn)向關(guān)系號表示轉(zhuǎn)向關(guān)系+ + 轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同- - 轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反箭頭相反箭頭相反轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反箭頭相同箭頭相同轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同只能用畫箭頭的方法表示其轉(zhuǎn)向關(guān)系。只能用畫箭頭的方法表示其轉(zhuǎn)向關(guān)系。外嚙合外嚙合內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合外嚙合外嚙合內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合 齒輪系及其設(shè)計 蝸輪蝸桿傳動轉(zhuǎn)向關(guān)系：蝸輪蝸桿傳動轉(zhuǎn)向關(guān)系：右旋蝸桿用左手法則判斷右旋蝸桿用左手法則判斷左旋蝸桿用右手法則判斷左旋蝸桿用右手法則判斷 左（右）手握住蝸桿軸線，四指順著蝸桿

4、轉(zhuǎn)向，左（右）手握住蝸桿軸線，四指順著蝸桿轉(zhuǎn)向，母指自然伸直的方向表示蝸輪嚙合點的速度方向。母指自然伸直的方向表示蝸輪嚙合點的速度方向。左（右）手法則：左（右）手法則：圓錐齒輪傳動轉(zhuǎn)向關(guān)系：圓錐齒輪傳動轉(zhuǎn)向關(guān)系：箭頭同時指向節(jié)點箭頭同時指向節(jié)點或同時背離節(jié)點或同時背離節(jié)點 齒輪系及其設(shè)計 在圖1所示輪系中，各輪齒數(shù)分別為：z1、z2 、z3 、z3、z4、z4、 z5各輪轉(zhuǎn)速分別為 n1 n2 n3 n3n4 n4n5 . . （二）定軸輪系傳動比的計算（二）定軸輪系傳動比的計算各對嚙合齒輪的傳動比為：各對嚙合齒輪的傳動比為：zznni122112zznni233223zznni3443434

5、55454zznni將上面四式連乘可得（ n3=n3 ,n4=n4 ) )：zzzzzzzzinnnnnnnnnniiii4 32154323155154324 321544 32312) 1(圖圖1 齒輪系及其設(shè)計定軸輪系傳動比的計算通式定軸輪系傳動比的計算通式輪所有主動輪齒數(shù)之積輪到從輪所有從動輪齒數(shù)之積輪到從KGKGnnKGGKi 若若各輪軸線不平行各輪軸線不平行（一般輪系中有錐齒輪或蝸桿傳動）時，）時，不能不能用（用（-1-1）m來判斷轉(zhuǎn)向關(guān)系來判斷轉(zhuǎn)向關(guān)系, ,只能用畫箭頭的方法來判斷其只能用畫箭頭的方法來判斷其轉(zhuǎn)向關(guān)系。轉(zhuǎn)向關(guān)系。在應(yīng)用上式時請注意：在應(yīng)用上式時請注意：各輪主、從動

6、關(guān)系以各輪主、從動關(guān)系以 G、K 為輪系的首輪和末輪來區(qū)分。為輪系的首輪和末輪來區(qū)分。若若各輪軸線平行，各輪軸線平行，可用（可用（-1-1）m來判斷首末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系來判斷首末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系, ,m是是外嚙合的外嚙合的次數(shù)次數(shù)；也可用畫箭頭的方法來判斷其轉(zhuǎn)向關(guān)系。；也可用畫箭頭的方法來判斷其轉(zhuǎn)向關(guān)系。既是前一級從動輪又是后一級主動輪既是前一級從動輪又是后一級主動輪惰輪惰輪或或過橋齒輪過橋齒輪。 齒輪系及其設(shè)計【例【例1 1 】在右在右圖所示的定軸輪系中，已知圖所示的定軸輪系中，已知z z1 1=15, =15, z z2 2=25, =25, z z2 2= =z z4 4=14, =14,

7、z z3 3=24, =24, z z4 4=20, =20, z z5 5=24, =24, z z6 6=40,=40,z z66=2, z=2, z7 7=60;=60;若若n1 1=800 r/min, =800 r/min, 求傳動比求傳動比 i1717、蝸輪、蝸輪7 7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。1002201415604014256543217654327117zzzzzzzzzzzznni當輪當輪1 1轉(zhuǎn)向如圖所示時，輪轉(zhuǎn)向如圖所示時，輪7 7轉(zhuǎn)向如圖所示。轉(zhuǎn)向如圖所示。解解 ：計算傳動比的大?。河嬎銈鲃颖鹊拇笮。ㄈ?yīng)用舉例（三）應(yīng)用舉例min/8min/1008001717

8、rrinn 齒輪系及其設(shè)計二、周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算二、周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算（一）周轉(zhuǎn)輪系的結(jié)構(gòu)組成（一）周轉(zhuǎn)輪系的結(jié)構(gòu)組成 太陽輪、行星架H 、行星輪 、機架應(yīng)繞同一軸線回轉(zhuǎn)應(yīng)繞同一軸線回轉(zhuǎn)基本構(gòu)件行星輪行星架H支承太陽輪太陽輪嚙合嚙合（轉(zhuǎn)臂或系桿轉(zhuǎn)臂或系桿） 齒輪系及其設(shè)計2.2.根據(jù)基本構(gòu)件不同來分根據(jù)基本構(gòu)件不同來分 2K-H2K-H型型以兩太陽輪和以兩太陽輪和行星架為基本構(gòu)件行星架為基本構(gòu)件 3K3K型型以三個太陽輪為以三個太陽輪為基本構(gòu)件基本構(gòu)件（二）周轉(zhuǎn)輪系的類型（二）周轉(zhuǎn)輪系的類型1.1.根據(jù)自由度數(shù)來分根據(jù)自由度數(shù)來分 差動輪系差動輪系 自由度為自由度為2 2 行星輪系行星輪系 自

9、由度為自由度為1 1F =3n-2pL-pH = 33-23-2=1 F=3n-2pL-pH =34-24-2=2差動輪系行星輪系 齒輪系及其設(shè)計轉(zhuǎn)化前轉(zhuǎn)化前轉(zhuǎn)化后轉(zhuǎn)化后 設(shè)想給整個周轉(zhuǎn)輪系加上一個設(shè)想給整個周轉(zhuǎn)輪系加上一個“- -H H”的轉(zhuǎn)動，構(gòu)件的轉(zhuǎn)動，構(gòu)件H 可相對靜止，可相對靜止，輪系輪系變?yōu)槎ㄝS輪系。這種轉(zhuǎn)化所得的假想定變?yōu)槎ㄝS輪系。這種轉(zhuǎn)化所得的假想定軸輪系叫做原來周轉(zhuǎn)輪系的軸輪系叫做原來周轉(zhuǎn)輪系的 轉(zhuǎn)化輪轉(zhuǎn)化輪系系（三）周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算（三）周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算 齒輪系及其設(shè)計（三）周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算（三）周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算構(gòu) 件原 有 轉(zhuǎn) 速在 轉(zhuǎn) 化 輪 系 中 的

10、 轉(zhuǎn) 速（ 即 相 對 于 行 星 架 H 的 轉(zhuǎn) 速 ）齒 輪 1n1n1H= n1-nH齒 輪 2n2n2H= n2-nH齒 輪 3n3n3H= n3-nH機 架 4n4= 0n4H= n4-nH行 星 架 HnHnHH= nH-nH= 0zzzzzznnnnHHHHHnni13213213131131該轉(zhuǎn)化輪系傳動比計算公式：該轉(zhuǎn)化輪系傳動比計算公式：轉(zhuǎn)化前后，各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化前后，各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速 齒輪系及其設(shè)計周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算的通式：周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算的通式：各主動輪齒數(shù)的乘積至轉(zhuǎn)化輪系中從各從動輪齒數(shù)的乘積至轉(zhuǎn)化輪系中從KGKGnnnnnniHKHGHKHGHGK G周轉(zhuǎn)輪系中的主動

11、輪；K周轉(zhuǎn)輪系中的從動輪；H周轉(zhuǎn)輪系中的行星架。iGKH轉(zhuǎn)化輪系中的傳動比； 齒輪系及其設(shè)計應(yīng)用上式時應(yīng)注意：應(yīng)用上式時應(yīng)注意： 由圓柱齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系可用（由圓柱齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系可用（-1）m或畫箭頭確定；或畫箭頭確定； 含有錐齒輪的周轉(zhuǎn)輪系，只能用畫箭頭的方法確定含有錐齒輪的周轉(zhuǎn)輪系，只能用畫箭頭的方法確定。 轉(zhuǎn)化輪系傳動比為轉(zhuǎn)化輪系傳動比為正號正號的周轉(zhuǎn)輪系的周轉(zhuǎn)輪系正號機構(gòu)；正號機構(gòu)； 轉(zhuǎn)化輪系傳動比為轉(zhuǎn)化輪系傳動比為負號負號的周轉(zhuǎn)輪系的周轉(zhuǎn)輪系負號機構(gòu)。負號機構(gòu)。4. 公式右邊的正負號按轉(zhuǎn)化機構(gòu)處理：公式右邊的正負號按轉(zhuǎn)化機構(gòu)處理：1. 依依G為首輪，為首輪，K為末輪來判定各齒輪

12、主、從動關(guān)系。為末輪來判定各齒輪主、從動關(guān)系。2. G輪、輪、K輪、轉(zhuǎn)臂輪、轉(zhuǎn)臂H 三構(gòu)件軸線須平行。三構(gòu)件軸線須平行。 3. 注意注意nG 、nH 、nK的大小與方向，它們均為代數(shù)值。的大小與方向，它們均為代數(shù)值。 齒輪系及其設(shè)計zznnnnHH1331276101nnnHH36. 32761111nniHH由由 得得 rpm 負號表示負號表示n2和和n1轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反。zznnnniHHH1221124767271718401840600022nn【例【例2 2 】在右圖行星輪系中，各輪齒數(shù)在右圖行星輪系中，各輪齒數(shù)z z1 1=27,z=27,z2 2=17,z=17,z3 3=61=

13、61。n1 1=6000=6000rpm, ,求傳動求傳動比比i1H和轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)速nH。在該輪系中，由于齒輪在該輪系中，由于齒輪1 1、2 2和轉(zhuǎn)臂和轉(zhuǎn)臂H三構(gòu)件的三構(gòu)件的軸線平行，故可求軸線平行，故可求n2：rpminnHH184026. 3600011設(shè)設(shè)n1轉(zhuǎn)向為正，轉(zhuǎn)向為正，則則 nH和和n1轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同。 解：H（四）（四） 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 齒輪系及其設(shè)計abgfzzzznnnnfabgHbHa為正值說明為正值說明a 、b兩輪轉(zhuǎn)向相同。兩輪轉(zhuǎn)向相同。232060306018018060nb【例【例3 3 】圖示輪系中，各輪齒圖示輪系中，各輪齒z za=z=zg g=6

14、0 ,=60 ,z zf f=20 ,=20 ,z zb b=30,=30, na= =6060rpm, , nH=180=180rpm, , na、nH轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同，求，求nb。解解 此輪系需用箭頭法確定式中正負號此輪系需用箭頭法確定式中正負號從而從而 nb=260 rpm(注意：此輪系行星輪轉(zhuǎn)速不能求注意：此輪系行星輪轉(zhuǎn)速不能求) 設(shè)：設(shè)： na轉(zhuǎn)向為正轉(zhuǎn)向為正，則：則： na= =60 60 nH=180=180 齒輪系及其設(shè)計zzzznnnnfabgHbHa為負值說明為負值說明a 、b兩輪轉(zhuǎn)向相反兩輪轉(zhuǎn)向相反。232060306018018060nb解解 此輪系需用箭頭法確定式中正

15、負號此輪系需用箭頭法確定式中正負號設(shè)：設(shè)： na轉(zhuǎn)向為正轉(zhuǎn)向為正，從而從而 nb= -340 rpm【例【例3 3 】圖示輪系中，各輪齒圖示輪系中，各輪齒z za=z=zg g=60 ,=60 ,z zf f=20 ,=20 ,z zb b=30,=30, na= =6060rpm, , nH=180=180rpm, , na、nH轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反，求，求nb。abgf則：則： na= =60 60 nH=-180=-180 齒輪系及其設(shè)計三、復合輪系傳動比計算三、復合輪系傳動比計算（一）（一） 復合輪系傳動比的計算步驟復合輪系傳動比的計算步驟1. 區(qū)分基本輪系：區(qū)分基本輪系：分析定軸輪系：分

16、析定軸輪系：3. 分析基本輪系間的聯(lián)系，將方程聯(lián)立求解。分析基本輪系間的聯(lián)系，將方程聯(lián)立求解。分析單一周轉(zhuǎn)輪系：分析單一周轉(zhuǎn)輪系：2. 按基本輪系分別列方程：按基本輪系分別列方程：行星輪行星架H支支承承太陽輪嚙合嚙合太陽輪嚙合嚙合 齒輪系及其設(shè)計聯(lián)立可得聯(lián)立可得1011nniHH結(jié)果為負值，說明齒輪結(jié)果為負值，說明齒輪1 1和轉(zhuǎn)臂和轉(zhuǎn)臂H轉(zhuǎn)向相反。轉(zhuǎn)向相反。解：周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系： （二）應(yīng)用舉例（二）應(yīng)用舉例 【例【例4 4 】在圖示輪系中，各輪齒數(shù)為在圖示輪系中，各輪齒數(shù)為 z z1 1=20,z=20,z2 2=40,z=40,z2 2=20,z=20,z3 3=30,z=30,z4 4=

17、80,=80,求求i1H。定軸輪系：定軸輪系：1 1 2 2) 1(24142zznnnnHH在周轉(zhuǎn)輪系中在周轉(zhuǎn)輪系中2040122112zznni在定軸輪系中在定軸輪系中208002HHnnn208012Hnn22 4 4H3 3（n2= =n2） 齒輪系及其設(shè)計 兩方程聯(lián)立可得兩方程聯(lián)立可得9.4311nniHH結(jié)果為正值，說明齒輪結(jié)果為正值，說明齒輪1 1和轉(zhuǎn)臂和轉(zhuǎn)臂H轉(zhuǎn)向相同。轉(zhuǎn)向相同。解 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系： 【例【例5 5 】在圖示的電動卷揚機減速器中，在圖示的電動卷揚機減速器中， 各輪齒數(shù)為各輪齒數(shù)為z z1 1=24,z=24,z2 2=52,z=52,z2 2=21,z=21,

18、z3 3=78,=78, z z3 3=18,z=18,z4 4=30,z=30,z5 5=78,=78,求求i1H。定軸輪系定軸輪系： 33 4 4 5 521247852,21323113zzzznnnniHHH在周轉(zhuǎn)輪系中在周轉(zhuǎn)輪系中1878 355 35 3zznni在定軸輪系中在定軸輪系中（n5=nH n3=n3）1 1 3 3H2=22=2 齒輪系及其設(shè)計1 1、定軸輪系傳動比：、定軸輪系傳動比：輪系傳動比公式轉(zhuǎn)向關(guān)系的判定2 2、周轉(zhuǎn)輪系傳動比：、周轉(zhuǎn)輪系傳動比：（含空間齒輪時轉(zhuǎn)向關(guān)系含空間齒輪時轉(zhuǎn)向關(guān)系） 作業(yè)：作業(yè)： 7-27-2、7-37-3、7-47-4、7-67-6、7

19、-97-9輪系傳動比公式主從動輪的確定、主從動輪的確定、式中符號的確定、式中符號的確定、轉(zhuǎn)速數(shù)值的代入轉(zhuǎn)速數(shù)值的代入3 3、復合輪系傳動比：、復合輪系傳動比：分析輪系組成分別列式、聯(lián)立求解 齒輪系及其設(shè)計3 3 輪系的功用輪系的功用實現(xiàn)較遠距離運動傳遞保證結(jié)構(gòu)緊湊實現(xiàn)較遠距離運動傳遞保證結(jié)構(gòu)緊湊實現(xiàn)大功率傳遞保證結(jié)構(gòu)緊湊實現(xiàn)大功率傳遞保證結(jié)構(gòu)緊湊實現(xiàn)分路傳動實現(xiàn)分路傳動獲得大的傳動比獲得大的傳動比實現(xiàn)變速傳動實現(xiàn)變速傳動實現(xiàn)換向運動實現(xiàn)換向運動實現(xiàn)運動的合成實現(xiàn)運動的合成實現(xiàn)運動的分解實現(xiàn)運動的分解用途 齒輪系及其設(shè)計一、實現(xiàn)較遠距離運動傳遞保證結(jié)構(gòu)緊湊一、實現(xiàn)較遠距離運動傳遞保證結(jié)構(gòu)緊湊一對

20、嚙合齒輪一對嚙合齒輪輪輪 系系 將運動從將運動從軸傳到軸傳到軸時，用輪系比用軸時，用輪系比用一對齒輪占用空間小一對齒輪占用空間小 齒輪系及其設(shè)計二、二、 實現(xiàn)大功率傳動保證結(jié)構(gòu)緊湊實現(xiàn)大功率傳動保證結(jié)構(gòu)緊湊周轉(zhuǎn)輪系用做動力傳遞時要采用多個行星輪周轉(zhuǎn)輪系用做動力傳遞時要采用多個行星輪 且均勻分布在太陽輪四周且均勻分布在太陽輪四周 齒輪系及其設(shè)計周轉(zhuǎn)輪系（行星減速器）用做動力傳遞時一般采用周轉(zhuǎn)輪系（行星減速器）用做動力傳遞時一般采用 內(nèi)嚙合齒輪以提高空間的利用率和減小行星減速器內(nèi)嚙合齒輪以提高空間的利用率和減小行星減速器 的徑向尺寸的徑向尺寸渦輪發(fā)動機減速器渦輪發(fā)動機減速器 齒輪系及其設(shè)計三、三、

21、 實現(xiàn)分路傳動實現(xiàn)分路傳動可以使一個主動軸帶動若干個從動軸同時旋轉(zhuǎn)?？梢允挂粋€主動軸帶動若干個從動軸同時旋轉(zhuǎn)。圖示為一滾齒機床的刀具與工件的分路傳動圖 齒輪系及其設(shè)計四、獲得大的傳動比四、獲得大的傳動比采用定軸輪系，齒輪和軸的增多會使機構(gòu)趨于復雜采用定軸輪系，齒輪和軸的增多會使機構(gòu)趨于復雜采用行星輪系，很少幾個齒輪可得到很大的傳動比采用行星輪系，很少幾個齒輪可得到很大的傳動比 圖示的行星輪系，圖示的行星輪系，z z1 1=100=100，z z2 2=101, =101, z z2 2=100, z=100, z3 3=99=99，其傳動比，其傳動比iH1= =？100009999100100

22、99101213231zzzznnnnHH1000011000099991 100009999111HHnnnn10000 11nniHH解： 齒輪系及其設(shè)計12345678AB五、實現(xiàn)變速傳動五、實現(xiàn)變速傳動 圖示為一汽車變速箱，四種轉(zhuǎn)速的運動傳遞路線為：第一檔第一檔 經(jīng)齒輪經(jīng)齒輪1 12 52 56 6傳至傳至軸；軸；第二檔第二檔 經(jīng)齒輪經(jīng)齒輪1 12 32 34 4傳至傳至軸軸；第三擋第三擋 經(jīng)經(jīng)離合器離合器A AB B傳至傳至軸軸；倒退擋倒退擋 經(jīng)經(jīng)齒輪齒輪1 12 72 78 86 6傳至傳至軸軸；12345678AB21345678AB12345678AB12345678AB 齒輪

23、系及其設(shè)計圖示為一利用周轉(zhuǎn)輪系來實現(xiàn)的減速器。顯然周轉(zhuǎn)輪系變速器較復雜但操縱方便，且可在運動中變速。顯然周轉(zhuǎn)輪系變速器較復雜但操縱方便，且可在運動中變速。 齒輪系及其設(shè)計六、實現(xiàn)換向運動六、實現(xiàn)換向運動可在主動軸轉(zhuǎn)向不變的條件下改變從動軸的轉(zhuǎn)向?？稍谥鲃虞S轉(zhuǎn)向不變的條件下改變從動軸的轉(zhuǎn)向。圖示為車床上走刀絲桿的三星輪換向機構(gòu)。 齒輪系及其設(shè)計七、實現(xiàn)運動的合成七、實現(xiàn)運動的合成利用差動輪系可將兩個運動合成為一個運動。利用差動輪系可將兩個運動合成為一個運動。圖示為一差動輪系，其中圖示為一差動輪系，其中z z1 1= =z z3 3nnnzznnnnHHH31133121這種輪系可作加（減）法機構(gòu)

24、這種輪系可作加（減）法機構(gòu)這種合成作用在機床這種合成作用在機床、計算機構(gòu)和補償裝置等得到廣泛應(yīng)用。計算機構(gòu)和補償裝置等得到廣泛應(yīng)用。 齒輪系及其設(shè)計八、實現(xiàn)運動的分解八、實現(xiàn)運動的分解圖示為汽車后橋的差速器nnnzznnnnHHH31133121當發(fā)動機的運動當發(fā)動機的運動n5 5已知時，已知時，Hnnzzn5454(a) 231545nnnzz 齒輪系及其設(shè)計 當汽車兩前輪拐彎時（當汽車兩前輪拐彎時（ 圖示），車身繞瞬時回轉(zhuǎn)中心圖示），車身繞瞬時回轉(zhuǎn)中心P P轉(zhuǎn)動，此時左右兩輪走過的弧長與它們至轉(zhuǎn)動，此時左右兩輪走過的弧長與它們至P P點的距離成正比，點的距離成正比，解由（解由（a) a)

25、、(b)(b)組成的方程組組成的方程組可求得兩輪胎的轉(zhuǎn)速可求得兩輪胎的轉(zhuǎn)速n1 1和和n3 3。即：即：(b) 31LrLrnn利用差動輪系還可將一個主動構(gòu)件的轉(zhuǎn)動按需要的比例分解成利用差動輪系還可將一個主動構(gòu)件的轉(zhuǎn)動按需要的比例分解成從動構(gòu)件的兩個不同的轉(zhuǎn)動從動構(gòu)件的兩個不同的轉(zhuǎn)動 齒輪系及其設(shè)計4.4.輪系設(shè)計的有關(guān)問題輪系設(shè)計的有關(guān)問題（一）輪系效率計算原則（一）輪系效率計算原則定軸輪系：定軸輪系： 根據(jù)串連或并連情況按第三章的效率計算方法計算。根據(jù)串連或并連情況按第三章的效率計算方法計算。周轉(zhuǎn)輪系：周轉(zhuǎn)輪系： 因差動輪系主要用于傳遞運動，而行星輪系多用于因差動輪系主要用于傳遞運動，而行

26、星輪系多用于傳遞動力，故常按傳遞動力，故常按“轉(zhuǎn)化輪系法轉(zhuǎn)化輪系法”計算其效率。計算其效率。一、行星輪系的效率一、行星輪系的效率 齒輪系及其設(shè)計（二）輪系效率的變化規(guī)律（二）輪系效率的變化規(guī)律i1HH1. 1. 行星輪系用于降速傳動時效率較高行星輪系用于降速傳動時效率較高, ,用于升速傳動時效率較低。用于升速傳動時效率較低。2. 2. 行星輪系升速比足夠大時，傳動效率趨于行星輪系升速比足夠大時，傳動效率趨于0 0，會出現(xiàn)自鎖。，會出現(xiàn)自鎖。3. 3. 負號機構(gòu)效率高于正號機構(gòu)。負號機構(gòu)效率高于正號機構(gòu)。 齒輪系及其設(shè)計二、行星輪系類型選擇及主要參數(shù)確定二、行星輪系類型選擇及主要參數(shù)確定1.1.

27、滿足傳動比的要求：滿足傳動比的要求：（一）類型選擇原則（一）類型選擇原則2.2.考慮機械傳動的效率：考慮機械傳動的效率： 幾個負號機構(gòu)串聯(lián)幾個負號機構(gòu)串聯(lián)或定軸輪系和負號機構(gòu)組合或定軸輪系和負號機構(gòu)組合減速比減速比i1H較小較小負號機構(gòu)負號機構(gòu)減速比則很大減速比則很大正號機構(gòu)正號機構(gòu)負號機構(gòu)負號機構(gòu)用于動力傳動用于動力傳動正號機構(gòu)正號機構(gòu)用于大速比而效率要求不高的輔助機構(gòu)用于大速比而效率要求不高的輔助機構(gòu)可獲得大傳動比及較高的效率可獲得大傳動比及較高的效率 齒輪系及其設(shè)計圖abcd負號機構(gòu) 圖efg正號機構(gòu) 齒輪系及其設(shè)計( (二二) )各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的確定各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的確定zznn

28、nnHH13311.1.傳動比條件傳動比條件行星輪系必須能實現(xiàn)給定的傳動比行星輪系必須能實現(xiàn)給定的傳動比i1HH1 1 113131HHizzzzi即兩太陽輪的齒數(shù)之比應(yīng)為傳動比減兩太陽輪的齒數(shù)之比應(yīng)為傳動比減1 齒輪系及其設(shè)計從上式可知：兩太陽輪的齒數(shù)應(yīng)同時為偶數(shù)或同時為奇數(shù)。兩太陽輪的齒數(shù)應(yīng)同時為偶數(shù)或同時為奇數(shù)。2123rrrr2.2.同心條件同心條件行星輪系的三個基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸線必須在同一直線上。行星輪系的三個基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸線必須在同一直線上。由圖示行星輪系知H22211132izzzzH即同心條件應(yīng)用若采用標準齒輪或等變位齒輪傳動時，上式變?yōu)?132rrr或：2132zzz 齒輪

29、系及其設(shè)計同心條件應(yīng)用：同心條件應(yīng)用：1223 若輪系中各輪模數(shù)相同，且均為標準齒輪標準中心距安裝，若輪系中各輪模數(shù)相同，且均為標準齒輪標準中心距安裝，當當z1、z2、z3已知時，如何求得已知時，如何求得z2？3 221rrrr3 221zzzz321 2zzzz 齒輪系及其設(shè)計若行星輪的個數(shù)為k，則各輪的齒數(shù)應(yīng)滿足均布安裝條件： N=(z1+z3)/k其中N為整數(shù)(a)(b)3 3 裝配條件裝配條件 行星輪系中行星輪的數(shù)目和行星輪系中行星輪的數(shù)目和各輪的齒數(shù)選擇必須正確，否則各輪的齒數(shù)選擇必須正確，否則就裝配不起來。就裝配不起來。即：即：兩太陽輪齒數(shù)之和應(yīng)兩太陽輪齒數(shù)之和應(yīng)為行星輪數(shù)的整數(shù)倍

30、。為行星輪數(shù)的整數(shù)倍。 齒輪系及其設(shè)計兩太陽輪的齒數(shù)之和應(yīng)為行星輪數(shù)的整數(shù)倍。兩太陽輪的齒數(shù)之和應(yīng)為行星輪數(shù)的整數(shù)倍。設(shè)行星輪個數(shù)為設(shè)行星輪個數(shù)為k k，相鄰行星輪相隔，相鄰行星輪相隔 =2/k 若固定輪3，使輪1轉(zhuǎn)過 角時行星輪剛好轉(zhuǎn)過 O2O O2= ， 與與 的關(guān)系為的關(guān)系為 ： i1H=1+z3/z1=n1/ nH= / 得得 =( 1+z3/z1) =( 1+z3/z1) 2 /k (a)如果輪如果輪1 1轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過N N個齒（個齒（N N為整數(shù)）為整數(shù)）則則 =N 2 / z1 (b)由由( (a a) ) ( (b b) ) 得：得： N=(z1+z3)/k 齒輪系及其設(shè)計式中：m

31、 m為模數(shù)； h ha a* *為齒頂高系數(shù)； k k為行星輪個數(shù)。4 4 鄰接條件鄰接條件相鄰兩行星輪齒頂圓不能相碰。相鄰兩行星輪齒頂圓不能相碰。即：中心距即：中心距O2 O2 齒頂圓半徑之和齒頂圓半徑之和da如果采用標準齒輪，則有 ： 2(r1+r2)sin(/k) 2(r2+ha*m)或或 (z1+z2) sin( /k) z2+2 ha* 齒輪系及其設(shè)計行星輪系中各輪齒數(shù)應(yīng)滿足條件：行星輪系中各輪齒數(shù)應(yīng)滿足條件：1 113Hizz傳動比條件：傳動比條件：22211132izzzzH同心條件同心條件：N=(z1+z3)/k均布安裝條件：均布安裝條件： (z1+z2) sin( /k) z

32、2+2 ha*鄰接條件鄰接條件： 齒輪系及其設(shè)計三、三、 行星輪系的均載裝置行星輪系的均載裝置 圖示a 為使太陽輪浮動；b 為使行星輪浮動。1 1 原因原因 通過浮動構(gòu)件的自動調(diào)節(jié)各行星輪上的載荷的裝置通過浮動構(gòu)件的自動調(diào)節(jié)各行星輪上的載荷的裝置均載裝置均載裝置太陽輪浮動；太陽輪浮動；行星輪浮動；行星輪浮動；行星架浮動行星架浮動幾個構(gòu)件也可同時浮動幾個構(gòu)件也可同時浮動2 類型類型 齒輪系及其設(shè)計本章小結(jié)本章小結(jié)三三、基本設(shè)計：基本設(shè)計： 行星輪系的類型選擇及設(shè)計的基本知識行星輪系的類型選擇及設(shè)計的基本知識（齒數(shù)的確定條件齒數(shù)的確定條件）作業(yè)：作業(yè)：7-27-2、7-37-3、7-47-4、7-

33、67-6、7-97-9、選作：7-157-15一一、基本概念：基本概念：輪系、定軸輪系、惰輪、周轉(zhuǎn)輪系、轉(zhuǎn)化輪系、復合輪系輪系、定軸輪系、惰輪、周轉(zhuǎn)輪系、轉(zhuǎn)化輪系、復合輪系 二二 、基本理論：基本理論： 1 1 、定軸輪系傳動比的計算、定軸輪系傳動比的計算（大小、方向大小、方向） 2 2 、周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算、周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算（列式、符號、代值列式、符號、代值） 3 3 、復合輪系傳動比的計算、復合輪系傳動比的計算（區(qū)分、列式、聯(lián)立區(qū)分、列式、聯(lián)立） 齒輪系及其設(shè)計1 輪系的類型輪系的類型2 定軸輪系傳動比計算定軸輪系傳動比計算3 周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算a)a)輪系的傳動比

34、及表示方法輪系的傳動比及表示方法b)b)嚙合齒輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的表示方法嚙合齒輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的表示方法c)c)定軸輪系傳動比的計算定軸輪系傳動比的計算d)d)定軸輪系傳動比的計算公式定軸輪系傳動比的計算公式a)a)計算思路及步驟計算思路及步驟b)b)舉例舉例* 知識拓展知識拓展* 參考文獻參考文獻導論導論a)a)周轉(zhuǎn)輪系的結(jié)構(gòu)組成周轉(zhuǎn)輪系的結(jié)構(gòu)組成b)b)周轉(zhuǎn)輪系的類型周轉(zhuǎn)輪系的類型c)c)周轉(zhuǎn)輪系的傳動比周轉(zhuǎn)輪系的傳動比d)d)轉(zhuǎn)化輪系傳動比的計算公式轉(zhuǎn)化輪系傳動比的計算公式e)e)舉例舉例4 復合輪系傳動比計算復合輪系傳動比計算5 輪系的功用輪系的功用a)a)類型選擇原則類型選擇原則b)b)考慮機械

35、傳動的效率考慮機械傳動的效率c)c)行星輪數(shù)目和齒數(shù)的確定行星輪數(shù)目和齒數(shù)的確定d)d)行星輪系的均載裝置行星輪系的均載裝置7 行星輪系類型選擇及行星輪系類型選擇及 主要參數(shù)確定主要參數(shù)確定 * 本章小結(jié)本章小結(jié) 齒輪系及其設(shè)計 1. 本章介紹了定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計問題。限于篇幅本章介紹了定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計問題。限于篇幅,對混合輪系對混合輪系的設(shè)計問題的設(shè)計問題 未予涉及?；旌陷喯蛋雌浣M成特點一般可分為由定軸輪系與周未予涉及?；旌陷喯蛋雌浣M成特點一般可分為由定軸輪系與周轉(zhuǎn)輪系串聯(lián)而成的混合輪系、由幾個不共用同一系桿的周轉(zhuǎn)輪系串聯(lián)而成轉(zhuǎn)輪系串聯(lián)而成的混合輪系、由幾個不共用同一系桿的周轉(zhuǎn)

36、輪系串聯(lián)而成的混合輪系和封閉差動輪系三大類。在討的混合輪系和封閉差動輪系三大類。在討 論了定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計論了定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計方法后，前兩類混合輪系的設(shè)計問題已基本解決。至于封方法后，前兩類混合輪系的設(shè)計問題已基本解決。至于封 閉差動輪系的設(shè)閉差動輪系的設(shè)計問題，則涉及到其特殊問題計問題，則涉及到其特殊問題-循環(huán)功率流問題。循環(huán)功率流問題。所謂所謂“循環(huán)功率流循環(huán)功率流”，指的是由于輪系的結(jié)構(gòu)型式及有關(guān)參數(shù)選擇不，指的是由于輪系的結(jié)構(gòu)型式及有關(guān)參數(shù)選擇不當當,造成有一部分功率只在輪系內(nèi)部循環(huán)而不能向外輸出的情況。這種循環(huán)造成有一部分功率只在輪系內(nèi)部循環(huán)而不能向外輸出的情況。這種

37、循環(huán)功率流將會增大功率的損耗，使輪系的效率降低。因此，在設(shè)計封閉差動功率流將會增大功率的損耗，使輪系的效率降低。因此，在設(shè)計封閉差動輪系用于動力傳遞時，必須對其給予足夠重視。關(guān)輪系用于動力傳遞時，必須對其給予足夠重視。關(guān) 于這方面的內(nèi)容，可參于這方面的內(nèi)容，可參閱閱HHMabie，CFReinholtz所著的所著的Mechanisms and Dynamics of Machinery一書（一書（New York：John Wiley&Sons，Inc，1987）。書中不）。書中不僅介紹僅介紹 了循環(huán)功率流的理論分析和計算方法，還給出了具體實例。了循環(huán)功率流的理論分析和計算方法，還給出了具體實例。 齒輪系及其設(shè)計 2. 行星傳動機構(gòu)