輪系模具專(zhuān)業(yè)

第18章輪系

本章教學(xué)及能力培養(yǎng)目標(biāo)：1、了解輪系的分類(lèi)和應(yīng)用，

2、會(huì)分析定軸輪系，周轉(zhuǎn)輪系的組成3、掌握輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法和方向判定；重點(diǎn)：輪系簡(jiǎn)圖的識(shí)別，輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法和方向判定；難點(diǎn)：周轉(zhuǎn)輪系、復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算、蝸輪方向判定；第12章輪系任務(wù)一：識(shí)別定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系一、輪系的類(lèi)型1、輪系——由多對(duì)齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系分類(lèi)平面定軸輪系空間定軸輪系差動(dòng)輪系行星輪系定軸輪系定軸輪系。在傳動(dòng)時(shí)所有齒輪的回轉(zhuǎn)軸線固定不變的輪系，稱(chēng)為輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果至少有一個(gè)齒輪的軸線繞另一齒輪軸線回轉(zhuǎn)的齒輪系為周轉(zhuǎn)輪系

組成

①中心輪（太陽(yáng)輪）1、3②行星輪2③系桿H（也稱(chēng)行星架）周轉(zhuǎn)輪系分行星輪系和差動(dòng)輪系。

行星輪系差動(dòng)輪系任務(wù)二：識(shí)別齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，判別輪系類(lèi)型齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖試作出下圖運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖任務(wù)三：掌握定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算1、輪系的傳動(dòng)比：輪系中首、末兩輪的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比。傳動(dòng)比計(jì)算包含兩項(xiàng)內(nèi)容

①確定傳動(dòng)比的大小數(shù)值②確定首、末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系

當(dāng)首輪用“1”，末輪用“k”表示時(shí)，如何表示？二、定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算回顧一對(duì)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比公式無(wú)論是圓柱齒輪、圓錐齒輪、蝸桿蝸輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比均可用下式表示：二定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算已知各輪齒數(shù)，且齒輪1為主動(dòng)輪（首輪），齒輪5為從動(dòng)輪（末輪），則該輪系的總傳動(dòng)比為多少？

：定軸輪系的傳動(dòng)比為組成該輪系的各對(duì)嚙合齒輪傳動(dòng)比的連乘積，其大小等于各對(duì)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，即結(jié)論

例中的齒輪4既是前一級(jí)的從動(dòng)輪，又是后一級(jí)的主動(dòng)輪，其齒數(shù)對(duì)輪系傳動(dòng)比的大小沒(méi)有影響，但可以改變齒輪轉(zhuǎn)向，這種齒輪稱(chēng)為惰輪。i1K=ω1/ωK=----------------------------------------------------------------------輪1至K中所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積輪1至K中所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積計(jì)算傳動(dòng)比大小2、首、末輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定用標(biāo)注箭頭法確定。具體步驟如下：在運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖上依次用箭頭依傳動(dòng)順序逐一標(biāo)出各輪轉(zhuǎn)向，若首、末兩輪軸線互相平行方向相反，則在傳動(dòng)比計(jì)算結(jié)果中加上“－”號(hào)。1）、首、末兩輪的軸線互相平行2)、首、末兩輪的軸線不平行平面輪系(只有圓柱齒輪時(shí))，例：若已知圖中各輪齒數(shù)，計(jì)算定軸輪系傳動(dòng)比。A:m對(duì)外嚙合齒輪；（-1）m來(lái)判斷首輪和末輪轉(zhuǎn)向關(guān)系B:畫(huà)箭頭的方法判斷課堂練習(xí):Z1=z2=z3’=z4=20Z3=Z5=60,求輪系傳動(dòng)比?；仡櫍嚎臻g齒輪轉(zhuǎn)向判別空間輪系(有錐齒輪或蝸桿傳動(dòng)時(shí))用畫(huà)箭頭的方法判斷其轉(zhuǎn)向關(guān)系計(jì)算傳動(dòng)比

3.輪系中首、末兩輪幾何軸線不平行

如圖所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)，齒輪1為主動(dòng)輪，求傳動(dòng)比。例題習(xí)題訓(xùn)練已知z1=15，z2=25,z2‘=z4=14，z3=24，z4’=20，z5=24，z6=40,z7=2,z8=60,若n1=800r/min,求傳動(dòng)比i18及蝸輪8的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向.解:在圖中畫(huà)出表示各輪轉(zhuǎn)向的箭頭課堂訓(xùn)練：：Z1=1，Z2=40，Z2’=16，Z3=31，Z3’=20，Z4=16，Z4’=16，Z5=48，n1=960r/min,求輪5的轉(zhuǎn)速，并指明其轉(zhuǎn)向。課堂練習(xí)：：求傳動(dòng)比i15.指出重物提升時(shí)的手柄轉(zhuǎn)向,當(dāng)手柄轉(zhuǎn)5圈時(shí),重物上升多少?,鼓輪直徑60mmZ1=72,Z2=12,Z3=64,Z4=8,Z5=60,Z6=8,Z7=60,Z8=6,Z9=8,Z10=24,Z11=6,Z12=24求秒針與分針的傳動(dòng)比ism，分針與時(shí)針的傳動(dòng)比imH。定軸輪系末端為移動(dòng)件磨床砂輪架進(jìn)給機(jī)構(gòu)末端為螺旋傳動(dòng)，絲杠每回轉(zhuǎn)一周時(shí)，螺母移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程，已知z1=28,z2=56,z3=38,z4=57,絲桿Tr50×3.手輪回轉(zhuǎn)n1=50rpm，計(jì)算手輪回轉(zhuǎn)一周時(shí)，砂輪架的移動(dòng)距離。定軸輪系末端為齒條傳動(dòng)的移動(dòng)速度計(jì)算n1=40rpm，齒輪5的齒數(shù)為12，m5=3mm計(jì)算手輪回轉(zhuǎn)一周時(shí)，齒條的移動(dòng)距離和方向。任務(wù)四掌握機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖中滑移齒輪的識(shí)別，會(huì)計(jì)算齒輪變速機(jī)構(gòu)中的變速級(jí)數(shù)和各級(jí)速度?；讫X輪傳動(dòng)問(wèn)圖中帶輪有多少種（級(jí)）轉(zhuǎn)速，各種（級(jí)）轉(zhuǎn)速有哪些？歸納總結(jié)：1、若各輪軸線不平行（輪系中有錐齒輪或蝸桿傳動(dòng)）時(shí)，用畫(huà)箭頭的方法判斷其轉(zhuǎn)向關(guān)系。2：若各輪軸線平行時(shí)，傳動(dòng)比加+-號(hào)，或用畫(huà)箭頭的方法判斷其轉(zhuǎn)向關(guān)系。任務(wù)五：掌握周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算三、周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算1、組成定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的根本區(qū)別在于：周轉(zhuǎn)輪系中存在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的行星架，因此行星輪的運(yùn)動(dòng)既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)?；舅悸罚合鄬?duì)運(yùn)動(dòng)原理，整個(gè)輪系加-nH，各構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變周轉(zhuǎn)輪系假想的定軸輪系稱(chēng)為周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系假想固定行星架

2、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算H321OO2HH1323H12O1OHO3O2312O1O3O2HOO23213H2H1HH321在轉(zhuǎn)化輪系中的轉(zhuǎn)速(相對(duì)于行星架H的轉(zhuǎn)速)原有轉(zhuǎn)速構(gòu)件代號(hào)周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化前后各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速n1Hn1nHn2Hn2nHn3Hn3nHnHHnHnH=0n1n3n2nH轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，行星架H的轉(zhuǎn)速為0，則轉(zhuǎn)化為定軸輪系，利用定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法，可列出轉(zhuǎn)化輪系中任意兩個(gè)齒輪的傳動(dòng)比。

1，3輪的傳動(dòng)比為：“”號(hào)表示轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒輪1和齒輪3轉(zhuǎn)向相反周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算轉(zhuǎn)化輪系中各對(duì)嚙合齒輪中從動(dòng)齒輪齒數(shù)連乘積i1K=H轉(zhuǎn)化輪系中任意兩個(gè)齒輪的傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)化輪系中各對(duì)嚙合齒輪中主動(dòng)齒輪齒數(shù)連乘積n1HnKHn1nHnknH（-1）mm為外嚙合齒輪對(duì)數(shù)，-表示兩輪轉(zhuǎn)向反定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算公式

是轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中1輪主動(dòng)、k輪從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比，其大小和符號(hào)完全按定軸輪系處理。

注意事項(xiàng)

⑵齒數(shù)比前的正負(fù)號(hào)由轉(zhuǎn)化后的定軸輪系判別。

“”、“”號(hào)不僅表明在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒輪1和齒輪k的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到行星輪系傳動(dòng)比的大小和正負(fù)號(hào)。⑶n1、

nk和nH是周轉(zhuǎn)輪系中各基本構(gòu)件的真實(shí)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速n1nKnH帶入公式計(jì)算時(shí)要帶上+-號(hào),當(dāng)假設(shè)某輪為+時(shí),其余構(gòu)件轉(zhuǎn)向與之相反的以-號(hào)帶入,未知的轉(zhuǎn)向由計(jì)算結(jié)果的正負(fù)號(hào)來(lái)判別

（4）本公式適合于齒輪與行星架軸線平行的計(jì)算i1KH⑴練習(xí)：z150，z230，z220，z3100求輪系傳動(dòng)比練習(xí)圖示輪系，已知z115，z225，z220，z360，n1200rmin，n350rmin，試求系桿H的轉(zhuǎn)速nH的大小和方向，n1、n3轉(zhuǎn)向相反。3H122解：n1、n3轉(zhuǎn)向相反,所以一個(gè)帶入正值，一個(gè)帶入負(fù)值，現(xiàn)取n1為正，n3為負(fù)代入求出：

nH=-8.33rpm負(fù)號(hào)表示行星架與齒輪1轉(zhuǎn)向相反，與n3轉(zhuǎn)向相同。課堂練習(xí)z150，z230，z220，z3100，n1150rmin，n3300rmin，分別計(jì)算輪1和3轉(zhuǎn)向相同和相反時(shí)的nH,3H122行星輪系傳動(dòng)比計(jì)算小結(jié)任務(wù)六：掌握復(fù)合輪系的拆分方法，會(huì)計(jì)算傳動(dòng)比定軸輪系、行星輪系、復(fù)合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算單元能力培養(yǎng)要求:會(huì)分析復(fù)合輪系，能夠計(jì)算復(fù)合輪系的傳動(dòng)比本節(jié)知識(shí)點(diǎn)掌握：復(fù)合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算難點(diǎn):區(qū)分定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系

四.復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算如何判斷行星輪系？回顧:定軸輪系和行星輪系行星輪系定軸輪系注意:首末兩輪軸線平行時(shí),傳動(dòng)比前加符號(hào),負(fù)號(hào)表示首末兩輪轉(zhuǎn)向相反1.定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算2.行星輪系傳動(dòng)比計(jì)算注意:①齒數(shù)比前的正負(fù)號(hào)由轉(zhuǎn)化的定軸輪系判別②轉(zhuǎn)速n1nKnH帶入公式計(jì)算時(shí)要帶上+-號(hào),當(dāng)假設(shè)某輪為+時(shí),轉(zhuǎn)向與之相反的-號(hào)帶入,未知的轉(zhuǎn)向由計(jì)算結(jié)果的正負(fù)號(hào)來(lái)判別,計(jì)算結(jié)果負(fù)表示與假設(shè)為+的齒輪轉(zhuǎn)向相反輸入件H對(duì)輸出件1的傳動(dòng)比iH1差動(dòng)輪系行星輪系兩個(gè)輸入圓錐齒輪組成的空間周轉(zhuǎn)輪系四、混合輪系在實(shí)際應(yīng)用中，有的輪系既包含定軸輪系又包含行星輪系，或者有的輪系由幾個(gè)行星輪系組合而成，這種輪系稱(chēng)為混合輪系。簡(jiǎn)圖定軸輪系+周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系+周轉(zhuǎn)輪系3H45O1O21H123O4H25O6思考：那么在混合輪系中該如何計(jì)算傳動(dòng)比？已知該混合輪中,Z1=20,Z2=40,Z2‘=20Z3=30,Z4=80n1=250r/min,求傳動(dòng)比i1H及系桿H的轉(zhuǎn)速行星輪系可得n2’=n2=n1/2定軸輪系2）分別列出定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算式3）找出定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系部分之間的聯(lián)接軸，將各計(jì)算式聯(lián)立求解1）將混合輪系正確拆分為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系部分?？偨Y(jié)復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算步驟：判斷行星輪系的方法？1.找行星輪,支持行星輪的構(gòu)件為系桿2.與行星輪嚙合的齒輪為太陽(yáng)輪,3.行星輪、系桿、太陽(yáng)輪組成行星輪系思考：正確劃分輪系的關(guān)鍵是什么？要點(diǎn)：正確劃分輪系，關(guān)鍵是找周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系的特點(diǎn)是具有行星輪和行星架，所以通常一個(gè)行星架對(duì)應(yīng)一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系。判斷下圖輪系是復(fù)合輪系嗎？輪系簡(jiǎn)圖例：劃分輪系，計(jì)算傳動(dòng)比i1H,Z1=20,Z2=24,Z2‘=18，Z3=24,Z3‘=25，Z4=30，Z5=501、劃分基本輪系由齒輪1-2-2‘-3組成定軸輪系由齒輪3’-4-4‘-5組成行星輪系2、計(jì)算各基本輪系傳動(dòng)比1）定軸輪系：2）行星輪系：3、找出基本輪系之間的聯(lián)接關(guān)系，將各計(jì)算式聯(lián)立求解練習(xí)：已知各輪齒數(shù)，求傳動(dòng)比i1H1、分析輪系的組成1，2，2'，3——定軸輪系1‘，4，3’，H——行星輪系2、分別寫(xiě)出各輪系的傳動(dòng)比定軸輪系：行星輪系：3、找出輪系之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系4、聯(lián)立求解：習(xí)題：圖示輪系中，各輪模數(shù)和壓力角均相同，都是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，各輪齒數(shù)為,Z1=23，Z2=51，Z3=92，Z3’=40，Z4=40，Z4‘=17，Z5=33，n1=1500r/min轉(zhuǎn)向如圖示。試求齒輪2'的齒數(shù)Z2'及的nA大小和方向。提示:先利用標(biāo)準(zhǔn)齒輪中心距公式計(jì)算出齒數(shù)Z2’分析輪系,拆分成1,2,2’,3,H和3’4,4’,5,H兩個(gè)行星輪系:兩個(gè)基本輪系間聯(lián)接關(guān)系:nH=Na分別列出基本輪系傳動(dòng)比計(jì)算式,聯(lián)立求解nH=nA=54.47r/min五、輪系的功能1、實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng)2、實(shí)現(xiàn)變速、變向傳動(dòng)3、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解4、遠(yuǎn)距離傳動(dòng)5、分路傳動(dòng)：

例1圖示輪系，已知z1100，z2101，z2100，z399，求傳動(dòng)比iH1。又若z3100，其它各輪齒數(shù)不變，iH1又為多少？3H122實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng)實(shí)