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第八章第八章 轮系轮系8.1 轮系的分类轮系的分类 一、一、轮系及其分类轮系及其分类 轮系：由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系轮系：由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。轮系可分为三种类型：轮系可分为三种类型：定轴轮系、周转轮系、混合轮系定轴轮系、周转轮系、混合轮系 1定轴轮系定轴轮系 传动时每个齿轮的几何轴线相对于机架都是固传动时每个齿轮的几何轴线相对于机架都是固定的，这种轮系称为定的，这种轮系称为定轴轮系定轴轮系。2143定轴轮系定轴轮系定定 轴轴 轮轮 系系 2周转轮系周转轮系 轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置不固轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕某一固定轴线回转，则称该轮系为定，而是绕某一固定轴线回转，则称该轮系为周周转轮系转轮系。差动轮系差动轮系行星轮系行星轮系 按照自由度数目的不同，周转轮系可分为：按照自由度数目的不同，周转轮系可分为：系杆系杆 中心轮中心轮（主动）（主动）行星轮行星轮行星轮行星轮系杆系杆 中心轮中心轮（主动）（主动）差动轮系差动轮系差动轮系差动轮系：n=4,PL=4,PH=2,F=3n-2PL PH=2行星轮行星轮系杆系杆 中心轮中心轮（主动）（主动）中心轮中心轮（固定）（固定）行星轮系行星轮系行星轮系行星轮系：n=3,PL=3,PH=2,F=3n-2 PL PH=1差动轮系差动轮系行星轮系行星轮系两个中心轮都能转动，轮系的自由度为两个中心轮都能转动，轮系的自由度为2，即具有，即具有二个独立运动，这样的周转轮系称为二个独立运动，这样的周转轮系称为差动轮系差动轮系。若只有一个中心轮能转动，轮系的自由度为若只有一个中心轮能转动，轮系的自由度为1，即，即只需一个原动件，这样的周转轮系称为只需一个原动件，这样的周转轮系称为行星轮系行星轮系。周转轮系周转轮系行星轮行星轮系系 杆杆 中心轮中心轮 3.混合轮系混合轮系 既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分。既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分。或者是由几个周转轮系组成的，这种复杂轮或者是由几个周转轮系组成的，这种复杂轮系称为系称为混合轮系混合轮系，又称为，又称为复合轮系复合轮系。1实现相距较远的两轴之间的传动实现相距较远的两轴之间的传动二、轮系的应用二、轮系的应用 2实现分路传动实现分路传动滚齿机上实现轮坯与滚刀范成运动的传动简图滚齿机上实现轮坯与滚刀范成运动的传动简图 3实现变速、变向传动实现变速、变向传动变速轮系机构变速轮系机构换向轮系机构换向轮系机构4实现大传动比实现大传动比5实现运动的合成与分解实现运动的合成与分解运动的合成运动的合成齿轮齿轮1和齿轮和齿轮3分别独分别独立输入转速立输入转速n1、n3，可合成输出构件可合成输出构件H的的转速转速 。合成运动合成运动是将两个输入运动合为一个输出运是将两个输入运动合为一个输出运动；动；分解运动分解运动是将一个输入运动分解为两个输出是将一个输入运动分解为两个输出运动。运动。合成运动和分解运动都可用差动轮系实现。合成运动和分解运动都可用差动轮系实现。6实现大功率的传递实现大功率的传递7实现复杂的旋轮线轨迹实现复杂的旋轮线轨迹教学幻灯片演示教学幻灯片演示 8.2 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比 在轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或在轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比称为转速）之比称为轮系的传动比轮系的传动比。计算轮系传动比不仅要计算其数值，还要计算轮系传动比不仅要计算其数值，还要确定其相对转动方向。确定其相对转动方向。一对圆柱齿轮传动，其传动比：一对圆柱齿轮传动，其传动比：式中负号表示式中负号表示外啮合外啮合，正号表示，正号表示内啮合内啮合。传动比的计算传动比的计算 定轴轮系传动比的数值等于组成该轮系的各对定轴轮系传动比的数值等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对齿轮中所有各对齿轮中所有从动轮齿数的乘积与所有主动轮齿数乘积之比从动轮齿数的乘积与所有主动轮齿数乘积之比。传传动比的正负取决于动比的正负取决于外啮合外啮合的齿轮的对数。的齿轮的对数。一般定轴轮系的传动比计算公式为：一般定轴轮系的传动比计算公式为：u若轮系中若轮系中含有锥齿轮、螺旋齿轮和蜗杆传含有锥齿轮、螺旋齿轮和蜗杆传 动等组成空间定轴轮系，其大小可用上式动等组成空间定轴轮系，其大小可用上式 计算，但方向要用箭头标注。计算，但方向要用箭头标注。m表示外啮合表示外啮合的齿轮的对数。的齿轮的对数。首末两轴线平行的定轴轮系首末两轴线平行的定轴轮系例例8.1 图所示的轮系中，设蜗杆图所示的轮系中，设蜗杆1为右旋，转向为右旋，转向如图所示，如图所示，z1=2，z2=40，=18，z3=36，=20，z z4 4=40=40，=18=18，z z5 5=45=45。若蜗杆转速。若蜗杆转速n1=1000rmin，求内齿轮，求内齿轮5的的转速转速n5和转向。和转向。解解：轮系传动比的大小轮系传动比的大小 蜗蜗杆杆轴轴的的转转向向n1是是给给定定的的，按按传传动动系系统统路路线线依依次次用用箭箭头头标标出出各各级级传传动动的的转转向向，最后获得最后获得n5的转向。的转向。所以，所以，8.3 周转轮系的传动比周转轮系的传动比中心轮（太阳轮）中心轮（太阳轮）：轴线位置固定的齿轮。：轴线位置固定的齿轮。周转轮系周转轮系是由行星轮、中心轮和系杆组成的。是由行星轮、中心轮和系杆组成的。当周转轮系的系杆固定不动时，即成为当周转轮系的系杆固定不动时，即成为定轴轮系定轴轮系。一、一、周转轮系的组成周转轮系的组成行星轮行星轮：轴线位置变动的齿轮。：轴线位置变动的齿轮。系杆系杆H：支承行星轮自转的构件。：支承行星轮自转的构件。系系 杆杆 中心轮中心轮（主动）（主动）行星轮行星轮二、周转轮系的传动比计算二、周转轮系的传动比计算该周转轮系转化为该周转轮系转化为定轴轮系，该定轴定轴轮系，该定轴轮系称为原周转轮轮系称为原周转轮系的系的“转化轮系转化轮系”。一般公式，设一般公式，设 和和 为轮系中任意两个齿轮为轮系中任意两个齿轮A和和B的的转速，转速，为行星架为行星架H的转速的转速 在转化机构中齿轮在转化机构中齿轮1对齿轮对齿轮3的传动比为的传动比为:注意：注意：1此式只适用于单一周转轮系中齿轮此式只适用于单一周转轮系中齿轮 A、B和转臂和转臂 H轴线平行的场合。轴线平行的场合。2代入上式时，代入上式时，nA、nB、nH值都应带有自己值都应带有自己的正负符号，设定某一转向为正，则与其相反的正负符号，设定某一转向为正，则与其相反的方向为负。的方向为负。3上式如用由锥齿轮组成的单一周转轮系，上式如用由锥齿轮组成的单一周转轮系，转化轮系的传动比的正负号（转化轮系的传动比的正负号（-l）m不再适用，不再适用，此时必须用标注箭头的方法确定。此时必须用标注箭头的方法确定。周转轮系传动比的计算方法（转化机构法）周转轮系传动比的计算方法（转化机构法）周转轮系周转轮系 定轴轮系定轴轮系 （转化机构）（转化机构）定轴轮系传动定轴轮系传动比计算公式比计算公式求解周转轮系求解周转轮系的传动比的传动比反转法反转法解：解：例例8.2 如如图图所所示示行行星星轮轮系系中中，已已知知各各轮轮的的齿齿数数为为z1100，z2101，100，z399，求求传传动比动比iH1。解得解得 i1Hn1/nH=1/10000因此因此 iH1nH/n1=10000 8.4 混合轮系的传动比混合轮系的传动比 求解混合轮系的传动比，首先必须正确求解混合轮系的传动比，首先必须正确地把混合轮系划分为定轴轮系与各个单一地把混合轮系划分为定轴轮系与各个单一的周转轮系，并分别列出它们的传动比计的周转轮系，并分别列出它们的传动比计算公式，找出其相互联系，然后联立求解。算公式，找出其相互联系，然后联立求解。例例 8.3 如图所示的轮系中，各轮的齿数为如图所示的轮系中，各轮的齿数为:z1=99,z2=100,z3=100,，z4=36,，z5=28。A轴的转速轴的转速nA=1000r/min,转向如图转向如图,求求B轴的转速轴的转速nB。解解：齿轮：齿轮1、2-2、3和和H组成的单一周转轮系组成的单一周转轮系 的转化轮系传动比为：的转化轮系传动比为：3、4-4、5组成定轴轮系，其传动比为：组成定轴轮系，其传动比为：8.5 特殊行星传动简介特殊行星传动简介 一、渐开线少齿差行星传动一、渐开线少齿差行星传动中心轮中心轮行星轮行星轮3 等角速比输出机构等角速比输出机构VK等角速比机构等角速比机构少齿差减速器少齿差减速器通过它的转化轮系，可求得传动比通过它的转化轮系，可求得传动比两轮齿数差越少，传动比越大。通常齿数差为两轮齿数差越少，传动比越大。通常齿数差为14。当齿数差为。当齿数差为1时，时，称为一齿差行星传动，这时传动比有最大值。称为一齿差行星传动，这时传动比有最大值。从而从而解得解得即即主要优点主要优点：传动比大，结构紧凑，体积小，加工容易，：传动比大，结构紧凑，体积小，加工容易，效率高。效率高。主要缺点主要缺点：同时啮合的齿数少，承载能力较低，设计时：同时啮合的齿数少，承载能力较低，设计时 需要复杂的变位计算。需要复杂的变位计算。二、摆线针轮行星传动二、摆线针轮行星传动摆线针轮行星传动摆线针轮行星传动的工作原理、输出机构与渐开线少齿差的工作原理、输出机构与渐开线少齿差行星传动基本相同，其结构上的差别在于行星轮行星传动基本相同，其结构上的差别在于行星轮2改为改为延长延长外摆线的等距曲线作齿廓外摆线的等距曲线作齿廓称为称为摆线轮摆线轮；用针棒代替中心轮；用针棒代替中心轮1的轮齿，称为的轮齿，称为针轮针轮。主要优点主要优点：同时啮合的齿数较多，其承载能力、使用寿：同时啮合的齿数较多，其承载能力、使用寿 命及平稳性均比少齿差渐开线行星传动高。命及平稳性均比少齿差渐开线行星传动高。主要缺点主要缺点：对中心距误差要求严格，摆线轮的制造需用：对中心距误差要求严格，摆线轮的制造需用 专用的加工设备。专用的加工设备。三、谐波齿轮传动三、谐波齿轮传动（利用行星轮的弹性变形实现传动的少（利用行星轮的弹性变形实现传动的少齿差行星齿轮传动）齿差行星齿轮传动）传动比传动比 为为主要优点主要优点：传动比大，单级传动比最大可达传动比大，单级传动比最大可达500500；结构简单，零件数目少，体积和质量小。结构简单，零件数目少，体积和质量小。齿与齿之间是面接触，同时啮合的齿数多，承齿与齿之间是面接触，同时啮合的齿数多，承 载能力高，传动平稳，无冲击。载能力高，传动平稳，无冲击。主要缺点主要缺点：柔轮周期性变形，易发热和疲劳损坏，对柔轮的：柔轮周期性变形，易发热和疲劳损坏，对柔轮的 材料性能、加工精度和热处理等要求很高。材料性能、加工精度和热处理等要求很高。p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后谢谢你的到来学习并没有结束，希望大家继续努力Learning Is Not Over.I Hope You Will Continue To Work Hard演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
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