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1、11-1 齿轮系及其分类 11-2 定轴轮系的传动比 11-3 周转轮系的传动比 11-4 复合轮系的传动比 11-8 其他新型行星齿轮传动简介 11-7 行星轮系的类型选择及设计的基本知识 第11章 齿轮系及其设计 11-5 轮系的功用 11-6 行星轮系的效率 轮系：用一系列相互啮合的齿轮将主动轴和从动轴连 接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。 轮系应用举例 导弹发射快速反应装置 11-1 齿轮系及其分类 汽车后轮中的传动机构 1 2 3 4 5 应用1 应用2 轮系 定轴轮系 所有齿轮几何轴线位置固定 空间定轴轮系 平面定轴轮系 周转轮系 某些齿轮几何轴线有 公转运动 行星轮系(F1)
2、 差动轮系(F2) 复合轮系 由定轴轮系、周 转轮系组合而成 根据轮系运转时，各个齿轮的轴线相对于机架的位置是否都是 固定的，将轮系分为： 平面定轴轮系空间定轴轮系 输入 输出 输出 （1）定轴轮系 所有齿轮几何轴线位置固定。 平面定轴轮系 3 1 2 空间定轴轮系 1 3 2 3 4 4 5 （2）周转轮系 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，则称该轮系为周转轮系。 (mvi) 周转轮系 基本构件 行星轮 2 行星架（系杆、转臂） H 中心轮（太阳轮） 1、3 机架 周转轮系 周转轮系的组成 F=1 （有一个中心轮作了机架） F=2 （中心轮都是转动的） H
3、 1 2 3 o1 1 2 o2 H 3 中心轮 行星轮 转臂 差动轮系 按自由度的数目分类 行星轮系 3 2 1 3 4 1 2 3 44 2 1 行星轮系：自由度F1的周转轮系。 差动轮系 行星轮系 中心轮是转动，还是固定？ 差动轮系：自由度F2的周转轮系。 双排2KH 型单排2KH 型 根据基本构件不同分类 2KH 型 3K 型 KH V型 3K 型 周转轮系 定轴轮系 4 3 5 H 1 2 6 1 2 3 H1 4 5 H2 周转轮系2 周转轮系1 复合轮系1 复合轮系2 （3）复合轮系 由基本周转轮系与定轴轮系或者由几个周转轮系组成的轮 系，称为混合轮系。 轮系运转时，如果各齿轮轴
4、线的位置都固定不动，则称之为 定轴轮系（或称为普通轮系）。 3 1 2 4 (mvi) 11-2 定轴轮系的传动比 多级定轴轮系 轮系传动比的计算，包括确定iij的大小和输入轴与输出 轴转向关系。 定义 轮系输入轴的角速度(或转速)与输出轴的角速 度(或转速)之比，称为轮系的传动比，常用iij表示，即 1. 传动比大小的计算 齿轮1为主动轮，齿轮5为从动轮 惰轮 结论 定轴轮系的传动比 所有从动轮齿数的连乘积 所有主动轮齿数的连乘积 齿轮1为主动轮，齿轮5为从动轮 1 3 2 3 4 4 5 （1）.平面定轴轮系（各齿轮轴线相互平行 ） 惰轮 2.首、末轮转向关系的确定 法一：当轮系的主、从动
5、轮轴 线平行时，内啮合时两者转向相同 用“”号表示；外啮合时两者转向 相反，用“”号表示。 1 2 3 3 4 4 5 法二：用画箭头的方法确定 w1 w5 (mvi) 定轴轮系 （2）.轮系中的齿轮的几何轴线不平行 锥齿轮方向：相对或相背 蜗轮蜗杆：当交错角90时，蜗轮蜗杆 旋向相同，主动轮，左旋用左手，右旋 用右手，四指为旋转方向，大拇指的反 向是啮合点处从动轮运动方向。 定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是 输入、输出轮的轴线相互平行的情况 传动比方向判断：画箭头 表示：在传动比大小前加正负号 输入、输出轮的轴线不平行的情况 传动比方向判断 表示 画箭头 1 2 3 3 4 4 5 定轴
6、轮系的传动比 转向： 法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况） 画箭头法（适合任何定轴轮系） 结果表示： （输入、输出轴平行） 图中画箭头表示（其它情况） 大小： 结论： 轮系传动比等于各级齿轮传动比的连乘积； = i12 i23 i34 i45 w2 w2 w3 w3 w4 w4 i15 = w1 w5 z2 z1 (- ) z3 z2 (+ ) z4 z3 (- ) z5 z4 (- ) = z3 z4 z5 =(-1)3 z1 z3 z4 定义用 imn =(-1)m 所有从动轮齿数连乘积 所有主动轮齿数连乘积 同时与两个齿轮啮合的齿轮称为惰轮，在计算式中不出现，其作 用表现为：m.结构要求
7、；n.改变转向； 空间定轴轮系转向用箭头方式确定。 其中：m,n 分别为主动轮和从动轮；m 为外啮合齿轮的对数。 计算式为 给整个周转轮系加一个与系杆H的角速度 大小相等、方向相反的公共角速度H -wH 2 1 3 H 1 2 3 H 0 0 w1 wH w2 w3 2 1 3 H 1 2 3 H 0 0 wH1 wH2 wH3 转化轮系 11-3 周转轮系的传动比 差动 轮系 转换 轮系 构件名称 原周转轮系中 的角速度 转化轮系中各 构件的角速度 wHH =wH - wH =0 注意：在转化机构中系杆H 变成了机架。 给整个周转轮系加一个与系杆H的角速度 大小相等、方向相反的公共角速度H
8、-wH 2 1 3 H 1 2 3 H 0 0 w1 wH w2 w3 2 1 3 H 1 2 3 H 0 0 wH1 wH2 wH3 转化轮系 wH1 =w1- wH wH2 =w2- wH w w1 w2 w3wH3 =w3- wH 系杆 中心轮 中心轮 3 行星轮 2 “转化机构”经加上附加转动后所得的机构称为原来周转轮 系的转化机构。 计算该转化机构（定轴轮系）的传动比： 2 1 3 H 1 2 3 H 0 0 wH1 wH2 wH3 转化轮系 iH = 13 w1H w3Hw3- wH = w1- wH z2 z1 (- ) z3 z2 (+ )= z3 z1 (- )= 推论：周转
9、轮系传动比计算式为 iH = mn wmH wnHwn- wH = wm- wH (-1)r f(z)= 说明： r为转化轮系中外啮合齿轮对数； f(z)为转化轮系中由m传递至n的用齿数表示的传动比计 算式; 对于差动轮系，若已知两个原动件值，则可求出另一构 件值；若已知一原动件值，可求出另两构件的传动比值； 对于差动轮系，原动件角速度有符号，需正确带入； 2 1 3 H 1 2 3 H 0 0 wH1 wH2 wH3 转化轮系 iH = mn wmH wnHwn- wH = wm- wH (-1)n f(z)= 对于行星轮系，因其中必有一中心轮固定，假设中心轮 3固定，于是有： iH = 1
10、3 w1H w3H 0- wH = w1- wH z3 z1 (- )= 0 - wH / wH w1 / wH - wH / wH z3 z1 (- )= - 1 i1H - 1 z3 z1 (- )= = iH 13 i1H =1-iH 13 imH =1-iH mn 推论： 例1 例1 例2 ：z1=48, z2=42，z2=18, z3=21，n1=100r/min，n3= 80 r/min，方向如图所示。求： nH 2 H 2 3 1 例3 ：z1=28，z2=18， z2=24，z3=70 求： i1H 1、计算复合轮系传动比的正确方法是： （1）正确区分基本轮系 （2）分别列出各
11、基本轮系传动比的方程式 （3）找出各基本轮系之间的联系 （4）将各基本轮系传动比方程式联立求解 11-4 复合轮系的传动比 2、从复合轮系中找定轴轮系和周转轮系的方法： 找定轴轮系的方法是： 如果一系列互相啮合的齿轮的几何轴线都是不动的 ，那么这些齿轮和机架便组成一个定轴轮系。 找周转轮系的方法是： a.先找行星轮; b.再找系杆，有几个系杆就有几个周转轮系; c.再找中心轮；那么这些行星轮、中心轮、行星架及 机架便组成一个周转轮系。 例2 例4：在图示混合轮系中，已知各轮的齿数。求i14 。 解： 4 3 5 H 2 1 w2 = wH （3） 对于定轴轮系： 对于行星轮系： 分析左边为定轴
12、轮系，右边为周转轮系。 左右两边轮系的关系： 例5已知图示的轮系中各齿轮的齿数为Z1= Z3=15 ，Z2= 60，Z2= Z3, =20，Z4= 65， 试求轮系的传动比i1H 解：右边定轴轮系： 左边行星轮系： 两个轮系的关系 混合轮系的传动比 例6：z1=20，z2=30， z2=20， z3=40， z4=45， z4=44， z5=81， z6=80 求： i16 1 2 2 3 4 4 56 H 解：左边定轴轮系： 右边行星轮系： 两个轮系的关系 混合轮系的传动比 例7如图所示的轮系中，已知蜗杆1为单头右旋蜗杆，转向如图， 转速n1=1500r/min，各轮齿数分别为z2=50，z
13、2=z3=30， z3=z4=z5=20，z4=40，z5=15，z6=60，求nH的大小及方向。 解：左边定轴轮系： 右边行星轮系： 两个轮系的关系 由（1）（2）（3）得方向向下 1实现分路传动 1 2 3 45 6 7 8 9 n m 齿坯 右旋单头蜗杆 单头滚刀 11-5 轮系的功用 2. 实现大传动比传动 1 2 3 46 5 7 8 x y n1n3 3. 实现变速传动 4.实现换向传动 5.实现运动的合成 6.实现运动的分解 7.实现结构紧凑的大功率传动 2.行星轮系中各轮齿数的确定 （1）尽可能近似地实现给定的传动比 11-7 行星轮系的类型选择及设计的基本知识 3 H 2 1 （2）. 满足同心条件 （3）. 满足均布条件 两中心轮的齿数和为行星轮数的整数倍 （4）. 满足邻接条件 相邻两个行星轮的齿顶圆不得相交。 配齿公式 补1 计算图示轮系的传动比i1H。已知各轮齿数 z1=20, z2=34, z3=18, z4=36, z5=78, z6=z7=26。 4 3 2 H 2 1 补2 计算图示轮系的传动比i1H。已知各轮齿数 z1=20, z2=40, z2=20, z3=30, z4=80. 5 4 3 2 1 H 3 补3 计算图示轮系的传动比i15。已知各轮齿数 z1=22, z3=88, z3=z5.
