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1、模块8 轮 系,【学习目标】 1.知道轮系的特点、分类和应用场合。 2.会进行轮系传动比的计算。,8.1 轮系的概述,【本节目标】 1.知道轮系分类和特点。 2.掌握正确划分轮系的方法。,【基本理论知识】 1.轮系的概念 一列齿轮组成的齿轮传动系统称为齿轮系。 2.轮系的分类 轮系的结构形式很多，根据轮系在传动中各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否固定，轮系可分为定轴轮系和周转轮系两大类。 (1)定轴轮系 当轮系运动时，所有齿轮的几何轴线位置都是固定不动的轮系为定轴轮系，如图8-1所示。 (2)周转轮系 轮系中至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮的轴线转动的轮系为周轮轮系，如图8-2所示。,齿
2、轮2空套在构件H上，与齿轮1、3相啮合。齿轮2一方面绕其自身轴线O1O1转动(自转)，同时又随构件H绕轴线OO转动(公转)称为行星轮。H称为行星架或系杆，齿轮1、3称为太阳轮。,一个轮系中既包含有定轴轮系,又包含有周转轮系, 或同时包含几个周转轮系, 这样的轮系统称为复合轮系。,8.2 定轴轮系,【本节目标】 1.懂得正确分析传动路线的方法。 2.知道定轴轮系转动方向的确定和传动比大小的计算。 3.知道周转轮系概念。,【基本理论知识】 1.定轴传动比 轮系中首末两轮的转速(或角速度)比，称为轮系的传动比，用i表示。即,2.定轴旋转方向 1) 一对圆柱齿轮传动，外啮合时两轮转向相反其传动比规定为
3、负，内啮合时两轮转向相同，其传动比规定为正。 2)两轮的旋转方向也可以用画箭头的方法表示。两轮旋转方向相反，画两反向箭头， 两轮旋转方向相同，画两同向箭头。箭头方向表示可见侧面的圆周速度的方向，如图8-3所示。,3.定轴传动比的计算 轮系传动比一般定义为轮系中首末两齿轮的转速之比。 如图8-4所示定轴轮系，设各轮齿分别为z1、z2；各轮的转速分别为n1、n2。该轮系中各对啮合的传动比为,该轮系的传动比为,m为齿轮外啮合次数，则平面定轴轮系传动比的计算公式为,注意：在应用上式计算定轴轮系的传动比时，若轮系中有锥齿轮，蜗杆蜗轮机构，传动比的大小仍可用上式计算，而各轮的转向只能用画箭头的方法在图中表
4、示清楚。,注意：在应用上式计算定轴轮系的传动比时，若轮系中有锥齿轮，蜗杆蜗轮机构，传动比的大小仍可用上式计算，而各轮的转向只能用画箭头的方法在图中表示清楚。,从上例中可以看出：由于齿轮4既是主动轮，又是从动轮，因此在计算中并未用到它的具体齿数值。在轮系中，这种齿轮称为惰轮。惰轮虽然不影响传动比的大小，但若啮合的方式不同，则可以改变齿轮的转向，并会改变齿轮的排列位置和距离。,4.周转轮系的分类 周转轮系可分为差动轮系和行星轮系。通常将具有一个自由度的行星齿轮系称为简单行星齿轮系，如图8-5a所示；将具有两个自由度的行星齿轮系称为差动齿轮系，如图8-5b,8.3 轮系的应用,【基本理论知识】 1.
5、实现分路传动 利用齿轮系可使一个主动轴带动若干从动轴同时转动，将运动从不同的传动路线传动给执行机构，从而实现机构的分路传动，如图8-6所示。 2.获得大的传动比 若想要用一对齿轮获得较大的传动比，则必然有一个齿轮要做得很大，这样会使机构的体积增大，同时小齿轮也容易损坏。如果采用多对齿轮组成的齿轮系则可以很容易就获得较大的传动比。在行星齿轮系中，用较少的齿轮即可获得很大的传动比，如图8-7所示。,3.实现变速和换向传动 主动轴为一种转速时，通过轮系可以获得多种转速。汽车变速器如图8-8所示。轴为主动轴，轴为从动轴，C、B为滑移齿轮，D为牙嵌式离合器。 一挡：齿轮C向左移动与G啮合，传动路线为A-
6、EG-C。 二挡：齿轮B向右移动与F啮合，传动路线为A-EF-B。 三挡：离合器D接合，轴的动力直接传递给轴。 倒挡：齿轮C向右移动与K啮合，传动路线为A-EH-K-C，实现从动轴反转，汽车后退。,4.用于对运动进行合成与分解 在轮系中，如图8-9所示，当给定两个基本构件1、3的运动后，第三个构件行星架H的运动是齿轮1、3运动的合成，nH =(n1+n3)/2。同理，当给定行星架H的运动后，可根据附加条件按所需比例将该运动分解成齿轮1、3运动。,一整体一起转动。当汽车左转弯时, 为了使车轮与地面不发生滑动, 就要求左轮比右轮转得慢, 此时轮2、H、1、3组成的差动轮系便发挥作用。这就说明当汽车
7、转弯时, 其主轴的一个转动, 可利用此差动轮系分解为两个后轮的两个不同的转动。,图8-10 汽车差速器5.在尺寸及重量较小的条件下，实现大功率传动 在机械制造业中，特别是在飞行器中，日益期望在尺寸小质量轻的条件下实现大功率传动。而这种要求采用周转轮系可以较好地得到满足。,【习题8】,一、判断题(对画，错画) 1.惰轮对轮系的传动比大小有影响。( ) 2.轮系的作用仅在于能实现变速或变向运动。( ) 3.轮系中至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮的轴线转动的轮系。( ) 4.两轮的旋转方向也可以用画箭头的方法表示。两轮旋转方向相反，画两同向箭头， 两轮旋转方向相同，画两反向箭头。( ),二、计算题 1.在如图8-11所示的轮系中，已知各齿轮的齿数为z1=15，z2=25，z2=15，z3=30，z3=15，z4=30，z4=2(右旋)，z5=60，z5=20(模数m=4mm)。若已知n1=500r/min，求齿条6的线速度v的大小和方向。 2.在如图8-12所示的轮系中，已知各齿轮的齿数为z1= z2=15，z2=45，z3=30，z3=17，z4=37。z1= z2=15，z2=45，z3=30，z3=17，z4=37。试计算传动比i14。,
