§7.1 轮系的运用和分类 §7.2减速器的运用和分类第七章 轮系和减速器 §7.1 轮系的运用和分系的运用和分类一、一、轮系的概念系的概念由一对齿轮组成的机构是齿轮传动的最简单方式但在很多机械中，经常要将自动轴的较快转速变换为从动轴的较慢转速；或者将自动轴的一种转速变换为从动轮的多种转速；或者改动从动轴的旋转方向，而采用一系列相互啮合齿轮将自动轴和从动轴衔接起来，这种由一系列相互啮合齿轮组成的传动系统称为轮系 在现代机械中，为了满足不同的任务要求，仅用一对齿轮传动或蜗杆传动往往是不够的，通常需求采用一系列相互啮合的齿轮〔包括蜗杆传动〕组成传动系统，以实现变速、分路传动、运动分解与合成等功用这种由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系 根据轮系在运转时各齿轮轴线的相对位置能否固定，可以分为两种类型：定轴轮系和周转轮系 换言之二、二、轮系的系的类型型 1．定．定轴轮系系 轮系运系运转时，一切，一切齿轮〔包括〔包括蜗杆、杆、蜗轮〕的几何〕的几何轴线位置均固定不位置均固定不动，，这种种轮系系称称为定定轴轮系 2．周．周转轮系系 假假设轮系中至少有一个系中至少有一个齿轮的几何的几何轴线不不固定，而固定，而绕其它其它齿轮的固定几何的固定几何轴线回回转，那，那么称么称为周周转轮系。
系上上图所示的所示的轮系中，系中，齿轮2除除绕本身本身轴线回回转外，外，还伴随构件伴随构件H一同一同绕齿轮1的固定几何的固定几何轴线回回转，，该轮系即系即为周周转轮系，系，又叫行星又叫行星轮系 定轴轮系 行星轮系 行星轮系 各种齿轮系 三、三、轮系系传动比的概念比的概念所谓轮系的传动比，是指该轮系中首轮的角速度〔或转速〕与末轮的角速度〔或转速〕之比，用i表示 设 1 为轮系的首轮，K 为末轮，那么该轮系的传动比为 轮系的传动比计算，包括计算其传动比的大小和确定输出轴的转向两个内容 四、定四、定轴轮系系传动比比计算算普通轮系传动比的计算应包括两个内容：一是计算传动比的大小；二是确定从动轮的转动方向最简单的定轴轮系为一对齿轮所组成1．一对齿轮的传动比．一对齿轮的传动比(1)外啮合圆柱齿轮传动 以下图所示的是两平行轴一对外啮合圆柱齿轮传动当自动轮1逆时针方向旋转时，从动轮2就顺时针方向旋转，两轮的旋转方向相反，规定其传动比为负号 记作：两轮转向也可以在图中用箭头表示 (2)内啮合圆柱齿轮传动 以下图所示的是两平行轴内啮合圆柱齿轮传动当自动轮1逆时针方向旋转时，从动轮2也逆时针方向旋转，两轮旋转方向一样，规定其传动比为正号。
记作 2．多．多对齿轮啮合的合的传动比比 可以推行到平行可以推行到平行轴间定定轴轮系的普通情况系的普通情况设1和和k分分别表示首、末表示首、末齿轮的的标号，号，m为轮系中外系中外啮合合齿轮对数，那么数，那么惰轮：轮系中齿轮4即与齿轮5啮合，又同时与齿轮3’啮合，不影响齿轮系传动比的大小，只起到改动转向的作用 在定轴轮系中可以计算末轮(轴)的转速，也可以计算轮系中恣意从动轮(轴)的转速，由上式可以直接推导出第k个轮的转速为此式阐明恣意轮的转速，等于首轮的转速乘以该轮与首轮传动比的倒数，也等于首轮转速乘以首轮和该轮间自动齿轮齿数连乘积与从动齿轮齿数连乘积之比 需求指出的是，假设轮系中含有圆锥齿轮或蜗杆蜗轮时，由于圆锥齿轮传动中两轴线相交，而蜗杆传动中两轴线在空间交错，所以主从齿轮间不存在转向一样或相反的问题，对于这类定轴轮系，其旋转方向不能用正、负号表示，只能采用画箭头的方法来确定而这种轮系的传动比大小仍按上式计算 含有含有锥齿轮传动和和蜗杆杆传动的定的定轴轮系系 [例题] 在如下图的齿轮系中，知,齿轮1、3、3’和5同轴线，各齿轮均为规范齿轮假设知轮1的转速n1=1440r/min，求轮5的转速 [解] 该齿轮系为一平面定轴齿轮系，齿轮2和4为惰轮，齿轮系中有两对外啮合齿轮，根据公式可得 因齿轮1、2、3的模数相等，故它们之间的中心距关系为 因此： 同理： 所以： 为正值，阐明齿轮5与齿轮1转向一样。
例例 ：右：右图所示的所示的轮系中，知各系中，知各齿轮的的齿数数Z1=20，，Z2=40，，Z’2=15，，Z3=60，，Z’3=18，，Z4=18，，Z7=20，，齿轮7 的模的模数数m=3mm，，蜗杆杆头数数为1〔左旋〕，〔左旋〕，蜗轮齿数数Z6=40齿轮1为自自动轮，，转向如向如下下图，，转 速速n1=100r/min，，试求求齿条条8的速度和挪的速度和挪动方向 解：解：各齿轮旋转方向的判别如右图所示涡轮6的转速计算 一对空间齿轮传动比的大小也等于两齿轮齿数的反比，所以也可用计算平面齿轮系传动比的方法来计算空间齿轮系的传动比，但其首末轮的转向用在图上画箭头的方法 五、周五、周转轮系系传动比比计算算1、周、周转轮系的系的组成成 假设轮系中，至少有一个齿轮的几何轴线不固定，而绕其它齿轮的固定几何轴线回转，那么称为周转轮系 如下如下图的的轮系中，系中，齿轮2除除绕本身本身轴线回回转外，外，还伴随构件伴随构件H一同一同绕齿轮1的固定几何的固定几何轴线回回转，，该轮系即系即为行星行星轮系齿轮2称称为行星行星轮，，H称称为行行星架或系杆，星架或系杆，齿轮1、、3称称为太阳太阳轮。
通常将有一个太阳轮固定不动的周转轮系称为行星轮系将二个太阳轮都能转动的周转轮系称为差动轮系 简单行星齿轮系差动齿轮系2、周、周转轮系的分系的分类 转化机构法： 现假想给整个行星齿轮系加一个与行星架的角速度 大小相等、方向相反的公共角速度那么行星架H变为静止，而各构件间的相对运动关系不变化齿轮1、2、3那么成为绕定轴转动的齿轮，因此，原行星齿轮系便转化为假想的定轴齿轮系 该假想的定轴齿轮系称为原行星周转轮系的转化机构转化机构中，各构件的转速如右表所示： 行星架H太阳轮3行星轮2太阳轮1转化齿轮系中的转速〔相对转速〕行星齿轮系中的转速〔绝对转速〕构件3、行星、行星齿轮系的系的传动比比计算算 利用定轴轮系传动比的计算方法，可列出转化轮系中恣意两个齿轮的传动比转化机构中1、3两轮的传动比：推行后普通情况，可得：“-〞号表示转化机构中齿轮1和齿轮3的转向相反，但并不表示它们在原周转轮系中的转向相反 本卷须知：1〕A、K、H三个构件的轴线应相互平行，而且 必需将表示其转向的正负号带上首先应假定各轮转动的同一正方向，那么与其同向的取正号带入，与其反向的取负号带入。
n2〕公式右边的正负号确实定：假想行星架H不转，变成机架那么整个轮系成为定轴轮系，按定轴轮系的方法确定转向关系 3〕待求构件的实践转向由计算结果的正负号确定4〕上述公式只适用于圆柱齿轮组成的行星轮系 例： 周转轮系如下图知Z1=15，Z2=25，Z3=20,Z4=60,n1=200r/min,n4=50r/min,且两太阳轮1、4转向相反试求行星架转速nH及行星轮转速n3解：解：1〕求nH代人知量求得：阐明行星明行星轮架架转向与向与轮1的的转向相反向相反 2)求n3由于n2=n3n2=-133.33r/min=n3阐明明轮3与与轮1转向相反向相反 对于由圆锥齿轮组成的行星轮系，当两太阳轮和行星架的轴线相互平行时，仍可用转化轮系法来建立转速关系式，但其正负号应根据转化构造中A、K两轮的转向按画箭头的方法来确定 例例: 图示是由示是由圆锥齿轮组成的行星成的行星轮系知Z1=60，，Z2=40，，Z‘2=Z3=20，，n1=n3=120r/min设中心中心轮1、、3的的转向相反，向相反，试求求nH的大小与方向的大小与方向 解：解：转化化轮系如以下系如以下图所所示：示：转向与向与n1一一样 例：例： 图示的保送示的保送带行星行星轮系中，知各系中，知各齿轮的的齿数分数分别为Z1=12，，Z2=33，，Z‘2=30，，Z3=78，，Z4=75。
电动机的机的转速速n1=1450r/min试求求输出出轴转速速n4的大小与方向的大小与方向解：解： 自动太阳轮从动行星架行星小齿轮固定齿圈形状1：同向减速，可获得减速档 固定太阳轮从动行星架行星小齿轮自动齿圈形状2：同向减速，可获得减速档 固定太阳轮自动行星架行星小齿轮从动齿圈形状3：同向增速，可获得超速档 从动太阳轮自动行星架行星小齿轮固定齿圈形状4：同向增速，可获得超速档 自动太阳轮固定行星架行星小齿轮从动齿圈形状5：反向减速，可获得倒档 从动太阳轮固定行星架行星小齿轮自动齿圈形状6：反向增速，汽车上不采用 自动太阳轮从动行星架行星小齿轮自动齿圈形状7：同向同速，直接传动 太阳轮行星架行星小齿轮自动齿圈形状8：空档 六、复合六、复合轮系系传动比比计算算复合复合轮系是指由定系是指由定轴轮系和周系和周转轮系系组合成的合成的轮系计算复合轮系的传动比时，不能将整个轮系按求定轴轮系或周转轮系传动比的方法来计算，而应将复合轮系中的定轴轮系和周转轮系区分开，分别列出它们的传动比计算公式，最后联立求解 计算复合轮系的传动比时，关键是将定轴轮系和周转轮系正确地划分出来首先把其中的周转轮系找出来 方法是：先找出行星轮和系杆，要留意有时系杆不一定是杆状，再找出与行星轮相啮合的太阳轮。
行星轮、太阳轮和系杆便构成一个周转轮系找出一切的周转轮系，剩余的就是定轴轮系 1．．轮系可系可实现大大传动比比传动当两当两轴之之间需求需求较大的大的传动比比时，假，假设仅由一由一对齿轮传动，那么大小，那么大小齿轮的的齿数相差很大，会使小数相差很大，会使小齿轮极易磨极易磨损七、七、轮系的功用系的功用通常一对齿轮的传动比不大于5～7 由于定轴轮系的传动比等于该轮系中各对啮合齿轮传动比的连乘积，所以采用轮系可获得较大的传动比 尤其是周转轮系，可以用很少几个齿轮获得很大的传动比，而且构造很紧凑如航空发动机的减速器 2．．轮系可系可实现远间隔的隔的传动假假设两两轴间隔隔较远时，用一，用一对齿轮传动，，齿轮尺寸尺寸必然很大假必然很大假设采用采用轮系系传动，那么构造，那么构造紧凑，并凑，并能能进展展远间隔隔传动 3．．轮系可系可实现变速、速、换向要求向要求如机床主如机床主轴的的转速，有速，有时要求高，有要求高，有时要求低，有要求低，有时要求正要求正转，有，有时要求反要求反转假设采用滑移采用滑移齿轮等等变速机构速机构组成成轮系，即可系，即可实现多多级变速要求和速要求和变换转动方向 4．．轮系可合成或分解运系可合成或分解运动采用周采用周转轮系可将两个独立运系可将两个独立运动合成合成为一个运一个运动，，或将一个独立运或将一个独立运动分解成两个独立的运分解成两个独立的运动。
如汽如汽车后后桥差速器 如下图的汽车后桥差速器即为分解运动的齿轮系在汽车转弯时它可将发动机传到齿轮5的运动以不同的速度分别传送给左右两个车轮，以维持车轮与地面间的纯滚动，防止车轮与地面间的滑动磨擦导致车轮过度磨损 减速器：是一种由封锁在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与任务机之间的减速传动安装§7.2 减速器的运用和分减速器的运用和分类减速器的构造普通由箱体、轴承、轴、轴上零件和附件等组成 减速器分类：齿轮减速器 蜗杆减速器 行星减速器圆柱齿轮减速器圆锥齿轮减速器圆锥—圆柱齿轮减速器圆柱蜗杆减速器圆弧齿蜗杆减速器锥蜗杆减速器蜗杆—齿轮减速器渐开线行星齿轮减速器摆线齿轮减速器谐波齿轮减速器 常见减速器的主要类型、特点及运用1.齿轮减速器 2.蜗杆减速器 3.蜗杆-齿轮减速器 减速器的构造1—下箱体2—油标指示器3—上箱体4—透气孔5—检查孔盖6—吊环螺钉7—吊钩8—油塞9—定位销钉10—起盖螺钉孔 。