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1、第十二章 齿轮系轮系及其分类在机器中，常将一系列相互啮合的齿轮组成传动系统，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懂得传动系统称为轮系。 根据轮系在运动时各齿轮轴线的相对位置是否固定，可以分为两种类型。一、 定轴轮系如图所示，所有齿轮几何轴线的位置都是固定的轮系，称为定轴轮系。二、行星轮系若轮系中，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，则称为行星轮系。如图所示的轮系中，齿轮2除绕自身轴线回转外，还随同构件H一起绕齿轮1的固定几何轴线回转，该轮系即为行星轮系。121 定轴轮系传动比计算一、传动比 设齿轮系中首齿轮的角速度为A ,末齿轮的角速度为
2、B ,则齿轮系的传动比 二、定轴轮系的传动比计算 A首齿轮K末齿轮m 外啮合次数三、输出轴转向的表示 1、首末两轴平行，用“+”、“-”表示。 惰轮：不改变传动比的大小，但改变轮系的转向 2、首末两轴不平行 用箭头表示 3、所有轴线都平行 m外啮合的次数 122 行星齿轮系的传动比计算 一、 行星轮系的组成 太阳轮：齿轮1、3 行星轮：齿轮2行星架：构件H轮3固定 ：通常将具有一个自由度的行星轮系称为简单行星轮系； 将具有两个自由度的行星轮系称为差动轮系二、行星齿轮系传动比的计算 对于行星轮系，其传动比的计算，肯定不能直接用定轴齿轮系传动比的计算公式来计算，这是因为行星轮的轴线在转动。为了利用
3、定轴齿轮系传动比的计算公式，间接计算行星齿轮系的传动比，必须采用转化机构法。即假设给整个齿轮系加上一个与行星架H的转速大小相等，转向相反的附加转速“nH”。根据相对性原理，此时整个行星轮系中各构件间的相对运动关系不变。但这时行星轮架转速为零。即原来运动的行星轮架转化为静止。这样原来的行星齿轮系就转化为一个假象的定轴轮系。这个假象的定轴轮系称原行星轮系的转化机构。对于这个转化机构的传动比，则可以按定轴齿轮系传动比的计算公式进行计算。从而也可以间接求出行星齿轮系传动比。行星轮系的传动比计算 构件 原转速 相对转速 中心轮1 n1 n1n1nH 行星轮2 n2 n2n2nH 中心轮3 n3 n3n3
4、nH 行星架H nH nHnHnH0 转化轮系为定轴轮系 “”在转化轮系中齿轮1、3转向相反。一般地，nG和nK为行星轮系中任意两个齿轮G和K的转速， 在使用上式时应特别注意：（1）公式只适用于圆柱齿轮组成的行星轮系。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互相平行时，仍可用转化轮系法来建立转速关系式，但正、负号应按画箭头的方法来确定。并且，不能应用转化机构法列出包括行星轮在内的转速关系。（2）代入已知转速时，一方向代正，另一方向代负号。求得的转速为正，说明与正方向一致，反而反之。举例：图示为一大传动比的减速器，Z1=100，Z2=101，Z2=100，Z3=99求：输入件H对输
5、出件1的传动比iH1 解：若Z1=99 行星齿轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的。 三、复合轮系传动比的计算在计算复合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴轮系来处理，也不能对整个机构采用转化机构的办法。计算复合轮系传动比的正确方法是： （1） 首先将各个基本轮系正确地区分开来（2） 分别列出计算各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，即可求得复合轮系的传动比。例题：电动卷扬机减速器Z1=24，Z2=48，Z2=30，Z3=90,Z3=20，Z4=30，Z5=80,求i1H（H，5为一整体） 解：（一）1，2-2，3，H行
6、星轮系 3，4，5定轴轮系 （二） （三）（四）联立 123 齿轮系的应用实现大传动比传动 实现变速、换向传动 实现结构紧凑的大功率传动在周转轮系中，多采用多个行星轮的结构形式，各行星轮均匀地分布在中心轮四周，如图所示。这样，载荷由多对齿轮承受，可大大提高承载能力；又因多个行星轮均匀分布，可大大改善受力状况此外，采用内啮合又有效地利用了空间，加之其输入轴与输出轴共线，可减小径向尺寸。因此可在结构紧凑的条件下，实现大功率传动。实现多分路传动 机械式钟表机构就是一例 实现运动的合成与分解利用差动轮系的双自由度特点，可把两个运动合成为一个运动。图示的差动轮系就常被用来进行运动的合成。差动轮系不仅能将
7、两个独立地运动合成为一个运动，而且还可将一个基本构件的主动转动，按所需比例分解成另两个基本构件的不同运动。汽车后桥的差速器就利用了差动轮系的这一特性。124 其他新型齿轮传动装置简介一、摆线针轮行星传动二、谐波齿轮传动125 减速器减速器：一种由封闭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，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置减速器分类：1、齿轮减速器： 圆柱齿轮减速器圆锥齿轮减速器圆锥圆柱齿轮减速器2、蜗杆减速器： 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3、行星减速器： 渐开线行星齿轮减速器摆线齿轮减速器谐波齿轮减速器一、 常见减速器的主要类型、特点及应用1.齿轮减速器 2.蜗杆减速器3.蜗杆-齿轮减速器二、 减速器传动比的分配(1) 使各级传动的承载能力接近于相等(1) 使减速器的外廓尺寸和质量最小(3) 使传动具有最小的传动惯量(4) 使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等
