在機器中，常將一系列相互嚙合的齒輪組成傳動系統，以實現變速、換向、大傳動比、分路傳動、運動分解與合成等功用。這種由一系列齒輪組成的傳動系統稱為輪系。,81齒輪系的分類,一、輪系的類型,1.定軸輪系(1).平面輪系：如果輪系中各齒輪的軸線互相平行，稱為平面輪系（全部是圓柱齒輪）,根據輪系運轉時齒輪的軸線位置相對于機架是否固定，又將輪系分為兩大類：定軸輪系、行星輪系。,第八章齒輪系,(2).空間輪系：如果輪系中各齒輪的軸線不完全平行，稱為空間輪系（有圓錐齒輪傳動或蝸桿傳動）,2、行星輪系,輪系中，至少有一個齒輪的幾何軸線不固定，而繞其它齒輪的固定幾何軸線回轉，稱為周轉輪系,運動演示拆裝,行星輪2:既做自轉又做公轉,行星架（系桿）H：支持行星輪（其軸線必須與太陽輪軸線重合）,中心輪1、3：軸線位置固定1：太陽輪3：內齒圈,行星輪系類型：1.按復雜程度：,2.按自由度：,差動輪系:二中心輪都能轉動（F=2）,簡單行星輪系:二中心輪之一固定不動（F=1）,3.按中心輪個數：,82定軸齒輪系傳動比的計算,a輸入軸b輸出軸,輪系的傳動比:輪系中輸入軸和輸出軸(即首、末兩輪)角速度（或轉速）的比值。,1.大小2.首、末兩輪轉向關系,一、定軸輪系中齒輪傳動方向的確定(圖上畫箭頭),1、一對圓柱齒輪傳動外嚙合:相反內嚙合:相同,2、圓錐齒輪傳動同時指向(或背離)節(jié)點,3、蝸桿傳動左(右)手定則,二、定軸輪系傳動比計算,1、平面定軸輪系,2、空間定軸輪系大小仍用公式計算,但首末兩輪的轉向關系只能在圖上畫箭頭得到.(若首末兩輪軸線平行,在大小數值前加正負號),惰輪(過輪):不影響傳動比大小只起改變轉向作用的齒輪,83行星齒輪系傳動比計算,一.單級行星齒輪系傳動比的計算,4.是利用定軸輪系解決行星輪系問題的過渡環(huán)節(jié)。,2.代入已知轉速時，必須帶入符號，求得的轉速與哪個已知量的符號相同就與誰的轉向相同。3.不是周轉輪系的傳動比.,2.轉化輪系傳動比的計算遵循定軸輪系的計算準則。,注意：1.公式只適用于G,K,H平行的場合。,圓錐齒輪組成的周轉輪系,（作矢量作）,例行星輪系如圖所示。已知Z1=15,Z2=25,Z3=20,Z4=60,n1=200r/min,n4=50r/min,且兩太陽輪1、4轉向相反。試求行星架轉速nH及行星輪轉速n3。,例圖示是由圓錐齒輪組成的行星輪系。已知Z1=60,Z2=40,Z2=Z3=20,n1=n3=120r/min。設中心輪1、3的轉向相反，試求nH的大小與方向。,二、多級行星齒輪系傳動比的計算多級行星齒輪系傳動比是建立在各單級行星齒輪傳動比基礎上的。其具體方法是：把整個齒輪系分解為幾個單級行星齒輪系，然后分別列出各單級行星齒輪系轉化機構的傳動比計算式，最后再根據相應的關系聯立求解。劃分單級行星齒輪系的方法是：找出行星輪和相應的系桿（行星輪的支架）；找出和行星齒輪相嚙合的中心輪由行星輪、中心輪、系桿和機架組成的就是單級行星齒輪系。在多級行星齒輪系中，劃分出一個單級行星齒輪系后，其余部分可按上述方法繼續(xù)劃分，直至劃分完畢為之。列出各自獨立的轉化機構的傳動比方程，進行求解。,例圖示的輸送帶行星輪系中，已知各齒輪的齒數分別為Z1=12,Z2=33,Z2=30,Z3=78,Z4=75。電動機的轉速n1=1450r/min。試求輸出軸轉速n4的大小與方向。,舉例：圖示為一大傳動比的減速器，Z1=100，Z2=101，Z2=100，Z3=99求：輸入件H對輸出件1的傳動比iH1,若Z1=99,周轉輪系傳動比正負是計算出來的，而不是判斷出來的。,組合行星齒輪系傳動比計算,關鍵是找出行星輪系，剩下的就是定軸輪系。,在計算混合輪系傳動比時，既不能將整個輪系作為定軸輪系來處理，也不能對整個機構采用轉化機構的辦法。,計算混合輪系傳動比的正確方法是：,（1）首先將各個基本輪系正確地區(qū)分開來,（2）分別列出計算各基本輪系傳動比的方程式。,（3）找出各基本輪系之間的聯系。,（4）將各基本輪系傳動比方程式聯立求解，即可求得混合輪系的傳動比。,例：已知各輪齒數，求傳動比i1H,1、分析輪系的組成,1，2，2，3定軸輪系,1，4，3，H周轉輪系,2、分別寫出各輪系的傳動比,定軸輪系：,周轉輪系：,3、找出輪系之間的運動關系,4、聯立求解：,例圖示的電動機卷揚機減速器中，已知各輪的齒數Z1=18,Z2=39,Z2=35,Z3=130,Z3=18,Z4=30,Z5=78。求傳動比i15。,例2：,電動卷揚機減速器Z1=24，Z2=48，Z2=30，Z3=90,Z3=20，Z4=30，Z5=80,求i1H,（H，5為一整體）,（一）1，2-2，3，H周轉輪系,3，4，5定軸輪系,（二）,（三）,（四）聯立,1、傳遞相距較遠的兩軸之間的運動和動力；,84齒輪系的功用,2、獲得大的傳動比：一對外嚙合圓柱齒輪傳動，其傳動比一般可為i=5-7。但是行星輪系傳動比可達i=1000,而且結構緊湊。,舉例：圖示為一大傳動比的減速器，Z1=100，Z2=101，Z2=100，Z3=99求：輸入件H對輸出件1的傳動比iH1,若Z1=99,4、實現變速和換向,三軸五檔位變速器結構簡圖,三軸式五檔位變速器,六、各檔換檔過程,1、一檔,2、二檔,3、三檔,4、四檔,5、五檔,6、倒檔,4、實現運動的合成與分解,差動輪系：2個輸入，1個輸出。合成,差動輪系：1個輸入，2個輸出。合成,直行：n1=n3=n4,行星輪2沒有自轉,拐彎：n1n3,行星輪2既有自轉又有公轉（當汽車轉彎時，例如左轉彎，左輪走的是小圓弧，右輪走的是大圓弧，以保證汽車轉彎時，兩后輪與地面均作純滾動，以減輕輪胎的磨損）,當車身繞瞬時轉心轉動時，左右兩車輪走過的弧長與它們至瞬心的距離成正比,又,所以,又,當給定發(fā)動機的轉速或轉速n5和輪距L時，左右兩后輪的轉速隨轉彎半徑r的大小不同而自動改變，即利用該差速器在汽車轉彎時可將原動機的轉速分解為兩后車輪的兩個不同的轉速，以保證汽車轉彎時，兩后輪與地面均作純滾動,差動輪系不僅能將兩個獨立地運動合成為一個運動，而且還可將一個基本構件的主動轉動，按所需比例分解成另兩個基本構件的不同運動。汽車后橋的差速器就利用了差動輪系的這一特性。,85幾種特殊形式的行星傳動簡介,一、漸開線少齒差行星傳動,固定的太陽輪1、行星輪2、行星架H及輸出機構3（等角速比機構）組成。輸出機構轉速=行星輪的轉速,少齒差行星傳動,特點：傳動比大，結構緊湊，加工容易同時嚙合齒數少，承載能力低，計算復雜（變位）,二、擺線針輪行星傳動擺線針輪行星傳動的工作原理、輸出機構與漸開線少齒差行星傳動基本相同，其結構上的差別在于固定太陽輪的內齒是帶套筒的圓柱形針齒（稱為針輪），行星輪2改為短幅外擺線的等距曲線作齒廓稱為擺線輪。,特點：傳動比大，結構緊湊，效率高，同時承擔載荷的齒數多齒廓間為滾動摩擦，所以傳動平穩(wěn)，承載能力高，磨損小，壽命長。加工工藝復雜，精度要求高，加工擺線齒輪需專用機床和刀具。,三、諧波齒輪傳動這種傳動是借助波