《機械設計基礎》

多媒體課件廣東交通職業技術學院裴小英第五章輪系一、輪系的概念：由一系列齒輪組成的傳動系統稱為輪系。鐘表傳動汽車減速箱一、輪系的概念

一對相互嚙合的齒輪為最簡單的輪系。二、輪系的分類根據輪系運轉時齒輪的軸線位置相對于機架是否固定可分為：定軸輪系：周轉輪系：混合輪系：所有的齒輪的幾何軸線都是固定的輪系。至少有一個齒輪的軸線相對于機架的位置是變化的輪系。既含有定軸輪系又含有周轉輪系，或包含有幾個基本周轉輪系的復雜輪系。按自由度不同分差動輪系：F=2行星輪系：F=1圖(a)定軸輪系：F=3ⅹ5-2ⅹ5-4=1圖（b）定軸輪系：F=3ⅹ4-2ⅹ4-3=1二、輪系的分類周轉輪系的組成：由行星輪、太陽輪、行星架以及機架組成。太陽輪：齒輪的幾何軸線的位置固定不動的齒輪，它們分別與行星輪相嚙合；行星輪：既自轉又公轉的齒輪。行星架或系桿：支持行星輪作自轉和公轉的構件稱為。一個周轉輪系中，行星輪可有多個，太陽輪的數量不多于兩個，行星架只能有一個。二、輪系的分類行星輪系：F=3ⅹ3-2ⅹ3-2=1行星輪系：至少有一個行星輪且兩個太陽輪中有一個不動的周轉輪系。F=1二、輪系的分類圖(b)差動輪系：F=3ⅹ4-2ⅹ4-2=2差動輪系：兩個太陽輪都運動的周轉輪系。F=2二、輪系的分類行星輪系差動輪系二、輪系的分類汽車后橋差速器：F=3ⅹ4-2ⅹ4-2=2差動輪系二、輪系的分類混合輪系本章主要討論定軸輪系傳動比計算及輪系的功用。二、輪系的分類§5-1定軸輪系

一、輪系傳動比的概念：是指輪系中輸入軸（主動輪）的角速度（或轉速）與輸出軸（從動輪）的角速度（或轉速）之比，即:角標a和b分別表示輸入和輸出

輪系的傳動比計算，包括計算其傳動比的大小和確定輸出軸的轉向兩個內容。二、定軸輪系傳動比的計算1、一對齒輪嚙合時的傳動比的計算Z1n1n2Z2其傳動比為：①外嚙合時兩輪轉向相反式中負號表示主從動輪轉向相反②內嚙合時兩輪轉向相同其傳動比為：n1n2Z1Z2③圓錐齒輪嚙合時，兩輪轉向不在同一平面內，不能簡單地用正負號表示，而要用畫箭頭的方法表示各輪的轉向。其傳動比大小仍為：式中正號表示主從動輪轉向相同。二、定軸輪系傳動比的計算④蝸桿傳動的傳動比，與圓錐齒輪傳動類似其傳動比大小為：式中Z2為蝸輪齒數，Z1為蝸桿頭數，兩輪轉動方向由畫箭頭的方法來確定。二、定軸輪系傳動比的計算2、平面定軸輪系傳動比的計算圖為由圓柱齒輪組成的定軸輪系，且軸線相互平行。由傳動比定義得：將各級傳動比相乘得：n3=n/3，n4=n/4二、定軸輪系傳動比的計算式中n1為主動輪轉速，nk

為從動輪轉速，

m：外嚙合圓柱齒輪的對數。二、定軸輪系傳動比的計算2.空間定軸輪系傳動比的計算

傳動比的大小仍采用平面定軸輪系傳動比的計算式計算:確定從動輪的轉向，只能采用畫箭頭的方法。二、定軸輪系傳動比的計算圓錐齒輪傳動，表示齒輪副轉向的箭頭同時指向或同時背離節點。方向判斷如圖所示。蝸桿傳動，從動蝸輪轉向判定方法用蝸桿“左、右手法則”：對右旋蝸桿，用右手法則，即用右手握住蝸桿的軸線，使四指彎曲方向與蝸桿轉動方向一致，則與拇指的指向相反的方向就是蝸輪在節點處圓周速度的方向。對左旋蝸桿，用左手法則，方法同上。二、定軸輪系傳動比的計算例：圖示的輪系中，已知各齒輪的齒數Z1=20,Z2=40,Z'2=15,Z3=60,Z'3=18,Z4=18,Z7=20,齒輪7的模數m=3mm,蝸桿頭數為1（左旋），蝸輪齒數Z6=40。齒輪1為主動輪，轉向如圖所示，轉速n1=100r/min，試求齒條8的速度和移動方向。二、定軸輪系傳動比的計算=n7移動方向如圖所示二、定軸輪系傳動比的計算結論：1、傳動比的大小求法：定軸輪系的傳動比等于組成輪系的各對嚙合齒輪傳動比的連乘積；也等于組成輪系的各對嚙合齒輪中，所有從動齒輪齒數乘積與所有主動齒輪齒數乘積之比。2、定軸輪系傳動比符號的確定方法：對于平行軸傳動，其正負號則取決于外嚙合的次數。傳動比為正號時表示首、末兩輪的轉向相同，為負號時表示首、末兩輪的轉向相反。也可用箭頭逐對標出嚙合齒輪的轉向求出。二、定軸輪系傳動比的計算

對于蝸桿傳動，從動蝸輪轉向用“主動輪左右手定則”來確定。

對于包含有圓錐齒輪或蝸桿傳動的空間定軸輪系，各輪的軸線不平行，則只能采用畫箭頭的方法確定各輪轉動方向。二、定軸輪系傳動比的計算3、在定軸輪系中，有些齒輪不會改變輪系傳動比的比值，但它改變輪系的轉向，稱該輪為惰輪，也稱為過橋齒輪（目的用于改變輪系轉向和調節輪軸間的距離）。二、定軸輪系傳動比的計算例1：已知：Z1=14，Z2=48，Z3=28，Z4=56，Z5=30，Z6=70，Z7=30，Z8=30。問：1、III軸有幾種轉速？各是多少？2、Z7=Z8，為什么用軸III。d1=108n1=1000d2=300n2=360Z1Z2Z3IIIZ4Z5Z6Z7Z8III解：有三種，分別為：1、當Z2與Z5嚙合時：2、當Z1與Z6嚙合時：例2：鐘表傳動示意圖：已知：Z1=72，Z2=12，Z3=64，Z4=8，Z5=60，Z6=8，Z7=60，Z8=6，Z9=8，Z10=24，Z11=6，Z12=24。求：iSM,iMH。∵n3=360∴n8=n3/i38=360/2=180。軸III是為了改變方向，即為了I與III軸同向。3、當Z3與Z4嚙合時：Z7Z8Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z9Z10Z11Z12H（時針）M（分針）發條N手調用

S(秒針）已知：Z1=72，Z2=12，Z3=64，Z4=8，Z5=60，Z6=8，Z7=60，Z8=6，Z9=8，Z10=24，Z11=6，Z12=24。解：結論：實現分路傳動。例3：手搖提升裝置提升重物時，確定手輪的轉向

蝸輪的轉向可以這樣確定：對右旋蝸桿用右手，對左旋蝸桿用左手，若以四指彎曲的方向代表蝸桿轉向，則蝸輪轉向與伸直的大姆指指向相反。Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8滾齒機主傳動系統

三、輪系的應用左旋蝸桿

1、實現分路傳動

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=10000,而且結構緊湊。2.獲得大的傳動比三、輪系的應用車床電動三爪自動定心卡盤傳動機構，當z1＝6，z2＝z2′=25，z3＝57，z4＝56時，傳動比為-588。3.實現換向傳動：在主動軸轉向不變的情況下，利用惰輪可以改變從動軸的轉向三、輪系的應用車床上走刀絲桿的三星輪換向機構。扳動手柄可實現兩種傳動方案。由于兩種方案僅相差一次外嚙合，故從動輪4相對于主動輪1有兩種輸出轉向。4.實現變速傳動：在主動軸轉速不變的情況下，輸出軸可有多種速度變化。三、輪系的應用汽車變速箱

5.實現運動的合成與分解

三、輪系的應用汽車后橋差速器即為分解運動的齒輪系。

在汽車轉彎時它可將發動機傳動齒輪5的運動以不同的速度分別傳遞給左右兩個車輪，經維持車輪與地面間的純滾動，避免車輪與地面間的滑動摩擦導致車輪過度磨損。

在圖示輪系中，設z1=20，z2=24，z3=30，z7=20，z8=80，z9=50，z10=18，z11=30。問輪4和輪6的齒數比z4∕z6應為多少該輪系才能進行傳動。作業一P54

題5-4作業二5-4在題5-4圖所示的鐘表機構中，s、m及h分別表示秒針、分針和時針，已知各輪齒數為：z1＝72，z2＝12，z2′＝64，z2″＝z3＝z4＝8，z3′＝60，z5＝z6＝24，z5′＝6。試求分針