1、第十四章 轮系传动,第一节 轮系的类型,在机械设备中，为了获得较大的传动比、或变速和换向，常常要采用多对齿轮进行传动，如机床、汽车上使用的变速箱、差速器，工程上广泛应用的齿轮减速器等。这种由多对齿轮所组成的传动系统称为齿轮系，简称轮系。,差速器,变速器,一、轮系的定义,第一节 轮系的类型,轮系分类,周转轮系（轴有公转）,定轴轮系（轴线固定）,复合轮系（两者混合）,差动轮系（F=2）,行星轮系（F=1）,平面定轴轮系,空间定轴轮系,二、轮系分类,根据齿轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是否固定，可将齿轮系分为三大类：定轴齿轮系、周转轮系和复合轮系。,11.1 定轴轮系,轮系在运转过程中，如果每个
2、齿轮的几何轴线位置相对于机架的位置均固定不动，则称该轮系为定轴轮系。,轮系运转时，如果至少有一个齿轮的轴线位置相对于机架的位置是变动的，则称该轮系为周转轮系。,二、周转轮系,组成： 1、中心轮（太阳轮、齿圈） 2、行星轮2 3、系杆H（也称行星架）,轮系的传动比：轮系中首、末两轮的角速度（或转速）之比。当首轮用“1”，末轮用“k”表示时，其传动比的计算公式为：,传动比计算包含两项内容： 确定传动比的大小数值； 确定首、末两轮的转向关系。,第二节 定轴轮系传动比的计算,已知：各轮齿数，且齿轮1为主动轮（首轮），齿轮5为从动轮（末轮）， 则该轮系的总传动比为：,从首轮1到末轮5之间各对啮合齿轮传动
3、比的大小如下：,齿轮3与、4与各分别固定在同一根轴上，所以：,将上述各式两边分别连乘，并整理得该轮系的总传动比为：,结论,1、传动比大小的计算,：定轴轮系的传动比为组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，其大小等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比，即：,结论,负号“”表示首末两轮转向相反 正号“”表示首末两轮转向相同,1）用“” “”来表示首末两轮的转向关系（平面定轴轮系适用）,2、首、末轮转向关系的确定,2）画箭头表示首末两轮的转向关系,b.圆锥齿轮：,a.圆柱齿轮：,b.蜗杆传动：,例题1. 图所示空间定轴轮系中，已知各轮的齿数为z1=15，z2=25，z3
4、=14，z4=20，z5=14，z6=20，z7=30，z8=40，z9=2（右旋），z10=60。试求：（1）传动比i1 10；（2）若n1=200 r/min，从A向看去，齿轮1顺时针转动，求n7和n10。,解： （1）求传动比i1 10,（2）求n7和n10,用画箭头的方法表示各轮的转向，如图所示。,例题2：如图所示，已知各轮齿数Z1=Z4=18,Z2=36,Z2=20,Z3=80,Z3=20, Z4=18,Z5=30，Z5=15,Z6=30,Z6=2,z7=40, n1=1440r/min,转向如图所示，求蜗轮的转速和转向。,解：利用公式：,例题3：在下图所示的齿轮系中，设已知z1=2
5、0，z2=40，z2 =30，z3=60， z3 =25，z4=30，z5=50，均为标准齿轮传动。若已知轮1的转速为n1=1 440 r/min，试求轮5的转速。,例题4：图示轮系中，设已知z1=16，z2=32，z2 =20，z3=40，z3 =2，z4=40，均为标准齿轮传动。若已知轮1的转速为n1=1000 r/min，试求轮4的转速，及转动方向。,知识链接,齿轮在轴上的固定方式,知识链接,惰 轮,中间轮（惰轮或过桥轮）,1,3,1,3,2,增加中间轮2不改变传动比只实现变向要求,桑塔纳2000型轿车二轴式五档手动变速器传动机构,东风EQ1092中型货车的三轴式变速器,第二节 行星轮系
6、传动比计算,周转轮系加上一公共角速度“-wH”后，各构件的角速度：,根据相对运动原理，若给整个轮系加上一个公共的角速度-H ，各构件之间的相对运动关系并不改变，但此时系杆静止不动。于是周转轮系就转化为一假想的定轴轮系转化轮系。,转化轮系中1、3两轮的传动比可以根据定轴轮系传动比的计算方法得出:,推广到一般情况，可得：,1）公式只适用于齿轮G、K和行星架H之间的回转轴线互相平行的情况。,2）齿数比前的“土”号表示在转化轮系中，齿轮G、K之间相对于行星架H的转向关系，它可由画箭头的方法确定。,解：iH13(1-H)/(0-H ),4042/4442, i1H1-iH13,结论：系杆转11圈时，轮1
7、同向转1圈。,若 Z1=100, z2=101, z2=100, z3=99。,i1H1-iH131-10199/100100,结论：系杆转10000圈时，轮1同向转1圈。,又若 Z1=100, z2=101, z2=100, z3100，,结论：系杆转100圈时，轮1反向转1圈。,= 1-i1H,=z2z3/z1z2,=10/11,iH11/i1H=11,iH110000,i1H1-iH1H1-101/100,iH1-100,1-10/11,=1/11,=1/10000,=1/100,例：已知图示轮系中 z144，z240,z242, z342，求iH1,解：,双排外啮合行星轮系中， 已知：
8、z1=100，z2=101， z2=100，z3=99。 求传动比iH1?,如下图为汽车转弯时的示意图,=1,图示行星轮系中：Z1= Z2 = Z3,nH =(n1 + n3 ) / 2,结论：行星架的转速是轮1、3转速的合成。,=1,图示汽车差速器中： Z1= Z3 ，nH= n4,n1 = n3,当汽车走直线时，若不打滑：,汽车转弯时，车体将以绕P点旋转：,V1=(r-L) ,V3=(r+L) ,n1 /n3 = V1 / V3,r转弯半径，,该轮系根据转弯半径r大小自动分解 nH使n1 、n3符合转弯的要求:,= (r-L) / (r+L),2L轮距,式中行星架的转速nH由发动机提供，,
9、n1+n3=2nH,=nH,n1 =,n3 =,nH(r-L) / r,nH(r+L) / r,第三节 混合轮系传动比的计算,混合轮系传动比的计算步骤：1）划分轮系。将定轴轮系和基本的周转轮系区分开来。划分轮系的关键是找出基本周转轮系。而找出基本周转轮系的关键是先找出行星轮，然后找其系杆，再找与行星轮啮合的中心轮。2）分别计算。分别列出各基本轮系传动比的计算式 。3）联立求解。找出各基本轮系之间的联系，并联立求解。,混合轮系 由定轴轮系和周转轮系，或由几个基本周转轮系组合而成的轮系。,1）划分轮系：,b、由齿轮2 、3、4及系杆H所组成的周转轮系部分。,2）计算各轮系传动比,a. 定轴轮系部分,例3:,如图所示的轮系中，设已知各轮齿数，试求其传动比。,解：,a、由齿轮1、2组成定轴轮系部分；,轮系的传动比,b. 周转轮系部分,3）将（1）、（2）联立求解：,1、获得大的传动比 2、实现变速、变向、分路传动 3、实现运动的合成与分解 4、其他,第四节 轮系的功能,汽 车 变 速 箱,本章小结,1、定轴轮系、周转轮系的概念；2、定轴轮系、周转轮系传动比的计算；3、轮系的应用。,
