第11章輪系及其設(shè)計(jì)

1、 齒輪系及其分類(lèi)齒輪系及其分類(lèi) 輪系的傳動(dòng)比輪系的傳動(dòng)比 輪系的功用輪系的功用 輪系的設(shè)計(jì)輪系的設(shè)計(jì) 了解輪系的組成和分類(lèi)；了解輪系的組成和分類(lèi)； 掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和混合輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算方法；掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和混合輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算方法； 了解輪系的了解輪系的主要功用和輪系的設(shè)計(jì)方法主要功用和輪系的設(shè)計(jì)方法本章教學(xué)目的本章教學(xué)目的本章教學(xué)內(nèi)容本章教學(xué)內(nèi)容第十一章第十一章 輪系及其設(shè)計(jì)輪系及其設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)： 輪系傳動(dòng)比的計(jì)算輪系傳動(dòng)比的計(jì)算 輪系的功用輪系的功用11-1 11-1 輪系及其分類(lèi)輪系及其分類(lèi)（導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置）（導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置）v輪系：由一系列的齒

2、輪所組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。輪系：由一系列的齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。一、輪系的分類(lèi)：一、輪系的分類(lèi)： 指各齒輪軸線(xiàn)的位置都指各齒輪軸線(xiàn)的位置都相對(duì)機(jī)架固定不動(dòng)的齒輪相對(duì)機(jī)架固定不動(dòng)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)。1. 定軸輪系定軸輪系（普通輪系）（普通輪系）圓柱齒輪圓柱齒輪圓錐齒輪圓錐齒輪蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿v組成組成1）周轉(zhuǎn)輪系的組成：）周轉(zhuǎn)輪系的組成：2. 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系： 指周轉(zhuǎn)輪系中軸線(xiàn)與主軸線(xiàn)重合，并承受外力矩的構(gòu)件。指周轉(zhuǎn)輪系中軸線(xiàn)與主軸線(xiàn)重合，并承受外力矩的構(gòu)件。 至少有一個(gè)齒輪的軸線(xiàn)（位置不固定）繞另一齒輪的至少有一個(gè)齒輪的軸線(xiàn)（位置不固定）繞另一齒輪的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的

3、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。一、輪系的分類(lèi)（續(xù)）一、輪系的分類(lèi)（續(xù)）v系桿（行星架）：周轉(zhuǎn)輪系中支撐行星輪的構(gòu)件。系桿（行星架）：周轉(zhuǎn)輪系中支撐行星輪的構(gòu)件。v中心輪（太陽(yáng)輪）：軸線(xiàn)固定并與主軸線(xiàn)重合的齒輪。中心輪（太陽(yáng)輪）：軸線(xiàn)固定并與主軸線(xiàn)重合的齒輪。v行星輪：周轉(zhuǎn)輪系中軸線(xiàn)不行星輪：周轉(zhuǎn)輪系中軸線(xiàn)不固定的齒輪。固定的齒輪。2）周轉(zhuǎn)輪系的）周轉(zhuǎn)輪系的基本構(gòu)件：基本構(gòu)件：v機(jī)架：機(jī)架：基本構(gòu)件構(gòu)件v差動(dòng)輪系：差動(dòng)輪系： 自由度為自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系。的周轉(zhuǎn)輪系。3）周轉(zhuǎn)輪系的分類(lèi)：）周轉(zhuǎn)輪系的分類(lèi)：一、輪系的分類(lèi)（續(xù)）一、輪系的分類(lèi)（續(xù)）（2）根據(jù)基本構(gòu)件的組成分：）根據(jù)基本構(gòu)件的組成分：v2K-H型：有

4、型：有2個(gè)中心輪個(gè)中心輪。3K型型周轉(zhuǎn)輪周轉(zhuǎn)輪系系2K-H型周轉(zhuǎn)型周轉(zhuǎn)輪系輪系（1）根據(jù)其自由度的數(shù)目分：）根據(jù)其自由度的數(shù)目分：v行星輪系：行星輪系： 自由度為自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系。的周轉(zhuǎn)輪系。v3K型：有型：有3個(gè)中心輪。個(gè)中心輪。 既包含定軸輪系部分，又包含周轉(zhuǎn)輪系部分，或是由幾既包含定軸輪系部分，又包含周轉(zhuǎn)輪系部分，或是由幾部分周轉(zhuǎn)輪系組成的復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。部分周轉(zhuǎn)輪系組成的復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。3. 復(fù)合輪系：復(fù)合輪系：一、輪系的分類(lèi)（續(xù)）一、輪系的分類(lèi)（續(xù)）11-2 輪系的傳動(dòng)比計(jì)算輪系的傳動(dòng)比計(jì)算一、定軸輪系的傳動(dòng)比一、定軸輪系的傳動(dòng)比1 5 輸入軸與輸出軸之間的傳動(dòng)比為輸入軸

5、與輸出軸之間的傳動(dòng)比為:515115nni輪系中各對(duì)嚙合齒輪的傳動(dòng)比大小為：輪系中各對(duì)嚙合齒輪的傳動(dòng)比大小為：,122112zzi 233223zzi ,344343 zzi 455454 zzi 51 5432432154432312 iiii33 44 4321543215 zzzzzzzzi一般定軸輪系的傳一般定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算公式為：動(dòng)比計(jì)算公式為：所所有有主主動(dòng)動(dòng)輪輪齒齒數(shù)數(shù)連連乘乘積積到到從從所所有有從從動(dòng)動(dòng)輪輪齒齒數(shù)數(shù)連連乘乘積積到到從從BABAiBAAB 如何確定平面定軸輪系中的轉(zhuǎn)向關(guān)系？如何確定平面定軸輪系中的轉(zhuǎn)向關(guān)系？一一對(duì)外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)對(duì)外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)兩輪的轉(zhuǎn)向

6、相反，其傳動(dòng)兩輪的轉(zhuǎn)向相反，其傳動(dòng)比前應(yīng)加比前應(yīng)加 “”號(hào)號(hào)122112zzi 一對(duì)內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)兩一對(duì)內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)兩輪的轉(zhuǎn)向相同，其傳動(dòng)比前輪的轉(zhuǎn)向相同，其傳動(dòng)比前應(yīng)加應(yīng)加“+”號(hào)號(hào)233223zzi 該輪系中有該輪系中有3對(duì)外嚙對(duì)外嚙合齒輪，則其傳動(dòng)比合齒輪，則其傳動(dòng)比公式前應(yīng)加公式前應(yīng)加( 1)3 43215432315 )1( zzzzzzzzi若傳動(dòng)比的計(jì)算結(jié)果為若傳動(dòng)比的計(jì)算結(jié)果為正，則表示輸入軸與輸正，則表示輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)向相同，為負(fù)出軸的轉(zhuǎn)向相同，為負(fù)則表示轉(zhuǎn)向相反。則表示轉(zhuǎn)向相反。如何確定空間定軸輪系中的轉(zhuǎn)向關(guān)系？如何確定空間定軸輪系中的轉(zhuǎn)向關(guān)系？空間定軸輪系傳

7、動(dòng)比前空間定軸輪系傳動(dòng)比前的的“+”、“”號(hào)沒(méi)有號(hào)沒(méi)有實(shí)際意義實(shí)際意義空間定軸輪系中含有軸空間定軸輪系中含有軸線(xiàn)不平行的齒輪傳動(dòng)線(xiàn)不平行的齒輪傳動(dòng)不不平平行行不平行不平行“+”、“”不能表示不不能表示不平行軸之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系平行軸之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系如何表示一對(duì)平行軸齒輪的轉(zhuǎn)向？如何表示一對(duì)平行軸齒輪的轉(zhuǎn)向？機(jī)構(gòu)運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖動(dòng)簡(jiǎn)圖投影方向投影方向齒輪回轉(zhuǎn)方向齒輪回轉(zhuǎn)方向線(xiàn)速度方向線(xiàn)速度方向用線(xiàn)速度方用線(xiàn)速度方向表示齒輪向表示齒輪回轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)方向機(jī)構(gòu)運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖動(dòng)簡(jiǎn)圖投影方向投影方向如何表示一對(duì)圓錐齒輪的轉(zhuǎn)向？如何表示一對(duì)圓錐齒輪的轉(zhuǎn)向？ 向方影投向方影投齒輪回轉(zhuǎn)方向齒輪回轉(zhuǎn)方向線(xiàn)速度方向線(xiàn)速度方向

8、表示齒輪回表示齒輪回轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)方向機(jī)構(gòu)運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖動(dòng)簡(jiǎn)圖投影投影線(xiàn)速度方向線(xiàn)速度方向用線(xiàn)速度方用線(xiàn)速度方向表示齒輪向表示齒輪回轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)方向如何表示蝸桿蝸輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向？如何表示蝸桿蝸輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向？向方影投向方影投蝸桿回轉(zhuǎn)方向蝸桿回轉(zhuǎn)方向蝸輪回轉(zhuǎn)方向蝸輪回轉(zhuǎn)方向蝸桿上一點(diǎn)蝸桿上一點(diǎn)線(xiàn)速度方向線(xiàn)速度方向機(jī)構(gòu)運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖動(dòng)簡(jiǎn)圖右旋蝸桿右旋蝸桿表示蝸桿、蝸輪表示蝸桿、蝸輪回轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)方向蝸桿旋向影響蝸輪的回轉(zhuǎn)方向蝸桿旋向影響蝸輪的回轉(zhuǎn)方向如何判斷蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)向？如何判斷蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)向？右旋蝸桿右旋蝸桿左旋蝸桿左旋蝸桿若右（左）旋蝸桿則以右（左）手握住蝸桿，若右（左）旋蝸桿則以右（左）手握住蝸桿，

9、四指指向蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指指向的相反方向四指指向蝸桿的轉(zhuǎn)向，則拇指指向的相反方向?yàn)閲Ш宵c(diǎn)處蝸輪的線(xiàn)速度方向。為嚙合點(diǎn)處蝸輪的線(xiàn)速度方向。左右手左右手規(guī)則規(guī)則蝸桿的轉(zhuǎn)向蝸桿的轉(zhuǎn)向11-3 -3 周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比一、周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的基本思路一、周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的基本思路（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法）（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法） 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系 定軸輪系定軸輪系（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)）（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)）定軸輪系傳動(dòng)定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算公式比計(jì)算公式求解周轉(zhuǎn)輪系求解周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比的傳動(dòng)比反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加一個(gè)與系桿給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加一個(gè)與系桿H的角速度的角速度大小相等、方向相反的公共角速度大小相等、方

10、向相反的公共角速度 HH構(gòu)件名稱(chēng)構(gòu)件名稱(chēng) 原周轉(zhuǎn)輪系中原周轉(zhuǎn)輪系中各構(gòu)件的角速度各構(gòu)件的角速度轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的角速度構(gòu)件的角速度系桿系桿 0 HHHH 中心輪中心輪1 HH 11行星輪行星輪2 HH 22中心輪中心輪3 HH 33在在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中系桿系桿H變成了機(jī)架變成了機(jī)架把一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系把一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成了定軸輪系化成了定軸輪系二、示例二、示例：構(gòu)件名稱(chēng)構(gòu)件名稱(chēng) 原周轉(zhuǎn)輪系中原周轉(zhuǎn)輪系中各構(gòu)件的角速度各構(gòu)件的角速度轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的角速度構(gòu)件的角速度系桿系桿 0 HHHH 中心輪中心輪1 HH 11中心輪中心輪3 HH 33計(jì)算該轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)（定軸計(jì)算該轉(zhuǎn)化

11、機(jī)構(gòu)（定軸輪系）的傳動(dòng)比：輪系）的傳動(dòng)比：輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸 Hi13H 1H1 H3 H 3 )(12zz )(23zz )(13zz 1331zzHH三、周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的一般公式三、周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的一般公式：112111 nnHnHHnHHnzzzzi 1、上式只適用于轉(zhuǎn)化輪系首末兩輪軸線(xiàn)平行的情況。、上式只適用于轉(zhuǎn)化輪系首末兩輪軸線(xiàn)平行的情況。 2、齒數(shù)比之前要加、齒數(shù)比之前要加“+”號(hào)或號(hào)或“”號(hào)來(lái)表示各對(duì)齒輪之間的轉(zhuǎn)號(hào)來(lái)表示各對(duì)齒輪之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系。在轉(zhuǎn)化輪系中，用畫(huà)箭頭的方法確定。向關(guān)系。在轉(zhuǎn)化輪系中，用畫(huà)箭頭的方法確定。 當(dāng)當(dāng)1、n輪轉(zhuǎn)向相反時(shí)取輪轉(zhuǎn)向相反時(shí)取“-”，

12、當(dāng)，當(dāng)1、n輪轉(zhuǎn)向相同時(shí)取輪轉(zhuǎn)向相同時(shí)取“+”， 3、將、將1、n、H 的數(shù)值代入上式時(shí)，必須同時(shí)帶的數(shù)值代入上式時(shí)，必須同時(shí)帶“”號(hào)。號(hào)。 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：v正號(hào)機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為正號(hào)機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為“+”的周轉(zhuǎn)輪系的周轉(zhuǎn)輪系v負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為“”的周轉(zhuǎn)輪系的周轉(zhuǎn)輪系112111 nnHnHHnHHnzzzzi 在周轉(zhuǎn)輪系各輪齒數(shù)已知的條件下，如果給定在周轉(zhuǎn)輪系各輪齒數(shù)已知的條件下，如果給定 1、 n和和 H中的兩個(gè)，第三個(gè)就可以由上式求出。中的兩個(gè)，第三個(gè)就可以由上式求出。v小結(jié)：小結(jié)：對(duì)于行星輪系，有一個(gè)中心輪的轉(zhuǎn)速為零，這時(shí)在另

13、一對(duì)于行星輪系，有一個(gè)中心輪的轉(zhuǎn)速為零，這時(shí)在另一中心輪和系桿的角速度中，只要再給定一個(gè)，其運(yùn)動(dòng)便是中心輪和系桿的角速度中，只要再給定一個(gè)，其運(yùn)動(dòng)便是確定的了，利用上式便求出該輪系的傳動(dòng)比為：確定的了，利用上式便求出該輪系的傳動(dòng)比為： 1121111nnHnHzzzzii例題例題1 1 如圖所示。已知如圖所示。已知:z1=48, z2=48, z2=18, z3=24, n1=250 r/min, n3=100 r/min, 轉(zhuǎn)向如圖轉(zhuǎn)向如圖 試求試求nH的大小和方向的大小和方向分析：分析：輪系類(lèi)型輪系類(lèi)型錐齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系錐齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各輪轉(zhuǎn)向用箭頭判斷轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中各輪轉(zhuǎn)向用

14、箭頭判斷例題例題解：解：1223Hn1Hn2Hn3Hn1n3Hi13HHnnnn 312312zzzz 3418482448 3410025031 HHHHnnnnnnmin/507350rnH 討論：討論：是否可以將是否可以將n1代為負(fù)，代為負(fù)，n3代為正代為正？試算，分析結(jié)果。試算，分析結(jié)果。nH= 50 r/min ?轉(zhuǎn)向同轉(zhuǎn)向同n1在圖示的周轉(zhuǎn)輪系中，設(shè)已知在圖示的周轉(zhuǎn)輪系中，設(shè)已知 z1=100, z2=101, z2=100, .993 z試求傳動(dòng)比試求傳動(dòng)比 iH1。輪輪3為固定輪為固定輪(即即n3=0)HHii1311 10000999910010099101213213 zz

15、zziH)10000(100001100009999111 HHii 當(dāng)系桿轉(zhuǎn)當(dāng)系桿轉(zhuǎn)10000轉(zhuǎn)時(shí)，輪轉(zhuǎn)時(shí)，輪1轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向與系桿的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向與系桿的轉(zhuǎn)向相同。向相同。解解：例例2:該輪系為行星輪系，其傳動(dòng)比：該輪系為行星輪系，其傳動(dòng)比：v若將若將z3由由99改為改為100，則，則1000010100100100100101213213 zzzziH1001100001010011 Hi當(dāng)系桿轉(zhuǎn)當(dāng)系桿轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)時(shí)，輪轉(zhuǎn)時(shí)，輪1反向反向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。例例2（續(xù)）（續(xù)）1001 Hi行星輪系中行星輪系中從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向不僅與不僅與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向有關(guān)，有關(guān)，而且與輪系中而且

16、與輪系中各輪的齒數(shù)各輪的齒數(shù)有關(guān)。有關(guān)。abcdH已知：已知：Za=100，Zb=101，Zc=99 Zd=100求：求：iHa=？解：解：iHanb=0iHab =baHi1dacbZZZZ11=10000Habi111001009910111abcd 若為定軸輪系若為定軸輪系9999. 010010010199dabcabzzzzi0001. 11abbaii= 0.25%只能用于減速只能用于減速周轉(zhuǎn)輪系可獲得大周轉(zhuǎn)輪系可獲得大傳動(dòng)比傳動(dòng)比1. 對(duì)于由圓柱齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系，行星輪對(duì)于由圓柱齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系，行星輪2與與中心輪中心輪1或或3的角速度關(guān)系可以表示為：的角速度關(guān)系可以表示為：

17、;122112zziHHH 233223zziHHH 2. 對(duì)于由對(duì)于由圓錐齒輪圓錐齒輪所組成的周轉(zhuǎn)輪系，其行所組成的周轉(zhuǎn)輪系，其行星輪和基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)星輪和基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)HH 22HHHi 2112 上述公式只可用來(lái)計(jì)算基本構(gòu)件的上述公式只可用來(lái)計(jì)算基本構(gòu)件的角速度，而角速度，而不能不能用來(lái)計(jì)算行星輪的角速度。用來(lái)計(jì)算行星輪的角速度。本講教學(xué)內(nèi)容本講教學(xué)內(nèi)容 復(fù)合輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算復(fù)合輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算 輪系的功用輪系的功用 輪系的設(shè)計(jì)輪系的設(shè)計(jì)第十一章第十一章 輪系及其設(shè)計(jì)輪系及其設(shè)計(jì)本講教學(xué)目的本講教學(xué)目的 掌握混合輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算方法；掌握混合輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算方法； 了解輪

18、系的了解輪系的主要功用和輪系的設(shè)計(jì)方法主要功用和輪系的設(shè)計(jì)方法本講重點(diǎn)：本講重點(diǎn)： 復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算 輪系設(shè)計(jì)中齒輪齒數(shù)的確定輪系設(shè)計(jì)中齒輪齒數(shù)的確定11-4 -4 復(fù)合輪系的傳動(dòng)比復(fù)合輪系的傳動(dòng)比v關(guān)鍵關(guān)鍵是先要把其中的是先要把其中的周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系部分劃分出來(lái)部分劃分出來(lái)首先找出行星輪，然后找出系桿，以及與行星輪相嚙首先找出行星輪，然后找出系桿，以及與行星輪相嚙合的所有中心輪。合的所有中心輪。每一系桿，連同系桿上的行星輪和與行星輪相嚙合的每一系桿，連同系桿上的行星輪和與行星輪相嚙合的中心輪就組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系中心輪就組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系v在將周轉(zhuǎn)輪系一一找出之后，剩下的便

19、是定軸輪系部分。在將周轉(zhuǎn)輪系一一找出之后，剩下的便是定軸輪系部分。復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算的一般步驟：復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算的一般步驟：v周轉(zhuǎn)輪系的找法：周轉(zhuǎn)輪系的找法：1. 正確劃分輪系中的定軸輪系部分和周轉(zhuǎn)輪系。正確劃分輪系中的定軸輪系部分和周轉(zhuǎn)輪系。3. 將各傳動(dòng)比關(guān)系式聯(lián)立求解。將各傳動(dòng)比關(guān)系式聯(lián)立求解。2. 分別計(jì)算各輪系的傳動(dòng)比。分別計(jì)算各輪系的傳動(dòng)比。1）劃分輪系：）劃分輪系：b. 由齒輪由齒輪2 、3、4及系桿及系桿H所組成的周轉(zhuǎn)輪系部分所組成的周轉(zhuǎn)輪系部分。22040122112 zznni)1(221nn 2）計(jì)算各輪系傳動(dòng)比）計(jì)算各輪系傳動(dòng)比a. 定軸輪系部分定軸輪系部分例例3:如

20、圖所示的輪系中，設(shè)已知各輪齒數(shù)，試求其傳動(dòng)比。如圖所示的輪系中，設(shè)已知各輪齒數(shù)，試求其傳動(dòng)比。解解：a. 由齒輪由齒輪1、2組成定軸輪系部分；組成定軸輪系部分；80,20, 042224 zznnn由由42 HHnnn)2(52Hnn Hnnn10221 1011 HHnni5208011124422zziiHH也可以v輪系的傳動(dòng)比輪系的傳動(dòng)比10522121 HHiiib. 周轉(zhuǎn)輪系部分周轉(zhuǎn)輪系部分244242 zznnnniHHH3）將（）將（1）、（）、（2）聯(lián)立求解：）聯(lián)立求解：圖示為一電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的減速器運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖示為一電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的減速器運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,已知各輪齒數(shù)已知各輪齒數(shù),雙聯(lián)行星輪雙

21、聯(lián)行星輪 2 - 2，中心輪，中心輪1、3， 和系桿和系桿H（齒輪（齒輪5）組成）組成一個(gè)差動(dòng)輪系；一個(gè)差動(dòng)輪系；解解：1）輪系劃分）輪系劃分a）b）齒輪）齒輪3、4、5 組成定軸輪系組成定軸輪系例例4：a）差動(dòng)輪系部分：）差動(dòng)輪系部分：213253513113 zzzziHHH )()(153521321 zzzz2）計(jì)算各輪系傳動(dòng)比）計(jì)算各輪系傳動(dòng)比試求試求: 傳動(dòng)比傳動(dòng)比 i15b）定軸輪系部分）定軸輪系部分113521325115 zzzzzzi 242811878121247833. )( 25353 zz35535353 zzi 3）聯(lián)立）聯(lián)立(1)、(2)求解求解例例4（續(xù)）（續(xù)

22、）H 3例題例題 已知各輪齒數(shù)及已知各輪齒數(shù)及6，求，求3 的大小和方向。的大小和方向。周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系定軸輪系定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比為周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比為23 zz把該輪系分為兩部分把該輪系分為兩部分Hi13H 1 12zz1 1 1 6 )(16 zzH 4 )( 16zz )(51zz )(45zz 6 64116322161326213 )1( zzzzzzzzzzzzzz 代代入入齒齒數(shù)數(shù)6391 11-5 11-5 輪系的功用輪系的功用 利用輪系可以使一個(gè)主利用輪系可以使一個(gè)主動(dòng)軸帶動(dòng)若干個(gè)從動(dòng)軸同時(shí)動(dòng)軸帶動(dòng)若干個(gè)從動(dòng)軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)，并獲得不同的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)，并獲得不同的

23、轉(zhuǎn)速。一、實(shí)現(xiàn)一、實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)分路傳動(dòng)：（某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)圖）（某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)圖） 采用周轉(zhuǎn)輪系，可以在使用采用周轉(zhuǎn)輪系，可以在使用很少的齒輪并且也很緊湊的條很少的齒輪并且也很緊湊的條件下，得到很大的傳動(dòng)比。件下，得到很大的傳動(dòng)比。二、二、獲得較大的傳動(dòng)比獲得較大的傳動(dòng)比三、三、 實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)：1n4n3n 3n 3n在主軸轉(zhuǎn)在主軸轉(zhuǎn)速不變的速不變的條件下，條件下，利用輪系利用輪系可使從動(dòng)可使從動(dòng)軸得到若軸得到若干種轉(zhuǎn)速，干種轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)從而實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)。變速傳動(dòng)。在主軸轉(zhuǎn)速不變的條件下，利用輪系可使從動(dòng)軸得到若在主軸轉(zhuǎn)速不變的條件下，利用輪系可使從動(dòng)軸得到若干

24、種轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)。干種轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)。 在主軸轉(zhuǎn)向不變的條件下，可以改變從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向。在主軸轉(zhuǎn)向不變的條件下，可以改變從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向。四、實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)四、實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)：（導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置）（導(dǎo)彈發(fā)射快速反應(yīng)裝置）（車(chē)床走刀絲杠的三星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)）（車(chē)床走刀絲杠的三星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)）v差動(dòng)輪系差動(dòng)輪系可以把兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)。可以把兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)。1133113 zznnnniHHH)(3121nnnH z1=z3五、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成五、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成v差動(dòng)輪系的運(yùn)動(dòng)合成特性，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、計(jì)算差動(dòng)輪系的運(yùn)動(dòng)合成特性，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、計(jì)算機(jī)構(gòu)和補(bǔ)償調(diào)整等裝置中。機(jī)構(gòu)和補(bǔ)償

25、調(diào)整等裝置中。v差動(dòng)輪系可以將一個(gè)基本構(gòu)件的主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)按所需比例差動(dòng)輪系可以將一個(gè)基本構(gòu)件的主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)按所需比例分解成另兩個(gè)基本構(gòu)件的不同轉(zhuǎn)動(dòng)。分解成另兩個(gè)基本構(gòu)件的不同轉(zhuǎn)動(dòng)。z1=z3 , nH=n4六、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的分解六、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的分解v 汽車(chē)后橋汽車(chē)后橋的差動(dòng)器能根據(jù)汽車(chē)不同的行駛狀態(tài)，自動(dòng)的差動(dòng)器能根據(jù)汽車(chē)不同的行駛狀態(tài)，自動(dòng)將主軸的轉(zhuǎn)速分解為兩后輪的不同轉(zhuǎn)動(dòng)。將主軸的轉(zhuǎn)速分解為兩后輪的不同轉(zhuǎn)動(dòng)。LrLrnn 3114341 nnnn4341nrLrnnrLrn v各齒廓嚙合處的徑向分力和各齒廓嚙合處的徑向分力和行星輪公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心慣性行星輪公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心慣性力得以平衡，可大大改善受力力

26、得以平衡，可大大改善受力狀況；狀況；七、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)七、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)周轉(zhuǎn)輪系常采用多個(gè)行星輪均周轉(zhuǎn)輪系常采用多個(gè)行星輪均布的結(jié)構(gòu)形式布的結(jié)構(gòu)形式v多個(gè)行星輪共同分擔(dān)載荷，多個(gè)行星輪共同分擔(dān)載荷，可以減少齒輪尺寸可以減少齒輪尺寸;v內(nèi)嚙合有效地利用了空間。內(nèi)嚙合有效地利用了空間。（某渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)主減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖）（某渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)主減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖）在較小的外廓尺寸下，在較小的外廓尺寸下，傳遞功率達(dá)傳遞功率達(dá)2850kW11-6 行星輪系的效率行星輪系的效率 輪系廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中，其效率直接影響這些機(jī)械的總效率。行輪系廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中，其效率直接影響這些機(jī)械的

27、總效率。行星輪系效率的變化范圍很大，效率高的可達(dá)星輪系效率的變化范圍很大，效率高的可達(dá)98%以上，效率低的可接近于以上，效率低的可接近于0，設(shè)計(jì)不正確的行星輪系甚至可能產(chǎn)生自鎖。因此，計(jì)算行星輪系的效率就設(shè)計(jì)不正確的行星輪系甚至可能產(chǎn)生自鎖。因此，計(jì)算行星輪系的效率就特別重要。特別重要。機(jī)械效率一般計(jì)算方法：機(jī)械效率一般計(jì)算方法：dfdNNN frrNNN 或或Nf （摩擦損失功率）（摩擦損失功率） 機(jī)械系統(tǒng)Nd （輸入功率（輸入功率）Nr （輸出功率）（輸出功率） 計(jì)算效率時(shí)，可以認(rèn)為輸入功率和輸出計(jì)算效率時(shí)，可以認(rèn)為輸入功率和輸出功率中有一個(gè)是已知的。只要能率確定出摩功率中有一個(gè)是已知的。

28、只要能率確定出摩擦損失功率，就可以計(jì)算出效率。擦損失功率，就可以計(jì)算出效率。計(jì)算行星輪系效率的基本計(jì)算行星輪系效率的基本原理 行星輪系行星輪系 定軸輪系定軸輪系（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)）（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)）計(jì)算定軸輪系計(jì)算定軸輪系摩擦損失功率摩擦損失功率計(jì)算行星計(jì)算行星 輪系效率輪系效率反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法 在不考慮各回轉(zhuǎn)構(gòu)件慣在不考慮各回轉(zhuǎn)構(gòu)件慣性力的情況下，當(dāng)給整個(gè)行性力的情況下，當(dāng)給整個(gè)行星輪系附加一個(gè)的角速度，星輪系附加一個(gè)的角速度，使其變成轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)時(shí)，輪系使其變成轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)時(shí)，輪系中各齒輪之間的相對(duì)角速度中各齒輪之間的相對(duì)角速度和輪齒之間的作用力不會(huì)改和輪齒之間的作用力不會(huì)改變，摩擦系數(shù)也不會(huì)改變。變，摩擦系數(shù)也不

29、會(huì)改變。因此，可以近似地認(rèn)為行星因此，可以近似地認(rèn)為行星輪系與其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中的摩擦輪系與其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中的摩擦損失功率是相等的，也就是損失功率是相等的，也就是說(shuō)可以利用轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)來(lái)求出說(shuō)可以利用轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)來(lái)求出行星輪系的摩擦損失功率。行星輪系的摩擦損失功率。行星輪系行星輪系反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法 定軸輪系（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)）定軸輪系（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)）1M1 1N111 MN )(111HHMN 1MHN1)(1H HN1HN1H12 （齒輪（齒輪1與齒輪與齒輪2的嚙合效率）的嚙合效率）HHN121 H23 （齒輪（齒輪2與齒輪與齒輪3的嚙合效率）的嚙合效率）HHHN23121 Hn1 HnHN11 HnHHHfNNN111 轉(zhuǎn)

30、化機(jī)構(gòu)的摩擦損失功率為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的摩擦損失功率為輸入功率輸入功率輸出功率輸出功率 )1(11HnHN )1)(111HnHM 考慮到考慮到 與與 可能同向也可能異向，所以上式可能同向也可能異向，所以上式中把中把 取絕對(duì)值，表示摩擦損失功率恒為正值。取絕對(duì)值，表示摩擦損失功率恒為正值。1MH 1)(11HM )1( )(111HnHHfMN )1 ()1 (1111HnHM)1( )1(111HnHiN 近似地認(rèn)為行星輪系與其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中的摩擦損失功率相等近似地認(rèn)為行星輪系與其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中的摩擦損失功率相等)1( )1(111HnHHffiNNN 行星輪系的效率行星輪系的效率功率由齒輪功率由齒輪1輸入

31、，由系桿輸出時(shí)的效率輸入，由系桿輸出時(shí)的效率fNN 11NfN)1( )1(111111HnHfHiNNN 1NfNN 1fN)1( )1(11|11111HnHfHiNNN )1( )1(111HnHHffiNNN 功率由系桿輸入，由齒輪功率由系桿輸入，由齒輪1輸出時(shí)輸出時(shí)的效率的效率)1( )1(111HnHHffiNNN 正號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)niini負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)：負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)：其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比01 Hni正號(hào)機(jī)構(gòu)：正號(hào)機(jī)構(gòu)：其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比01 Hni11-7 -7 行星輪系的行星輪系的類(lèi)型選擇及類(lèi)型選擇及設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1. 行星輪系的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍行星輪系

32、的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍一、行星輪系的類(lèi)型的選擇一、行星輪系的類(lèi)型的選擇v正號(hào)機(jī)構(gòu)正號(hào)機(jī)構(gòu)v負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)i1nH 為正值為正值i1nH 為負(fù)值為負(fù)值1）正號(hào)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍）正號(hào)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍一、行星輪系的類(lèi)型的選擇（續(xù)）一、行星輪系的類(lèi)型的選擇（續(xù)）易獲得大的傳動(dòng)比，且機(jī)構(gòu)的尺寸不致于過(guò)大；易獲得大的傳動(dòng)比，且機(jī)構(gòu)的尺寸不致于過(guò)大；效率低，甚至產(chǎn)生自鎖；效率低，甚至產(chǎn)生自鎖；適用于要求傳動(dòng)比很大、傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。適用于要求傳動(dòng)比很大、傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。2）負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍）負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍一、行星輪系的類(lèi)型的選擇（續(xù)）一、行星輪系的類(lèi)型的選擇（續(xù)）效率高；效

33、率高；傳動(dòng)比不太大；傳動(dòng)比不太大；適用于動(dòng)力傳動(dòng)。適用于動(dòng)力傳動(dòng)。輪系類(lèi)型輪系類(lèi)型傳動(dòng)比適用范圍傳動(dòng)比適用范圍類(lèi)型類(lèi)型ai1H=2.8-13類(lèi)型類(lèi)型bi1H=1.14-1.56類(lèi)型類(lèi)型ci1H=8-16類(lèi)型類(lèi)型di1H=2990970. 960950. 1）當(dāng)設(shè)計(jì)的輪系主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)：）當(dāng)設(shè)計(jì)的輪系主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)：一、行星輪系的類(lèi)型選擇（續(xù)）一、行星輪系的類(lèi)型選擇（續(xù)）v若工作所要求的傳動(dòng)比不太大，可根據(jù)具體情況選用若工作所要求的傳動(dòng)比不太大，可根據(jù)具體情況選用上述四種負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)；上述四種負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)； 首先應(yīng)考慮滿(mǎn)足傳動(dòng)比的要求，其次兼顧效率、結(jié)構(gòu)復(fù)首先應(yīng)考慮滿(mǎn)足傳動(dòng)比的要求，其次兼顧效率

34、、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、外廓尺寸和重量。雜程度、外廓尺寸和重量。2. 行星輪系類(lèi)型的選擇行星輪系類(lèi)型的選擇v若工作所要求的傳動(dòng)比大，而對(duì)效率要求不高時(shí)，可若工作所要求的傳動(dòng)比大，而對(duì)效率要求不高時(shí)，可考慮采用正號(hào)機(jī)構(gòu)?？紤]采用正號(hào)機(jī)構(gòu)。一、行星輪系的類(lèi)型選擇（續(xù)）一、行星輪系的類(lèi)型選擇（續(xù)）v當(dāng)所設(shè)計(jì)的輪系除了用于傳遞動(dòng)力外，還要求有較大的當(dāng)所設(shè)計(jì)的輪系除了用于傳遞動(dòng)力外，還要求有較大的傳動(dòng)比，而單級(jí)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)又無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí)：傳動(dòng)比，而單級(jí)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)又無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí)：2）當(dāng)設(shè)計(jì)的輪系主要用于傳遞動(dòng)力時(shí)：）當(dāng)設(shè)計(jì)的輪系主要用于傳遞動(dòng)力時(shí)：v 當(dāng)所設(shè)計(jì)的輪系主要用于傳遞動(dòng)力時(shí)，為了獲得較高的當(dāng)所設(shè)計(jì)的輪系主要用