1、第8章 轮系 8.1 轮系的分类及应用 8.2 定轴轮系的传动比 8.3 周转轮系的传动比 8.4 混合轮系的传动比 8.5 特殊行星传动简介8.1 轮系的分类及其应用 8.1.1 轮系及其分类由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。轮系可以分成三种基本类型：定轴轮系、周转轮系和混合轮系。1.定轴轮系：各齿轮几何轴线的位置相对于机架固定不动。2.周转轮系：至少有一个齿轮的几何轴线位置相对于机架不固定，而是绕着其他齿轮的固定几何轴线回转。周转轮系又分为差动轮系和行星轮系两种。自由度F=2的周转轮系称为差动轮系。自由度F=1的周转轮系称为行星轮系。3.混合轮系：一个轮系中既有定轴轮系部分，又有周转轮系
2、部分，或者由几部分周转轮系组成。8.1.2 轮系的应用1.实现较远距离传动2.实现分路传动3.实现变速与换向4.获得大的传动比5.实现合成或分解运动8.2 定轴轮系的传动比轮系的传动比通常是指轮系运动时其输入轴与输出轴的转速（或角速度）之比。包括传动比数值的大小和输入轴与输出轴两者的转向关系。11212221nzinz 输入轴输出轴从动轮齿数主动轮齿数23234124241412233441231 231 2()()(1)zz z znzzz ziiiinzzzz z zz z 121221nzinz 322332zninz 343443nzinz(1)mAABBnABinAB 从齿轮 至齿轮
3、 之间啮合的各从动轮齿数连乘积从齿轮 至齿轮 之间啮合的各主动轮齿数连乘积例：求齿轮1至齿轮4之间的传动比定轴轮系中外啮合齿轮的对数平面定轴轮系传动比计算公式：惰轮：只改变传动方向，不改变传动比大小例：图中所示轮系中，设蜗杆1为右旋，转向如图所示，z1=2,z2=40,z2=18,z3=36,z3=20,z4=40,z4=18,z5=45。若蜗杆转速n1=1000rpm,求：内齿轮5的转速和转向。若轮系是含有锥齿轮、螺旋齿轮或蜗轮蜗杆的空间定轴轮系，只能以在图中标注箭头的方法确定各轮的转向。解：传动比大小234511551 23440 36 40 452002 18 20 18z z z zn
4、inz z z z所以151510005()200nnrpmin5的转向则按传动路线，从蜗杆轴其依次以箭头标出。8.3 周转轮系的传动比 8.3.1 周转轮系的组成中心轮/太阳轮 K行星轮系杆H 8.3.2 周转轮系的传动比给整个周转轮系各构件都加上一个与转臂H的转速大小相等、转动方向相反、且绕固定轴线OO回转的公共转速-nH，则转臂可以看成固定不动，于是，该周转轮系转化为定轴轮系。称该定轴轮系为原周转轮系的“转化轮系”1321321313113)1(zzzzzznnnnnniHHHHH转化轮系中齿轮1、3的传动比转化轮系中齿轮1的转速转化轮系中齿轮3的转速转化轮系中齿轮1、3的转向关系 例：
5、已知各轮的齿数为z160，z230，z3=120 求传动比 i1H(1)HmAHABBHnnHinnH 假设 不动时从齿轮A至B间啮合的各从动轮齿数连乘积假设 不动时从齿轮A至B间啮合的各主动轮齿数连乘积平面周转轮系计算公式：转化轮系中外啮合齿轮的对数213223113)1(zzzznnnniHHH10010099101 例：已知各轮的齿数为z1100，z2101，z2=100,z3=99,求传动比 iH1解得 i1Hn1/nH=1/10000因此 iH1nH/n1=10000解：几种典型的周转轮系：21323113zzzznnnniHHHHHnn010040188027 例：例：锥齿轮组成的
6、行星轮系中，各轮的齿数为：z118，z227，z240，z380。n1100rmin。求：转臂H的转速nH和转向。解：解得 nH25（rmin）正号表示nH的转向与n1的转向相同。8.4 混合轮系的传动比在机械设备中，除了采用定轴轮系和单一周转轮系外，还大量应用既有定轴轮系又有单一周转轮系或者由n个周转轮系所组成的混合轮系。求解混合轮系的传动比，首先必须正确地把混合轮系划分为定轴轮系与各个单一的周转轮系，并分别列出它们的传动比计算公式，找出其相互联系，然后联立求解。拆分下图混合轮系例例 图中所示为电动卷扬机的传动装置，已知各轮齿数，求i15。正确地找出各个单一周转轮系是求解混合轮系传动比的关键
7、。其方法是：先找出具有动轴线的行星轮，再找出支持行星轮的转臂，最后找出轴线与转臂的回转轴线重合、同时又与行星轮直接啮合的一个或两个中心轮。混合轮系在划出各个单一周转轮系后，剩下的就是一个或多个定轴轮系。解：齿轮1、2-2、3和H组成单一周转轮系12233113zzzznnnniHHH齿轮5、4和3组成定轴轮系比355353zznni)1(12323512235115zzzzzzzzzznni故:8.5 特殊行星传动简介 8.5.1 渐开线少齿差行星传动由中心轮K、行星轮、系杆H和输出机构V组成，一般称为K-H-V传动。中心轮和行星轮的齿数差z1-z2越少，传动比越大，通常齿差为1和2的机构用得
8、最多，故又称齿差传动。渐开线少齿差易发生干涉情况，必须进行复杂的变位计算。22212HHnzinzz 8.5.2 摆线针轮行星传动摆线针轮行星传动的中心轮齿廓为针齿销，行星轮齿廓为曲线为短辐外摆线的等距曲线。与渐开线少齿差行星传动相比，其同时啮合齿数多，承载能力强，运动平稳性好，使用寿命长。8.5.3 谐波齿轮传动谐波齿轮传动是利用行星轮弹性变形实现传动的一种少齿差行星齿轮传动。由波发生器H（相当于系杆），带有内齿的钢轮（相当于中心轮）以及带有外齿的柔轮（相当于中心轮）所组成。其优点在于：1、传动比大，单级传动比最大可达5002、无等角速比输出机构，结构简单，体积和质量小3、承载能力高，运动平稳
