定轴轮系
轮系的分类、传动比、及相关计算
加-ωH
构件 原来的转速 1 n1 2 n2 3 n3
转化轮系中的转速 n1H=n1-nH n2H=n2-nH n3H=n3-nH
“－”表示在 转化轮系中齿轮 1和3的转向n1H、 n3H相反，并不
H
nH
nHH=nH-nH=0
H z 2 z3 n1 n1 nH H i13 H n3 n3 nH z1 z2
例3、空间周转轮系传动比计算
已知轮系中各轮齿数为z1=48，z2=48，z2’=18，z3=24， n1=250r/min，n3= 100r/min ，转向如图中实线箭头所示。 试求系杆的转速nH的大小及方向。 解： 划箭头得，转化轮系中 齿轮1、3的转向相反。
z 2 z3 n1 nH ' n3 nH z1 z2
如图所示为滚齿机差动传动机构。已知齿轮1、2、3的齿 数为Z1=Z2=Z3=30，蜗杆4为单头（左旋），蜗轮5的齿数为 Z5=30。当离合器M1、M2接合时，齿轮3的转向如图所示（分齿 运动），转速n3=100rpm；蜗杆4顺时针方向回转（附加运动）， 转速n4=2rpm。试求此时齿轮1传给工作台的转速n1。
n1 100 1 z 2 z3 ( 1 ) 2.5 n3 z1 z2 40 n4 nH 1 z5 z6 ( 1 ) 2.5 n6 nH z4 z5 n3 n4 , n6 0
联立求解，得：
i1H
n1 8.75 nH
例题03
在图示轮系中 ，已知Z1=17，Z2=20，Z3=85，Z4=18， Z5=24，Z6=21，Z7=63，求： （1）当n1=10001r/min，n4=10000r/min时，np=？ （2）当n1=n4时，np=？ （3）当n1=10000r/min，n4=10001r/min时，np=？ 解：
定轴轮系PPT课件
平面轮系
.
空间轮系
4
2.根据轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是 否固定可分为两大类：定轴轮系和周转轮系
轮系
定轴轮系 —— 轮系中所有齿轮的几何轴线都是 固定的
周转轮系—— 轮系中，至少有一个齿轮的几何轴 线是绕另一个齿轮几何轴线转动的。
混合轮系：既含有定轴轮系又含有周转轮系，或包含 有几个基本周转轮系的复杂轮系。
.
6
.
7
定轴轮系
.
周转轮系
8
.
9
.
10
3
I
1
2
4
2
3
5
图 5-1 定. 轴轮系
V
11
3
O3
2
1 2
O2 O3
H O1
图 5-2 周转轮系
.
12
2 3
2
5 4
1
3
图 5-3 混合轮系
.
13
8.2 轮系传动比的计算
.
34
= n7
V8=V7=2 r7n7/60= m Z7n7/60
.
25
图（a）
图（b）
图（c）
.
26
2）．符号表示
当两轴或齿轮的轴线平行时，可以用正号 “+”或负号“”表示两轴或齿轮的转向相同 或相反，并直接标注在传动比的公式中。例如，
iab=10，表明：轴a和b的转向相同，转速比为 10。又如，iab= 5，表明：轴a和b的转向相
反，转速比为5。
.
27
符号表示法在平行轴的轮系中经常用到。由
向，也可以采用画箭头的方法 确定。箭头方向表示齿轮（或 构件）最前点的线速度方向。 作题方法如图所示。
定轴轮轮系传动比计算
定轴轮轮系传动比计算
轮轮系由多个轮组成，每个轮都有自己的半径。
通过留意每个轮的尺寸以及它们之间的关系，我们可以计算出轮轮系的传动比。
传动比的定义是输出轴速度与输入轴速度的比值或输出轴扭矩与输入轴扭矩的比值。
以下是一些常见的定轴轮轮系传动比计算方法：
1.简单轮对传动比计算：
-如果输入轮和输出轮的半径分别为r1和r2，则传动比为r2/r1
2.多个轮对传动比计算（串联）：
- 如果有 n 个轮，每个轮的半径分别为 r1, r2, ..., rn，则传动比为 r2/r1 * r3/r2 * ... * rn/r(n-1)。
3.多个轮对传动比计算（并联）：
- 如果有 n 个轮，每个轮的半径分别为 r1, r2, ..., rn，则传动比为 r1/r2 * r2/r3 * ... * r(n-1)/rn。
4.齿轮传动比计算：
-如果输入齿轮的齿数为z1，输出齿轮的齿数为z2，则传动比为
z2/z1
需要注意的是，以上的计算方法都是基于理想情况下的轮轮系，没有考虑摩擦、弹性变形等因素的影响。
在实际应用中，这些因素可能会导致传动比有所偏差。
另外，还有一些其他的因素会影响传动比，例如链传动系统的张紧程度、皮带传动系统的张力等。
在设计和使用轮轮系时，这些因素也需要被考虑进去。
总结起来，定轴轮轮系传动比可以通过尺寸和关系的分析来计算。
以上提供的方法是一些常见的计算方法，但实际情况会更加复杂。
在实际应用中，可以借助计算机辅助设计软件来进行详细的传动比计算和分析，以确保设计的准确性和可靠性。
机械设计基础轮系
机械设计基础轮系在机械设计中，轮系的设计和布局是至关重要的。
轮系，或者称为齿轮系，是由一系列齿轮和轴组成的，它们通过精确的配合和排列，将动力从一个轴传递到另一个轴，或者改变轴的转速。
这种设计广泛应用于各种机械设备中，如汽车、飞机、机床等。
一、轮系的基本类型根据轮系中齿轮的排列和组合方式，我们可以将其分为以下几种基本类型：1、定轴轮系：在这种轮系中，齿轮是固定在轴上的，因此轴的旋转速度是恒定的。
这种轮系主要用于改变动力的大小和方向。
2、行星轮系：在这种轮系中，有一个或多个齿轮是浮动的，它们可以随着轴一起旋转，也可以绕着轴旋转。
这种轮系主要用于平衡轴的转速和改变动力的方向。
3、差动轮系：在这种轮系中，有两个或多个齿轮的旋转速度是不一样的，它们之间存在一定的速度差。
这种轮系主要用于实现复杂的运动规律。
在设计轮系时，我们需要遵循以下原则：1、确定传递路径：根据机械设备的需要，确定动力从哪个轴输入，需要传递到哪个轴。
2、选择合适的齿轮类型：根据需要传递的动力大小、转速等因素，选择合适的齿轮类型（直齿、斜齿、锥齿等）。
3、确定齿轮的参数：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定齿轮的模数、齿数、压力角等参数。
4、确定齿轮的排列方式：根据需要实现的传动比、转速等因素，确定齿轮的排列方式（串联、并联等）。
5、确定轴的结构形式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定轴的结构形式（实心轴、空心轴、悬臂轴等）。
6、确定支承形式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定支承形式（滚动支承、滑动支承等）。
7、确定润滑方式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定润滑方式（油润滑、脂润滑等）。
在满足设计要求的前提下，我们还可以通过优化设计来提高轮系的性能。
以下是一些常用的优化方法：1、优化齿轮参数：通过调整齿轮的模数、齿数、压力角等参数，来提高齿轮的承载能力和降低噪声。
2、优化齿轮排列：通过优化齿轮的排列方式，来提高传动效率、降低传动噪声和减少摩擦损失。
定轴轮系传动比的计算
§5-6 定轴轮系传动比的计算一、轮系的基本概念●轮系：由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统；●轮系的分类：定轴轮系：所有齿轮轴线的位置固定不动；周转轮系：至少有一个齿轮的轴线不固定；●定轴轮系的分类：平面定轴轮系：轴线平行；空间定轴轮系：不一定平行；●轮系的传动比:轮系中首、末两轮的角速度(或转速)之比，包括两轮的角速比的大小和转向关系。
传动比的大小：当首轮用“1”、末轮用“k”表示时，其传动比的大小为： i1k＝ω1/ωk＝n1/n k传动比的方向：首末两轮的转向关系。
相互啮合的两个齿轮的转向关系：二、平面定轴轮系传动比的计算特点：●轮系由圆柱齿轮组成，轴线互相平行；●传动比有正负之分: 首末两轮转向相同为“+”，相反为“-”。
1、传动比大小设Ⅰ为输入轴，Ⅴ为输出轴；各轮的齿数用Z来表示；角速度用ω表示；首先计算各对齿轮的传动比：所以：结论：定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积，其值等于各对齿轮的从动轮齿数的乘积与主动轮齿数的乘积之比；2、传动比方向在计算传动比时，应计入传动比的符号：首末两轮转向相同为“+”，相反为“-”。
（1）公式法式中：m为外啮合圆柱齿轮的对数举例：（2）箭头标注法采用直接在图中标注箭头的方法来确定首末两轮的转向，转向相同为“+”，相反为“-”。
举例：122112zzi==ωω32223332zizωωωω'''===33434443zizωωωω'''===455445zzi==ωω11211)1(--==kkmkk zzzziωω三、空间定轴轮系的传动比特点：●轮系中包含有空间齿轮（如锥齿轮、蜗轮蜗杆、螺旋齿轮等）； ●首末两轮的轴线不一定平行。
1 传动比的大小2 传动比的方向注意：只能采用箭头标注法，不能采用(-1)m 法判断。
分两种情况讨论：情况1：首、末两轮轴线平行传动比计算式前应加“+”、“-”号，表示两轮的转向关系。
第十章-轮系
z2 z1
17 27
n1=3000rpm nH=920rpm 得n2 = 2383.5rpm
注意：空间轮系的方向只能用箭头画，但 在公式中一定要反映出正负号来！！
例题2
i13H
n1H n3H
n1 nH n3 nH
z2z3 z1z2'
3080 2.4 20 50
若 n1=50rpm
利用公式计算时应注意：
（1）公式只适用于齿轮1、齿轮k和 系杆H三构件的轴线平行或重合的情况， 齿数比前的“+”、“”号由转化轮系按定 轴轮系方法确定。
i1H3
1 H 3 H
z3 z1
i1H2
1 2
H H
（2） ω1、ωk、ωH均为代数值，代入公式计算时要带上相应 的“+”、“”号，当规定某一构件转向为“+”时，则转向与
最后 i14 = n1/n4= i13 X i34 =-10.13X( -1.67)=16.9
也可: i1H = i15 =n1/n5 = 43.9 i54 =n5/n4 =z4/z5 = 30/78=0.385
最后 i14 = n1/n4= i15 X i54 =43.9X 0.385=16.9
例题：在图示双螺旋桨飞机的减速器中，已知
1、轮系中各轮几何轴线均互相平行
i1N
1 N
n1 nN
(1)k
所有从动轮齿数乘积 所有主动轮齿数乘积
k 为外啮合次数！ 若计算结果为“+”，表明首、末 两轮的转向相同；反之，则转向相反。
规定：
外啮合：二轮转向相反，用负号“－”表示；
内啮合：二轮转向相同，用正号“＋”表示。
2、轮系中所有各齿轮的几何轴线不都平行，但首、末 两轮的轴线互相平行
定轴轮系传动比的计算
4)iGKH ≠iGK iGKH —为转化轮系中G、K两轮的转速之比，其大小及正负号按定轴轮系传动比
的计算方法确定；
iGK —为行星轮系中由G、 K两轮的转速之比，其大小及正负号须按上式计算后
方能确定。
4.确定转化轮系的传动比符号 1）转化轮系中，所有齿轮的轴线均平行，直接按（-1）m表示转化
一.定轴轮系传动比计算
1.轮系传动比概念
在轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转 速）之比，称为轮系的传动比。
iab=ωa/ωb = na/nb 式中iab ——定轴轮系传动比
ωa 、 ωb ——输入、输出轴的角速度（rad/s） na 、nb——输入、输出轴的转度（r/min）
1 3 2ˊ
2
3ˊ 4 5
轮系传动比符号，m—表示转化轮系中外啮合齿对数。
2）对于锥齿轮行星轮系，首末两轮轴线平行，应对各对齿逐对标出转向， 若首、末两轮转向相同，转化轮系传动比为正，反之为负。
行星轮系
锥齿轮行星轮 系
例14－3 如图所示的行星轮系中，各齿轮的齿数为Z1=27、Z2=17 、 Z3=61，转速n1=6000r/min,转向见图。求传动比i1H及nH
2 H
n1 1 3
例14－4 如图所示的锥齿轮行星轮系中，各齿轮的齿数为Z1=20、 Z2=30、Z2ˊ=50 、Z3＝80，已知转速n1=100r/min。试求行星架的转速nH
2' 2
3 H
1
例14－5 如图所示大传动比行星轮系中，各齿轮的齿数为Z1=100、 Z2=101、Z3=100 、Z4＝99。试求iH1
1
3
4ˊ
2ˊ 4
5
8
2
机械设计基础-轮系
§7-4 复合轮系传动比计算
除了前面介绍的定轴轮系和周转轮系以外， 机械中还经常用到复合轮系。复合轮系常以 两种方式构成： ① 将定轴轮系与基本周转轮系组合； ② 由几个基本周转轮系经串联或并联而成。
由于整个复合轮系不可能转化成为一个定 轴轮系，所以不能只用一个公式来求解。计 算复合轮系时，首先必须将各个基本周转轮 系和定轴轮系区分开来，然后分别列出计算 这些轮系的方程式，最后联立解出所要求的 传动比。
28
作业
P140 题7-10（定轴轮系） 题7-11（周转轮系） 题7-12 （周转轮系） 题7-13 （复合轮系）
iab
a b
na nb
轮a至轮b所有从动轮齿数之积 轮a至轮b所有主动轮齿数之积
当所有齿轮的轴线平行时，两轮转向的同异可用传动比的正负表 达。两轮转向相同时，传动比为“+”；两轮转向相反时，传动 比为“-”。因此，平行轴间的定轴轮系传动比计算公式为：
iab
a b
na nb
(1)m
轮a至轮b所有从动轮齿数之积 轮a至轮b所有主动轮齿数之积
剩下的齿轮3‘、４、5是一个定轴轮系。
解：对定轴轮系
i53'
5 3'
-
z
' 3
z5
3'
-
z5
z
' 3
5
(a)
对周转轮系
i1H3
1 -5 3 -5
-
z2z3 z1z 2 '
1
-
z2z3 z1z 2 '
(3
-5)
5
(b)
(a)式代入(b)式
1
-
z2z3
z1z
定轴轮系传动比的计算
定轴轮系传动比的计算在机械传动系统中，传动比指的是输入轴和输出轴之间的转速或转矩比值。
定轴轮系是常见的传动形式之一，其传动比可在设计中给定或计算得到。
本文将介绍定轴轮系传动比的计算方法，并结合实例进行说明。
定轴轮系传动比计算是基于轮系的齿轮参数进行的。
对于一个定轴轮系，通常包含两个或多个齿轮，其中一个齿轮固定在输入轴上，称为主动齿轮；其他齿轮则固定在输出轴或其他齿轮上，称为从动齿轮。
传动比的计算主要依赖于齿轮的齿数和模数等参数。
传动比的计算公式如下：传动比=(主动齿轮齿数/从动齿轮齿数)*(从动齿轮模数/主动齿轮模数)首先，需要明确所需要计算的是速比还是力比。
速比是输出轴速度与输入轴速度之比，力比是输出轴扭矩与输入轴扭矩之比。
这两种比值在实际应用中有不同的需求和意义。
以速比为例，假设一个齿轮传动系统，主动齿轮齿数为N1，模数为M1；从动齿轮齿数为N2，模数为M2、传动比就可以根据上述公式计算得到。
举例来说，假设主动齿轮有20齿(N1=20)，模数为2(M1=2)，从动齿轮有60齿(N2=60)，模数为5(M2=5)。
将这些参数代入传动比公式，计算得到传动比为：传动比=(20/60)*(5/2)=0.4167这意味着输入轴每转一圈，输出轴将转0.4167圈。
也就是说，输出轴的转速是输入轴转速的0.4167倍。
类似地，如果需要计算力比，则可以根据上述公式进行类似的计算。
但需要注意的是，力比与速比不同，它不仅取决于齿数，还与轴的半径和材料等因素有关。
在实际设计中，为了满足特定的工作要求，传动比往往需要进行合理的选择和优化。
可以通过修改主动齿轮和从动齿轮的参数，如齿数、模数等，来实现不同的传动比。
同时，还需要考虑齿轮的尺寸、轴距、强度等因素，以保证传动系统的可靠性和效率。
总而言之，定轴轮系传动比的计算依赖于齿轮的齿数和模数等参数。
通过应用传动比公式，可以计算出期望的速比或力比。
在实际应用中，还需要综合考虑其他因素，以确定最优的传动方案。
机械设计基础之轮系详解
机械设计基础之轮系详解在机械工程中，轮系的设计与使用至关重要。
轮系主要由一系列相互啮合的齿轮组成，通过齿轮的旋转运动，可以实现动力的传输、速度的改变、方向的转换等功能。
本文将详细解析轮系的基本概念、类型及设计要点。
一、轮系的类型根据齿轮轴线的相对位置，轮系可以分为两大类：平面轮系和空间轮系。
1、平面轮系：所有齿轮的轴线都在同一平面内。
这种类型的轮系在机械设计中最为常见，包括定轴轮系、周转轮系和混合轮系。
2、空间轮系：齿轮的轴线不在同一平面内，而是相互交错。
这种类型的轮系相对复杂，包括差动轮系和行星轮系。
二、定轴轮系定轴轮系是最简单的轮系类型，所有齿轮的轴线都固定在同一轴线上。
这种轮系的主要功能是通过齿轮的旋转实现动力的传输和速度的改变。
定轴轮系的传动比可以根据齿轮的齿数和转速计算得出。
三、周转轮系周转轮系的齿轮轴线可以绕着其他齿轮的轴线旋转。
这种轮系的主要功能是通过齿轮的旋转实现动力的传输和速度的改变，同时还能实现方向的转换。
周转轮系的传动比可以根据齿轮的齿数和转速计算得出。
四、混合轮系混合轮系是定轴轮系和周转轮系的组合。
这种轮系的优点是可以实现更复杂的运动和动力传输，同时具有较高的传动效率。
混合轮系的传动比可以根据定轴轮系和周转轮系的传动比计算得出。
五、差动轮系差动轮系是一种空间轮系，其特点是两个齿轮的轴线可以不在同一平面内。
这种轮系的主要功能是通过齿轮的旋转实现动力的传输和速度的改变，同时还能实现方向的转换。
差动轮系的传动比可以根据齿轮的齿数和转速计算得出。
六、行星轮系行星轮系是一种空间轮系，其特点是至少有一个齿轮的轴线可以绕着其他齿轮的轴线旋转。
这种轮系的主要功能是通过齿轮的旋转实现动力的传输和速度的改变，同时还能实现方向的转换。
行星轮系的传动比可以根据齿轮的齿数和转速计算得出。
七、设计要点在设计和使用轮系时，需要考虑以下几点：1、传动比：根据实际需求选择合适的传动比，以保证轮系的传动效率和稳定性。
定轴轮系的类型及其应用课件
• 定轴轮系概述
• 定轴轮系的参数计算 • 定轴轮系的维护与保养
01
定轴轮系概述
定轴轮系的定义
定轴轮系是指由一系 列固定轴线上的齿轮 组成的传动系统。
这些轴线在空间中构 成一条路径，称为传 动轴线。
每个齿轮的轴线都固 定，并与相邻的轴线 平行或相交。
定轴轮系的组成
承受较大载荷
蜗轮蜗杆定轴轮系可以承受较大的 载荷，适用于传递大功率的动力。
链传动定轴轮系的应用
传递运动
链传动定轴轮系可以将一个轴上的旋 转运动传递到另一个轴上，同时也可 以改变旋转方向。
适应较大距离
承受较大载荷
链传动定轴轮系可以承受较大的载荷， 适用于传递大功率的动力。
链传动定轴轮系可以适应较大的距离， 适用于需要较长传动距离的场合。
平行轴定轴轮系：各齿轮的轴线相互平行，齿轮的旋转轴线与主轴线共 线。这种类型的定轴轮系适用于传递动力或改变转速的场合。
交错轴定轴轮系：各齿轮的轴线相互交错，齿轮的旋转轴线与主轴线不 共线。这种类型的定轴轮系适用于需要改变旋转方向或旋转角度的场合。
圆锥齿轮定轴轮系
圆锥齿轮定轴轮系由一系列圆锥齿轮按一定传动比啮合而成。圆锥齿轮具有较大的 传动比和较高的承载能力，适用于传递大功率、大扭矩的场合。
定轴轮系的应用
圆柱齿轮定轴轮系的应用
01
02
03
传递运动
圆柱齿轮定轴轮系可以将 一个轴上的旋转运动传递 到另一个轴上。
改变转速
通过改变齿轮的齿数和转 速比，可以改变输出轴的 转速。
改变方向
通过使用正齿轮或斜齿轮， 可以改变旋转方向。
圆锥齿轮定轴轮系的应用
传递运动
§11.2 定轴轮系的传动比
齿轮回转方向
用线速度方向表 示齿轮回转方向
投影方向
机构运 动简图 投影方向
机械设计系 机械设计系
§11.2 定轴轮系的传动比
• 2.首末两轮的转向
• （1）平面定轴轮系
一对齿轮的传动比：
1 1 2 2
i12=
±
z2 z1
“+”号表示内啮合两轮转向相同， “-”号表示外啮合两轮转向相反。
空间定轴轮系传动比前 的“+”、“－”号没有实 际意义。
不平行
机械设计系 机械设计系
§11.2 定轴轮系的传动比
• 2.首末两轮的转向
• （2）空间定轴轮系
如何表示一对圆锥齿轮的转向？
机构运动简图
线速度方向
表示齿轮回转方向 用线速度方向表 示齿轮回转方向 齿轮回转方向
机械设计系 机械设计系
§11.2 定轴轮系的传动比
向关系则必须在机构简图上用箭头来表示。
1 z2 zk i1k k z1 zk 1
机械设计系 机械设计系
§11.2 定轴轮系的传动比
• 2.首末两轮的转向
• （2）空间定轴轮系
• 空间定轴轮系中含有轴 线不平行的齿轮传动；
不 平 行
•
•
“+”、“－”不能表示 不平行轴之间的转向关系；
§11.2 定轴轮系的传动比
• 2.首末两轮的转向
3
• （1）平面定轴轮系
1 3 z 2 z 3 z 4 z5 i15 ( 1) z4 5 z1 z2 z3
2 1 3' 4 5
4'
1 m z2 zk i1k (1) k z1 zk 1
《机械设计基础》第5章 轮系
解：差动轮系：1—2—3（H）
i13
H
=
n1 n3
nH nH
=
-
z2 z1
•
z3 z2
=
-
z3 z1
设轮1的转向为正（即n1=10 ） ， 则轮3的转向为负（即n3= -10） 。故
n1 n3
10 nH = -90/30 =-3
10 nH
解得：nH = -5rpm（与轮1的转向相反） i1H = n1 / nH =10/-5= -2（轮1与行星架H的转向相反）
如图a：整个轮系加上 “-nH” ，周转轮
系部分
定轴轮系，但定
图a
轴轮系部分
周转轮系；
如图b：由于各个周转轮系有不同的nH， 无法加上一个公共角速度“-
nH1”或“-nH2”来将整个轮系转 化为定轴轮系。
图b
计算复合轮系传动比的正确方法是：（计算步骤） 1、首先分析轮系，正确区分各个基本轮系（即单一的定
而是绕其它齿轮的固定轴线回转；
2）再找行星架（1个） ：支承行星轮的构件（注：其形 状不一定是简单的杆件，有时是箱体或齿 轮，同一行星架上可能有几个行星轮）；
3）最后找太阳轮（1~2个）：与行星轮啮合且几何轴线是 固定的、并与行星架的轴线重合。
则：每个行星架 + 此行星架上的行星轮 +与行星轮啮合的太阳轮 = 1个周转轮系。
2、5的转向相同）
∴
i17=
z2 z1
•
z3 z 2
•
z4 z3
•
z5 z4
•
z6 z5
•
z7 z6
上例中的轮4，其齿数多少不影响传动比的大小，只
起改变转向的作用，在轮系中的这种齿轮称为惰轮（过桥
定轴轮系
i12
n1 n2
z2 z1
=-2
i1H = n1 /nH = -10 负号说明行星架H与齿轮1转向相反。
8.3 轮系的功用
轮系的功用
1.实现分路传动
轮系的功用
2.获得大的传动比
一对外啮合圆柱齿轮传动，其传动比一般可为i<=5-7。 但是行星轮系传动比可达i=10000,而且结构紧凑。 3.实现换向传动
Ch8 轮系
8.1 概述 8.2 轮系传动比的计算 8.3 轮系的功用
8.1 概述
现代机械中，为了满足不同的工作要求只用一对齿 轮传动往往是不够的，通常用一系列齿轮共同传动。 这种由一系列齿轮组成的传动系统称为齿轮系（简称 轮系）。本章主要讨论轮系的类型、传动比计算及轮 系的功用。
一 轮系的类型
方向判断如图所示。
2、从动轮转向
确定从动轮的转向，只能采用画箭头的方法。圆锥齿轮 传动，表示齿轮副转向的箭头同时指向或同时背离节点。 蜗杆传动，从动蜗轮转向判定方法用蜗杆“左、右手法 则”：对右旋蜗杆，用右手法则，即用右手握住蜗杆的 轴线，使四指弯曲方向与蜗杆转动方向一致，则与拇指 的指向相反的方向就是蜗轮在节点处圆周速度的方向。 对左旋蜗杆，用左手法则，方法同上。
2、从动轮转向的确定 平面定轴轮系从动轮的转
向，也可以采用画箭头的方法 确定。箭头方向表示齿轮（或 构件）最前点的线速度方向。 作题方法如图所示。
法二
惰轮：不影响传动比大小，只起改变从动轮转 向作用的齿轮。3、ຫໍສະໝຸດ 动轮转动方向总结1）．箭头表示
轴或齿轮的转向一般用箭头表示。当轴线 垂直于纸面时，图a表示背离纸面，图b表示 指向纸面。当轴线在纸面内，则用箭头表示 轴或齿轮的转动方向，如图c所示。
定轴轮系的类型及其应用
2、获得大的传动比：在一般齿轮传动
中，一对啮合齿轮的传动比不能很大，否 则传动装置会过于庞大。当两轴之间传动 比很大时，可采用一系列的齿轮将主动轴 和从动轴联接起来。
3、改变从动轴的转速
4、改变从动轴的转向
输入轴
输出轴
在主动转速
和转向不变的情
况下，利用轮系
一般情况下，同一系杆上一套行星轮和与这套 行星轮啮合的两个中心轮组成一个基本的周转 轮系。
定轴轮系
(1).平面轮系： 如果轮系中各齿轮的轴线互相平行，称为平面定轴轮 系。（全部是圆柱齿轮）
(2).空间轮系 ：
如果轮系中各齿轮的轴线不完全平行，称为空间定轴轮 系。（有圆锥齿轮传动或蜗杆传动）。
齿轮系的功用
轮系的类型和应用
一对或多对齿轮相互啮合组成的传动系 统称为轮系。
轮系的类型
定轴轮系： 所有齿轮的轴线位置固定
周转轮系： 轮系中有些齿轮的轴线作周转运动
定轴轮系
周转轮系
2
H 1
3
轴线作周转运动的 齿轮叫行星轮。
2
带动行星轮转动
H
的构件称为系杆
2〃 （转臂）。
1 2′
3
轴线固定且与行 星轮相啮合的齿 轮叫中心轮。
可使从动轴获得
不同转速和转向。
如图所示汽
车变速箱，按照
不同的传动路线，
输出轴可以获得
四挡转速(见下 表)。
定轴齿轮系传动比的计算
轮系的传动比: 轮系中输入轴和输出轴(即首、末两轮) 角速度（或转速）的比值。
iab
a b
na nb
zb za
a——输入轴 b——输出轴
一、定轴轮系中齿轮传动方向的确定(图上画箭头)
第11章 轮系
i 解：
H 13
z 2 z3 z3 n1 − n H = =− =− n3 − n H z1 z 2 z1
n1 − n H 80 =− = −4 0 − nH 20 n1 i1H = = 1 − (−4) = 5 nH
1 n4 z5 i45 = =− =− 2 n5 z4
n1 1 i15 = = i14i45 = 5 × (− ) = −2.5 n5 2
解：（1）. 1，2，3，4为行星轮系，4， 为行星轮系， 和机架为定轴轮系。 5和机架为定轴轮系。
4 i13 =
z z n1 − n4 60 =− 2 3 =− = −3 z1 z 2 20 0 − n4
n4 z 5 40 = = = 40 n5 z 4 1
4 ∴ i14 = 1 − i13 = 4
知识提炼与精讲
1．轮系的分类
(1) 定轴轮系：各个齿轮的轴线位置相对于机架都是固定的轮系。 定轴轮系：各个齿轮的轴线位置相对于机架都是固定的轮系。 定轴轮系又可分为平面定轴轮系和空间定轴轮系。 定轴轮系又可分为平面定轴轮系和空间定轴轮系。 (2) 周转轮系(基本周转轮系)：各齿轮中有一个或几个齿轮轴 周转轮系(基本周转轮系) 线的位置是绕着其他齿轮的固定轴线回转的轮系。 线的位置是绕着其他齿轮的固定轴线回转的轮系 。 周转轮系按 其自由度的数目分为：差动轮系——自由度为 自由度为2 其自由度的数目分为：差动轮系——自由度为2的周转轮系和行 星轮系——自由度为 的周转轮系。 自由度为1 星轮系——自由度为1的周转轮系。 (3) 复合轮系：既包含有定轴轮系又包含有周转轮系或由几个 复合轮系： 基本周转轮系组成的复杂轮系。 基本周转轮系组成的复杂轮系。
5.轮系的主要功用 5.轮系的主要功用
定轴轮系
2．定轴轮系的传动比计算 平面定轴轮系： 定轴轮系的传动比＝（-1）m m——外啮合齿轮的对数 空间定轴轮系： 用标注箭头的方法来确定。 所有从动轮齿数的连乘积 所有主动轮齿数的连乘积
-ωH
§11-3 周转轮系的传动比
1．差动轮系的传动比 设差动轮系中的两个太阳轮分别为m和n，行星轮架为H，则 其转化轮系的传动比为：
=ω i ω
H mn
H m H n
ω −ω = ω −ω
m n
H H
＝（-1）m
在转化轮系中由m至n各从动轮齿数的乘积 在转化轮系中由m至n各主动轮齿数的乘积
式中m——外啮合齿轮的对数 而ωm、ωn、ωH均为代数值，在使用时要带有相应的“±”号。 2．行星轮系的传动比
i
mH
= 1 − i mn = nm / nH
H
定轴轮系中各轴转向
知识目标 能力目标 情感目标 重点难点
教学目标与要求
熟练掌握定轴轮系中各齿轮转向表示方法
正确应用直箭头表示法表示轮系中各齿轮的 转向。
培养学生理解能力和独立解决问题的能力， 培养学生团队合作精神
重点：一对相啮合齿轮转向的判定 难点：用直箭头表示轮系中各齿轮转向方法。
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复习巩固
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相啮合齿轮旋转方向的直箭头示意法
一对内啮合 圆柱齿轮传 动的两轮转 向相同，则 两箭头同向
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相啮合齿轮旋转方向的直箭头示意法
一对外啮合锥齿轮传 动，两箭头相互垂直、 头对头或尾对尾
蜗杆传动应用左、右 手法则判别
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用直箭头表示定轴轮系中各齿轮转向 在判定轮系中各齿轮的转向时应注意，要 按轮系的传动路线由轮系的首端主动轮开始 向后逐级依次进行，直至其末端从动轮。
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示例：轮系中各齿轮转向的判定
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知识拓展与思考
对于平面定轴轮系来说，其首、 末两轮之间的转向关系还可以用传动 中圆柱齿轮副的外啮合次数来判定， 为奇数次时，首、末两轮的转向相反； 若为偶数次，则首、末两轮的转向相 同。
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课堂练习
一、填空题：
1、表示齿轮转动方向一般采用直箭头表示法，直 箭头表示 齿轮可见。侧中点处的圆周运动方向。
直箭头示意法是直箭头表示齿轮可见侧中点处 的圆周运动方向。
由于相啮合的一对齿轮在啮合点处的圆周运动 方向相同，所以表示它们转动方向的直箭头总是 同时指向或同时背离其啮合点。
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相啮合齿轮旋转方向的直箭头示意法
一对外啮合圆柱齿轮传 动的两轮转向相反，则 两箭头反向
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2、如图所示，已知Z1=20，Z2=40，Z3=20，Z4=60，Z5为蜗杆 （双头），Z6=40，Tr40×12(P6)LH,其他参见图，n1=600r/min， 方向如图，试求： （1）n3的转速及转向。 （2）工作台的移动速度和移动方向。 （3）当蜗杆转1周时，工作台的移动距离。
3、图为起重设备传动系统，各已知条件如图所示，试计算并 回答问题：
定轴轮系教案
教学目标：
1.掌握轮系中各种齿轮方向的判别 2.掌握轮系中末端带移动件的传动比及转速计算 3.理解惰轮的作用
教学重、难点：
1、轮系的传动比大小和方向判定 2、轮系中蜗杆蜗轮方向判定 3、末端移动件位移距离计算
定轴轮系方向判别
1 计算法
(-1)m m——外啮合齿轮对数
适用于平行轴轮系 2 箭头图示法
锥齿轮——箭头同时指向啮合点或背离啮合点 蜗杆蜗轮——用左右手螺旋定则判定
适用于各种轴线位置轮系
1
Ⅰ
5
Ⅱ
2
Ⅳ6
9
Ⅵ
34 Ⅲ
Ⅴ
7
8
惰轮
只改变齿轮副中从动轮回转方向， 而不影响齿轮副传动比大小的齿 轮称为惰轮
例图
2
3
Ⅱ 1
Ⅰ
5
Ⅲ
6
4 Ⅳ
传动比计算：
i1k
n1 nk
z2 z4 z6 L zk z1z3 z5 L zk 1
（1）求重物G每分钟被提升的高度H。
（2）标出重物上升时电机的回转方向。
复习、布置作业
任意轴转速的计算：
nk
n11 i1k源自n1z1z3 z5 L zk 1 z2 z4 z6 L zk
位移距离L或（V）的计算
末端是螺旋传动：L或（V）= nkph Ph—导程 nk —转速
末端是齿条传动：L（或V）=nkπd=nkπmz m —模数 z —齿数
1、如图的所示的转系中，已知Z1=Z2=Z4=Z5=20，又知已齿轮Z1， Z3，Z4，Z6同轴线，试求： （1）Z3，Z6的齿数。 （2）n1转一转，齿条移动量是多少？并用箭头表示齿条移动方向。