定轴轮系中各轴转向
机械基础第七章第五节教案：轮系05(世福版)
课程机械基础班级15级加工制造升学1、2班任课教师阙建军钟的齿轮系统大钟的齿轮系统某发动机传动系统《闲置的机器》--《摩登时代》传动比一般不大于5-7 可实现较大的传动比轮系的功用：用于原动机和执行机构之间的运动和动力传（一）轮系的类型、定轴轮系每个齿轮的几何轴线都是固定的.）平面定轴轮系：各齿轮在同一个平面或互相平行的平面内运动。
特点：均是由圆柱齿轮组成，各齿轮轴线平行。
含蜗杆的定轴轮系.swf空间定轴轮系2）周转轮系若轮系中至少有一个齿轮的几何轴线不固定，而绕其它齿轮的固定几何轴线回转，则称为周转轮系。
周转轮系是由中心轮、行星轮和行星架组成的。
在行星轮系中，与行星轮相啮合且轴线位置固定的齿轮称为中心；内齿中心轮称为齿圈；齿轮同时与中心轮和齿圈相啮合，其既做自转又做公转称为行星轮；行星轮系与差动轮系两种。
第一课时．可获得很大的传动比．可作较远距离的传动．可以方便地实现变速和换向要求．可以实现运动的合成与分解一对齿轮传动的传动比不能过大（一般i12=3~5，i max≤8），而采用轮系传动可以获得很大的传动比，以满足低速工作的要求。
．可以方便地实现变速和变向要求滑移齿轮变速机构利用中间轮变向机构转向用画箭头的方法表示，主、从动轮转向相反时，两箭头指向相反。
2，圆柱齿轮啮合－内啮合主、从动轮转向相同时，两箭头指向相同。
两箭头指向或相背啮合点。
4，蜗杆蜗轮啮合传动（二）定轴轮系传动比计算轮系中输入轴的角速度（或转速）与输出轴的角速度（或转速）之比，即：和k分别表示输入和输出轮；也等于各对啮合齿定轴轮系的传动比：等于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。
=各级传动比的连乘积分析如图所示轮系传动路线。
Z1=1,Z 2=48,Z 3=24,Z 4=36,求轮系的传动比。
Z7第三课时当首轮（或末轮）的转向为已知时，其末轮（或首轮）的转向平面定轴轮系：各齿轮在同一个平面或互相平行的平面内运动。
传动比定轴轮系中任意从动齿轮的转速计算
解：轮系的传动比 i总 等于各级齿 轮副传动比的连乘积，所以
i17 i12i34i56i67 3 z 2 z 4 z6 z7 (1) z1 z3 z5 z6 z 2 z 4 z7 28* 60* 28 z1 z3 z5 24* 20* 20
4 .9
n1
i17 为负值，首轮与末轮转速相反
【例2】z1=28，z2=56，z3=38，z4=57，丝杆为Tr50×3。当手轮回转速度n1=50 r/min，回转方向如图所示，试计算砂轮架移动速度，并判断砂轮架移动方向。
解:根据螺母移动速度V计算公式 得
z1 z3 z5 zk 1 v nk Ph n1 Ph z 2 z 4 z6 z k
z3 z6 120*120 16 z1 z4 20* 20
i2、下图所示定轴轮系中，已知：Z1=24, Z2=28, Z3=20, Z4=60, Z5=20, Z7=28, 设齿轮1为主动件，齿 轮7为从动件。试求轮系的传动比i17,并根据齿轮1的回 转方向判定齿轮7的回转方向。
轮系的传动比等于首轮与末轮的转速之比，也等于轮系 中所有从动齿轮齿数的连乘积与所有主动齿轮齿数的连乘积
之比。
复习1、在下图所示轮系中，各 齿轮均为标准齿轮，且 Z1=Z2=Z4=Z5=20,Z3=Z6=120, 齿轮1为主动轮，试求传动比 i16 。
复习2、下图所示定轴轮系中， 已知：Z1=24, Z2=28, Z3=20, Z4=60, Z5=20, Z6=20, Z7=28, 设齿轮1为主动件，齿轮7为从 动件。试求轮系的传动比i17,并 根据齿轮1的回转方向判定齿轮 7的回转方向。
30 * 20 * 30 * 60 1 .5 20 * 40 * 45 * 20
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。
定轴轮系中各轮转向的判断
7 8
小试牛刀：用标箭头的方法标出轮系转动方向
谁 来 秀 一 秀 露 他 一 小 手
提升难度 下面两图中哪个图形代表蜗杆，哪个图形代表蜗轮呢？你 能判断出蜗轮的转动方向么？
2
2
1 1 A图
B图
大展身手：用标箭头的方法标出轮系转动方向
2 3
7
8 6
1
4
5
想对没？
课堂小结
本节课同学们学到了那些知识呢 ？
定轴轮系中各轮转向的判断方法
当首轮（或末轮）的转向为已知时，其 末轮（或首轮）的转向也就确定了，表示方 法可以用 标注箭头 的方法来确定。
注：箭头指向为齿轮可见侧的圆周速度方向
任务一：圆柱齿轮啮合－外啮合
1．数外啮合齿轮的对数方法。 2．画箭头法主、从动轮转向相反时，两箭头指向相反。
圆柱齿轮啮合－内啮合
1、圆柱齿轮在轮系中转动方向的判断。
2、圆锥齿轮在轮系中转动方向的判断。
3、蜗杆传动在不同视图下蜗轮的转动方向。
外啮合反向
内啮合正向
课后作业
1.通过自学的方式了解定轴轮系中各齿轮转 向判定的第二种方法。（数外啮合齿轮的对数方 法） 2.习题册上对应的练习。
谢谢各了 没 有
对于轮系中各齿轮轴线相互平行时，其任意 级从动轮的转向可以通过在图上依次画箭头来确
定，也可以数外啮合齿轮的对数来确定，若齿轮
的啮合对数是偶数，则首轮与末轮的转向相同；
若为奇数，则转向相反。
思考：如图轮系中各轮转向判断是否正确呢？
1 3 2 5 6 4
不正确，右旋应该用右手判断，蜗轮的旋转方向应为逆时针。
1．数外啮合齿轮的对数方法。 2．画箭头法：两轮转向相同
轮系的类型和应用.
H
5 1
H1
H2
1
3
3
4
6
轮系的功用
1、实现相距较远的两轴之间的传动
2.实现分路传动
IV
VI
V
主轴
滚齿机上实现滚刀与轮坯范成运动 的传动简图。
3.实现变速传动
a) 1
2
b)
B 5
A
2
H
6 1’
4
1
2’
3
4.实现换向传动
a)
1
b)
1
2 4
a
3
2
3
5、实现大速比和大功率传动 行星轮系可以由很少几个齿轮获得很大的 传动比，如下图中，若z1=100，z2=101， z2′=100，z3=99，可以求得从系杆到轮1的传 动比
轮系运转时，至少有一个齿轮的几何轴线绕其他 固定轴线作回转运动。
二、周转轮系：
2
4
H O
O
基本周转轮系的组成： 3 1、行星轮： 几何轴线是运动的，至少有一个或有多个。 2、中心轮(太阳轮)： 与行星轮啮合的齿轮,用“K”表示。最多有两个； 特殊时有一个。 3、系杆(转臂)： 支持行星轮的构件.用“H”表示。只有一个。
§6-1
轮系类型：
轮系的类型和应用
轮系:由一系列齿轮组
成的齿轮传动系统。 一、定轴轮系： 在轮系运转时，其各 轮轴线相对机架的位置都 是固定的。如图示。
1、平面定轴轮系：
在定轴轮系中，所有齿轮的轴线均平行；
2、空间定轴轮系：
在定轴轮系中，所有齿轮的轴线不都平行。 1 2 3 4 5 6 7
1
2 3 4
4 13
机械基础第七章 轮系
这种由一系 列相互啮合的齿 轮组成的传动系 统称为轮系。 称为轮系。 称为轮系
第七章 轮系
第一节 轮系分类及应用
1．了解轮系的分类。 2．了解轮系的特点及应用。
第七章 轮系
如图所示的铣床滑移齿轮变速箱、汽车 变速器是如何实现变速和变向的？它们属于 哪种轮系呢？有何特点？
铣床滑移齿轮变速箱
∴nⅣ＝n1 × Z1/ Z2 × Z3/ Z4× Z5/ Z6 nⅣ＝ 1000×1/40×18/54×24/32＝6.25（转/分）
第七章 轮系
【例2】在图示定轴轮系，主动轴Ⅰ上采用一个三联滑移齿轮，若已知轴Ⅰ的转速n1 例 ＝1000转/分，Z1=28，Z2=56，Z3=48，Z4=56，Z5=20，Z6=30，Z7=60，Z8=20，求从动轴 Ⅲ有几种转速？最快转速、最慢转速各是多少？图示情况下轴Ⅱ的转速是多少？ 【解】轮系的传动路线：
Z2 Z4
56×57
当n1=50r/min时，砂轮架移动速度为： V＝n1 Z1Z3 Ph＝50× 28×38×3＝50(mm/min)
Z2 Z4
56×57
因丝杠为右旋，砂轮架向右移动(如图所示)。
第七章 轮系
2．末端是齿轮齿条传动的计算 ．
L＝N末·π·m·Z末＝N1 · 所有主动轮齿轮连乘积 ·π·m·Z末 (mm) 所有从动轮齿轮连乘积 所有主动轮齿轮连乘积 ·π·m·Z末 (mm/min) 所有从动轮齿轮连乘积
40 × 100 × 20 × 30 = −10 20 × 20 × 30 × 20
= (−1) 3
“-”号表示首、末两轮转向相反。
第七章 轮系
【例2】如图所示空间定轴轮系，已 】 知主动轮的转速n1=1000r/min，各齿 轮的齿数Z1=1， Z2=40， Z3=20， Z4=80， Z5=20，Z6=60，求总的传动 比i16？
轮系的传动比计算
Z3 Z1
新能源汽车技术教学资源库
例4-5 图示行星轮系中，已知z1 = 50、z2 = 30、z3 = 100，求传动 比i1H。
解：根据转化轮系法，齿轮1、3和行星架轴线相重合
由
i1H3 =
n1 n3
nH nH
=
z2 z3 z1 z2
=
z3 z1
即
i1H3
=
n1 nH 0 nH
=
100 50
=
2
解得 i1H = n1 / nH = 3
新能源汽车技术教学资源库
例4-6 图示的差动轮系中，已知z1 = 20、z2 = 30、z3 = 80，齿轮 1和齿轮3的转速大小为10r/min，方向相反。求行星架H的转速及传 动比iH1。
解：设齿轮1转向为正，则
n1 10r / min，n3 10r / min
4
1.周转轮系的组成
太阳轮与行星架几何轴线必须重合！
太阳轮
周 转
行星轮
轮 行星架
系 机架
轴线位置固定 既自转又公转 又称系杆
一个基本周转轮系中， 行星轮可有多个，太阳轮的 数量不多于两个，行星架只 能有一个。
太阳轮 行星轮 太阳轮
行星架 机架
ω3
H2
ωH
1
O
ω1
3
周转轮系的分类 差动轮系：太阳轮都能转动的周转轮系； 行星轮系：有一个太阳轮固定不动的周转轮系。
四、混合轮系的传动比计算
1.混合轮系 混合轮系：由定轴轮系 + 周转轮系、或由几个单一的周转
轮系组合而成的轮系。
2.计算混合轮系传动比的方法和步骤：
（1）划分出基本类型的轮系。 （2）分别列出周转轮系和定轴轮系的传动比计算公式。 （3）联立求解，求得所需的参数。
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。
信息工程学院
复习巩固
信息工程学院
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
信息工程学院
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
信息工程学院
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。
信息工程学院
示例：轮系中各齿轮转向的判定
信息工程学院
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。
信息工程学院
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。
信息工程学院
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
山东平度高技
教学目标与要求
知识目标
熟练掌握定轴轮系中各齿轮转向表示方法
能力目标
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
情感目标
重点难点
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。
信息工程学院
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。
信息工程学院
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
同一轴上的齿轮转向相 同，则各箭头同向
信息工程学院
示例：轮系中各齿轮转向的判定
信息工程学院
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。
信息工程学院
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。 。 2、定轴轮系中，某传动比所关联的首、末两轴若 不平行，则判断该轮系首末两轮的旋转方向，只能 用 画箭头 的方法来确定。
信息工程学院
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
信息工程学院
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
信息工程学院
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。
复习巩固
思考： 一、什么是定轴轮系，其作用是什么？
答：在运转时，各轮的轴线在空间的位置都固定不 动的轮系称为定轴轮系。 定轴轮系主要有以下四个方面的作用： 1、联接相距较远的两传动轴 2、获得很大传动比。 3、改变从动轴的转速。 4、改变从动轴的转向。
信息工程学院
定轴轮系中各轴转向
一、定轴轮系中各齿轮转向的判定
信息工程学院
课堂小结
定 轴 轮 系 各 轴 转 向
基本 知识 理解 能力 掌握齿轮转向的直箭头示意法
相互啮合的齿轮转向表示法
应用 能力
能正确判定定轴轮系中各齿轮转向
信息工程学院
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
信息工程学院