机械原理轮系基础讲解
机械原理 第五章 轮系
3
3 ´
2 ´
2
4 5
将齿数代入上式，即
300 z 2 z3 z 4 z5 3 40 80 15 1 1 w5 z1 z2 z3 z4 20 30 30
H i 13
100 n H 20 25 200 n H 30 25
nH=-100r/min
2） n1与n3 反向，即用 n1=100r/min，n3= -200r/min代入，
i
H 13
100 n H 20 25 200 n H 30 25
可得
nH=700r/min
4．实现运动的合成与分解 运动输入
5 r 4 H
运 n 动 1 输 出
2 1
3 2 H
运 n3 动 输 出
2L
§5-2 定轴轮系的传动比计算 一、轮系传动比的定义
2
3' 1 3 4 4'
w1
w5
5
(avi)
输入轴与输出轴之间
的角速度之传动比:
i15
w1 n 1 w5 n5
包含两个方面：大小与转向
H 43
3
4
联立求解得：
i14 i1H i4 H
63 1 ( ) 588 6 56
§5-3 混合轮系的传动比
3 1 2 4 H 2'
1、复合齿轮系：既含有定轴齿轮系，又含有行星齿轮系 ， 或者含有多个行星齿轮系的传动。 3 H 2' OH 4 4 (1) 6 (2) 5 2 H 3 1
机械原理_ 轮系
设： na转向为正， 则： na=60
nH=180
60 180 60 30 3 nb 180 60 20 2
从而
a
b
nb=260 rpm
为正值说明a 、b两轮转向相同。 (注意：此轮系行星轮转速不能求)
【例3 】图示轮系中，各轮齿za=zg=60 ,zf=20 ,zb=30,
z2′=z4=14, z3=24, z4′=20, z5=24, z6=40,z6′=2, z7=60;
若n1=800 r/min, 求传动比 i17、蜗轮7的转速和转向。
解 ：计算传动比的大小
i
17
n n
1 7
z zz z z z zz zz z z
2 3 4 5 6 1 2' 3 4' 5
①圆锥齿轮传动转向关系：
箭头同时指向节点 或同时背离节点
②蜗轮蜗杆传动转向关系：
右旋蜗杆用左手法则判断 左旋蜗杆用右手法则判断
左（右）手法则：
左（右）手握住蜗杆轴线，四指顺着蜗杆转向，
母指自然伸直的方向表示蜗轮啮合点的速度方向。
齿轮系及其设计
（二）定轴轮系传动比的计算
在图1所示轮系中，各轮齿数分别为： z1、z2 、z3 、z3′、z4、z4′、 z5 各轮转速分别为 n1 n2 n3 n3′n4 n4′n5 . 各对啮合齿轮的传动比为：
§1
齿轮系及其设计
轮系的类型
根据轮系中各齿轮轴线的位置情况进行分类：
轮 系
定轴轮系
—— 轮系运转时各齿轮轴线 的几何位置相对于机架都是固定不动的。
周转轮系 ——至少有一个行星轮的轮系
复合轮系——由定轴轮系和周转轮系组
机械设计基础轮系
机械设计基础轮系机械设计中的轮系是指由轴、轮、轴承等零部件组成的能够传递动力和承受载荷的机械装置。
轮系在众多机械设备和工业领域中广泛应用，具有重要的意义。
本文将介绍机械设计基础轮系的一些重要知识和要点。
一、轮系的定义和基本组成轮系是由轮、轴和轴承等零部件组成的。
轮是指机械装置上的圆盘形零部件，轴是指承载轮的长条形零部件，轴承是指连接轮和轴的支撑零部件。
轮系的基本组成主要有：轮、轴、轴承。
1. 轮：轮通常由金属等材料制成，有多种类型，如齿轮、带轮、链轮等。
轮可以传递动力和承受载荷，是轮系中起着重要作用的部件。
2. 轴：轴是承载轮和传递力矩的零部件，通常由金属等材料制成。
轴可以根据其用途和载荷的特点进行选择，有不同的形状和尺寸。
3. 轴承：轴承是连接轮和轴的支撑零部件，可以减小轮与轴之间的摩擦和磨损，保证轮的平稳运转。
轴承分为滚动轴承和滑动轴承两种类型，可以根据实际需求进行选择。
二、轮系的设计原则在机械设计中，轮系的设计需要遵循一些基本原则，以确保轮系的工作效果和安全性。
1. 传递效率：轮系的设计应该追求传递效率的最大化，使得输入的动力能够尽可能地转化为输出的动力。
传递效率和轮系的几何形状、材料、润滑等因素有关，需要综合考虑。
2. 轴心对称性：轮系的轴心应该保持对称，以减小不平衡力矩和振动。
轴心对称性有助于提高轮系的平稳性和稳定性。
3. 载荷分配：轮系的设计应该合理分配载荷，使得各个轴和轮承受的载荷均衡。
合理的载荷分配有助于减小零部件的磨损和延长轮系的使用寿命。
4. 强度和刚度：轮系的设计需要满足一定的强度和刚度要求，以承受正常工作条件下的载荷和冲击。
强度和刚度的设计需要考虑材料的选择、零部件的形状和尺寸等因素。
三、轮系的选择与应用在机械设计中，根据实际需求和具体情况，选择合适的轮系是非常重要的。
以下是一些常见的轮系选择与应用的案例。
1. 齿轮传动：齿轮传动是一种常见的轮系形式，广泛应用于各种机械设备中。
机械原理轮系
机械原理轮系机械原理轮系是指由轮、带、链或齿轮等传动装置组成的一种机械传动系统，它通过传递动力和运动，实现不同部件之间的协调工作。
在工程和机械设计中，轮系是非常常见和重要的一种传动形式，它广泛应用于各种机械设备和工业生产中。
本文将从轮系的组成、工作原理和应用领域等方面进行介绍。
轮系的组成。
轮系通常由驱动轮和被动轮组成，驱动轮是传递动力的装置，而被动轮则是接受动力的装置。
在轮系中，驱动轮通过各种传动装置（如带、链或齿轮）将动力传递给被动轮，从而实现被动轮的运动。
轮系的组成还包括轴、轴承、支架等零部件，它们共同协作，保证轮系的正常运转。
工作原理。
轮系的工作原理是基于力的传递和转动的机械原理。
当驱动轮受到外部动力作用时，它通过传动装置将动力传递给被动轮，被动轮受到动力作用后开始运动。
在轮系中，传动装置起着至关重要的作用，它能够有效地传递动力，并根据需要进行速度和扭矩的调节。
不同类型的传动装置具有不同的特点和适用范围，工程师需要根据具体的工作要求选择合适的传动装置。
应用领域。
轮系广泛应用于各种机械设备和工业生产中，如汽车、飞机、船舶、机械加工设备等。
在汽车中，轮系通过传动装置将发动机的动力传递给车轮，从而驱动汽车行驶。
在飞机和船舶中，轮系也扮演着重要的角色，它们通过复杂的轮系传动装置，实现飞机和船舶的飞行和航行。
在机械加工设备中，轮系通过不同的传动装置，实现机械设备的各种加工运动，如旋转、升降、前进等。
总结。
机械原理轮系作为一种重要的机械传动形式，具有广泛的应用领域和重要的作用。
它通过传递动力和运动，实现不同部件之间的协调工作，为各种机械设备和工业生产提供了有效的动力支持。
在工程设计和生产实践中，工程师需要充分理解轮系的组成和工作原理，合理选择传动装置，确保轮系的正常运转，从而实现设备的高效运行和生产的顺利进行。
机械基础第八讲—轮系、轴解析
系组成
（1）传动比
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
na nb
a b
1
1
2
1
3
（2）从动轮转动方向
① 内啮合转向相同
2 2
① ②圆柱齿轮 ②锥齿轮
② 外啮合转向相反：同时指向（或背离）啮合点
③蜗杆蜗轮的转向：速度矢量之和必定与螺旋线垂直
差动轮系
行星轮系
（1）传动比大小
i1HK
n1H nKH
n1 nH n nH
K
()
转化轮系从1到K所有从动轮齿数的乘积 转化轮系从1到K所有主动轮齿数的乘积
（2）确定传动比符号
标出反转机构中各个齿轮的转向，来确定传动比符号。当轮1与 轮k的转向相同，取“+”号，反之取“-”号。
考点1 轴的分类、结构和材料 考点2 轴的计算 考点3 轴毂连接的类型
1）制造安装要求
为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶梯状。
装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有砂轮越程槽，车螺 纹的轴端应有退刀槽。
倒角
①②
③
④ ⑤⑥ ⑦
图
2）零件轴向和周向定位
轴肩---阶梯轴上截面变化之处。 零件的轴向定位由轴肩或套筒来实现。 周向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。
汽车发电机转子轴： 27Cr2Mo1V、 38CrMoAlA
铸钢或球墨铸铁： 轴毛坯
不重要或受力小的轴
特殊要求的轴
1、轴的强度计算：
1）按扭转强度计算最小轴径：对于只传递扭转或弯矩很小的圆截
面轴
机械原理轮系基础讲解共29页文档
15、机会是不守纪律的。——雨果
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
机械原理轮系基础讲解
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
机械设计基础第五章轮系
2. 根据周转轮系的组合方式，利用周转轮系传动比计算公式求
03
出周转轮系的传动比。
实例分析与计算
1
3. 将定轴轮系和周转轮系的传动比相乘，得到复 合轮系的传动比。
2
4. 根据输入转速和复合轮系的传动比，求出输出 转速。
3
计算结果：通过实例分析和计算，得到了复合轮 系的输出转速。
05 轮系应用与实例分析
仿真结果输出
将仿真结果以图形、数据等形式输出，以便 进行后续的分析和处理。
实验与仿真结果对比分析
01
数据对比
将实验数据和仿真数据进行对比 ，分析两者之间的差异和一致性 。
结果分析
02
03
优化设计
根据对比结果，分析轮系设计的 合理性和可行性，找出可能存在 的问题和改进方向。
针对分析结果，对轮系设计进行 优化和改进，提高轮系的性能和 稳定性。
04 复合轮系传动比计算
复合轮系构成及特点
构成
由定轴轮系和周转轮系（或几个周转轮系）组合而成，称为复合轮系。
特点
复合轮系的传动比较复杂，其传动比的计算需结合定轴轮系和周转轮系的传动比计算公式进行。
复合轮系传动比计算公式
对于由定轴轮系和周转轮系组成的复合轮系，其传动比计算 公式为：i=n1/nK=(Z2×Z4×…×Zk)/(Z1×Z3×…×Zk-1)×(1)m，其中n1为输入转速，nK为输出转速，Z为各齿轮齿数 ，m为从输入轴到输出轴外啮合齿轮的对数。
火车车轮与轨道
通过轮系保证火车在铁轨 上的平稳运行和导向作用 。
船舶推进器
利用轮系将主机的动力传 递给螺旋桨，推动船舶前 进。
军事装备中轮系应用举例
坦克传动系统
采用轮系实现坦克发动机的动力 输出与行走机构的连接，确保坦 克在各种地形条件下的机动性。
第11章 轮系(OK)——机械原理学习指导资料文档
解
1. 根据同心条件
z7 z5 2z6 18 218 54
15
2. (1)划分基本轮系 差动轮系：1、2-3、4和5 定轴轮系：5、6、7
因为：n4=n7
(2)列方程
i154
n1 n4
n5 n5
z2z4 z1 z 3
18 63 24 21
9 4
i57
n5 n7
z7 z5
54 18
12
（2）快速退回时，齿轮1、4组成定轴轮系
i14
n1 n4
z4 z1
1
手轮转动一周，砂轮横向移动量为：
l sn4 sn1 41 4mm
2. 如手轮圆周刻度为200格，则根 据1（1），慢速 进给时，每格砂 轮架的移动量为
11
1
l sn4 4 sn1 4 4 200 0.005mm
17
解
齿轮1、2、3、4和H组成行星轮系
n1 0
i1H4
n1 nH n4 nH
z2z4 z1 z 3
19 20 10 1918 9
手轮转动一周时，工作台的进给量为：
l
Pn4
1 10
P
nH
1 51 0.2mm 10
i4 H
n4 nH
1 10
18
2.图示为行星搅拌机的机构简图，已知：
13
例3 图示为一电动卷扬机简图，所有齿轮均为标准齿轮，模数 m=4mm，各轮齿数为:
z1 24, z2 z2' 18, z3 z3' 21, z4 63, z5 z6 z6' 18
试求： 1. 齿数z7＝？ 2. 传动比i17＝？
14
分析
利用同心条件可以计算出z7，然后按照复合轮系 的“三步走”即可求解出i17。
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。
工学机械原理轮系课件
w H - w H=0
假想定轴轮系
指给整个周转轮系加上一个“-wH”的公共角速度，使系杆H变为相对固定后，所得到的假想的定轴轮系。
原轮系
转化轮系
转化轮系
2. 转化轮系中各构件的角速度
3. 转化轮系的传动比
可按定轴轮系传动比的方法求得：
传动比计算的一般公式：
1. 上式只适用于转化轮系首末两轮轴线平行的情况。 2. 齿数比之前要加“+”或“–”号来表示齿轮之间的转向关系（提前可以根据定轴轮系的方法用箭头判断出）。 3. 将ω1、ωn、ωH 的数值代入上式时，必须同时带“±”号。
z1=z3 , nH=n4
六、实现运动的分解
汽车后桥的差动器能根据汽车不同的行驶状态，自动将主轴的转速分解为两后轮的不同转动。
各齿廓啮合处的径向分力和行星轮公转所产生的离心惯性力得以平衡，可大大改善受力状况；
七、实现结构紧凑的大功率传动
多个行星轮共同分担载荷，可以减少齿轮尺寸;
中心轮（太阳轮1,3）：轴线固定并与主轴线重合的齿轮。
行星轮(2)：轮系中轴线不固定齿轮(自转与公转）。
机架：固定件
系杆
行星轮
太阳轮
1 ，3 ——中心轮（太阳轮） 2 —— 行星轮 H —— 系杆（转臂）
基本构件
2. 周转轮系的分类
a）按其自由度数分：
自由度为1
差动轮系
自由度为2
行星轮系
3K型
b）根据基本构件的组成分
有3个中心轮。 1,3,4轮
2K型
有2个中心轮, 1,3轮
既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分的轮系,或是由几个周转轮系组成的轮系。
三. 复合轮系
定轴轮系
周转轮系
机械设计基础之轮系详解
引言：轮系是机械设计中的重要概念之一，它由多个齿轮组成，通过齿轮之间的传动使机械运动实现不同的速度和扭矩转换。
本文将着重介绍轮系设计中的一些基本概念以及其应用。
希望通过对轮系的详细解析，能够帮助读者更好地理解和应用机械设计中的轮系。
概述：轮系设计是机械设计中不可或缺的一部分，它是实现传动以及速度和扭矩转换的基础。
轮系设计的关键在于正确选择和组合齿轮，使其能够满足特定的要求。
因此，本文将从多个方面对轮系设计进行详细的阐述和解析。
正文内容：一、齿轮的基本参数1.1齿轮的模数和齿数1.2齿轮的压力角和齿廓1.3齿轮的材料和硬度要求1.4齿轮的螺旋角和端面修形1.5齿轮的轴向间隙和侧隙二、轮系传动的基本原理2.1齿轮的基本传动原理2.2轮系传动效率的计算2.3齿轮的啮合条件和啮合传动比2.4齿轮的传动误差和间隙2.5齿轮传动的轴向力和弯矩三、常见轮系的应用3.1平行轴齿轮传动的设计要点3.2相轴齿轮传动的设计要点3.3斜齿轮传动的设计要点3.4高速齿轮传动的设计要点3.5高扭矩齿轮传动的设计要点四、齿轮设计中的优化方法4.1先进的齿轮设计方法4.2齿轮的强度和寿命计算4.3齿轮的噪声和振动控制4.4齿轮的润滑和附加损失4.5齿轮装配和调试技巧五、齿轮设计的实际案例分析5.1汽车变速器的齿轮设计5.2工业机械设备的齿轮设计5.3风力发电机的齿轮设计5.4船舶传动系统的齿轮设计5.5机械手臂的齿轮设计总结：轮系是机械设计中不可或缺的重要部分，通过合理的齿轮选择和设计，可以实现不同速度和扭矩的转换。
本文详细介绍了轮系设计中的基本参数、传动原理、常见应用、优化方法以及实际案例分析。
希望读者能够通过本文的阐述，更好地理解和应用机械设计中的轮系，为实际工程项目提供参考和指导。
机械原理课件-轮系
i1K
n1 nK
轮1至轮K间所有从动轮齿数的乘积 轮1至轮K间所有主动轮齿数的乘积
(5 1)
如右图所
示轮系由7
个齿轮组
成，形成4
对齿轮啮
合。已知
各轮齿数，
传 动 比 i15 为：
i15
n1 n5
i12i23i3'4i4'5
n1 n2
n2 n3
n3' n4
n4' n5
轮系传动比————轮系中首、末两构件的角速度之比。计算时，要 确定其传动比的大小和首末两构件的转向关系。
定轴轮系各轮的相对转向用画箭头方法在图中表示，箭头方向表 明齿轮可见齿面圆周速度方向，如图所示。
定轴轮系的传动比等于该轮系中各齿轮副传动比的连乘积；也等 于各对啮合齿轮中从动轮齿数的连乘积与各对啮合齿轮中主动轮 齿数的连乘积之比。即
n1 nH
1 z2z3 z1 z2'
1 101 99 100 100
1 10000
iH1
1 i1H
10000
传动比iH1为正，表示行星架H与齿轮1转向相同。 该例说明行星轮系可以用少数几个齿轮获得很大的传动比。但要 注意，这种类型的行星轮系传动，减速比愈大，其机械效率 愈低。一般不宜用来传递大功率。如将其用作增速传动(即齿 轮1低速输入，行星架H高速输出)，则可能产生自锁。
§5-3 周转轮系及其传动比
一、周转轮系的组成
如图所示为一常见的周转轮系，它由中心轮(太阳轮)1、3、 行星轮2和行星架(又称系杆或转臂)H组成。
周转轮系中，中心轮1、3和行星架H均绕固定轴线转动，称
机械原理轮系
轮系的类型
定轴轮系：当轮系运转时;所有齿轮的几何轴线相对于机 架的位置均固定不变
轮系的类型
周转轮系: 当轮系运转时;至少有一个齿轮的几何轴线相 对于基架的位置不固定;而是绕某一固定轴线回转
轮系的类型
基本构件
2 —— 行星轮 H —— 系杆 1—— 中心轮 3—— 中心轮
1 2 ——定轴轮系
2 分别写出各基本轮系的传动比
定轴轮系 ：
i12nn13
Z2 Z1
402 20
周转轮系 ： i2 H 4n n2 4 n nH H1n nH 2 Z Z2 4 8 20 0
3 两个轮系之间的关系
n2 n2
4 联立求解
i1H
n1 nH
i12i2H10
二者转向相反
二 复合轮系传动比计算举例
周转轮系的传动比计算
例题1：已知 z 1 1， 0 z 2 1 0， 0 z 2 1 1， 0 z 3 9 0 ， 9 试求传动比。
i1H1i1 H3 1zz1 2zz2 311 10 0 1 9 0 10 90 11 0000
iH1 1/i1H10000
H 1
H 3
当系杆转10000转时;轮1才转1转; 二者转向相同; 此例说明周转轮系可获 得很大的传动比;
三环传动没有专门的输出 机构;因而具有结构简单 紧凑的优点;
其他行星传动简介
二 摆线针轮传动
组成：1为针轮;2为摆线行星轮;H为系杆;3为输出机构;
行星轮的齿廓曲线不是渐开线;而是外摆线；中心内齿 轮采用了针齿;
i HV
iH 2
nH n2
z2 z1 z2
z2
三 谐波传动
其他行星传动简介
机械原理轮系解析
例7：图示车床电动三爪卡盘的行星减速装置，已知各轮齿 数： zl=6，z2= z2’=25，z3=57，z4=56，求传动比i14。
行星轮系1-2-3-H
行星轮系4-2’-2-3-H
例8：双重周转轮系，已知各轮齿数，求传动比 i lH。
星一特 轮个点 同副： 时周主 围转周 绕轮转 三系轮 根，系 轴至的 旋少行 转有星 。一架
三、混合轮系传动比计算
核心问题： 正确分解轮系组成，找到行星轮及支持其
运动的系杆。 有效组合，计算传动比
例5：图示龙门刨床 工作台的变速换向 机构。J、K为电磁 制动器，可分别刹 住构件A和3。已知 各轮齿数，求当分 别刹住A和3时的传 动比i1B。
用J刹住A时：
定轴轮系1-2-3-6 行星轮系3’-4-5-B
交错轴斜齿轮传动方向确定
例1：图示的定轴轮系中，主动轴
O1通过圆柱齿轮1、2、3与4传动轴 O4，再通过圆锥齿轮4’、5、5’与6 传动从动轴O6，轴O1与轴O6平行。 试确定轮系传动比i61。
例2：图示定轴轮系，在主动轴O1与从动轴O4之间 依次通过圆锥齿轮1与2、蜗杆2’与蜗轮3及圆柱齿轮 3’与4。设各轮齿数为z1=15，z2=30，z2’=2（头 数），z2=28，z3’=30，z4=45，主动轴 O1的转速 n1=200r／min，转向如图示，试确定从动轴O4转速 n4的大小与方向。
用K刹住时：
行星轮系1-2-3-A
行星轮系5-4-3’ -B
例6：电动卷扬机减速器（封闭式行星轮系），已知各轮齿 数z1=24，z2=48，z2’=30，z3=90，z3’=20，z4= 30，z5=80， 求传动比i 1H。若电动机转速n1=1450r／min，求卷筒转速nH。
基础机械设计基础轮系
周转轮系广泛应用于需要改变传动 方向、传动比或实现运动的合成与 分解的机械设备中，如行星减速器 、差速器等。
混合轮系
定义
混合轮系是指由定轴轮系和周转 轮系组成的轮系。
特点
混合轮系的运动既有沿着固定轴 线的转动，又有沿着变动轴线的 转动，能够实现复杂的传动和运
动关系。
应用
混合轮系广泛应用于各种复杂的 机械设备中，如组合机床、自动 化生产线等，用于实现复杂的传
定轴轮系广泛应用于各种机械设备中 ，如车床、磨床、钻床等，用于实现 各种旋转运动和传动。
特点
定轴轮系的运动是沿着固定的回转轴 线进行，各齿轮依次啮合传递运动和 动力。
周转轮系
定义
周转轮系是指各齿轮的转动轴线 位置可以改变的轮系，其中至少 有一个齿轮的轴线是绕另一固定
轴线转动的。
特点
周转轮系的运动是沿着可变动的回 转轴线进行，各齿轮依次啮合传递 运动和动力。
基础机械设计基础轮 系
汇报人： 202X-12-27
contents
目录
• 轮系概述 • 基础轮系类型 • 轮系的传动比计算 • 轮系的效率与自锁 • 轮系的维护与故障排除
01
轮系概述
定义与分类
定义
轮系是由一系列齿轮组成的传动 系统，通过齿轮之间的相互作用 ，实现动力的传递和转换。
分类
根据轮系的齿轮类型和转动方向 ，可以分为定轴轮系、周转轮系 和混合轮系。
，可以提高轮系效率。
05
轮系的维护与故障排除
轮系的日常维护
01
02
03
04
定期检查
定期检查轮系的外观、轴承、 齿轮等部位，确保无异常磨损
或损坏。
清洁与除尘
机械设计基础知识之轮系
机械设计基础知识之轮系介绍在机械设计中，轮系是一种常见的机械传动装置。
它由多个齿轮组成，通过齿轮之间的啮合传递动力和运动。
轮系常常用于各种机器和设备中，如汽车、机床、工程机械等。
齿轮基础知识齿轮是轮系的核心组成部分，它由齿顶、齿底、齿根和齿间隙等要素组成。
常见的齿轮类型包括圆柱齿轮、锥齿轮、内齿轮等。
圆柱齿轮的齿轮头上的齿轮轴与齿轮头之间的角度为直角，而锥齿轮的齿轮头上的齿轮轴与齿轮头之间的角度小于直角。
齿轮可以根据齿轮头上的齿轮轴的位置及方向，分为同轴齿轮和异轴齿轮。
同轴齿轮是指齿轮头上的齿轮轴位于同一直线上，而异轴齿轮是指齿轮头上的齿轮轴位于不同直线上。
异轴齿轮由于齿轮轴的不平行而产生速度比和力矩比的变化。
轮系设计原则在进行轮系设计时，有一些基本的原则需要遵循：1.正转传动原则：轮系中，每一个轮子均进行正轴向转动，不应有反转现象出现。
2.传动比原则：根据所需的速度和力矩传递要求，设计合适的传动比。
3.齿数选择原则：为了保证齿轮接触的可靠性和传动的平稳性，应根据齿轮的模数、齿数、啮合系数等参数，合理选择齿轮的齿数。
4.齿轮头选用原则：根据齿轮头载荷、齿轮轴的转速、传递的功率等因素，选择适合的材料和热处理方式，保证齿轮头的强度和耐磨性。
5.轮系布置原则：根据轮系中各个齿轮的尺寸、间距、中心距等参数，合理布置整个轮系，减小振动和噪声。
轮系计算方法在进行轮系设计时，需要进行一系列的计算，以确定合适的齿轮参数和传动比例。
1.传动比计算：根据所需的输出速度和输入速度，计算传动比，确定每个齿轮的齿数。
2.载荷计算：根据输入的力矩和转速，计算每个齿轮头上所承受的载荷。
3.强度计算：根据齿轮头的载荷、材料强度和齿轮几何参数，进行强度计算，确保齿轮头的强度满足设计要求。
4.疲劳寿命计算：根据齿轮头的载荷、转速和材料疲劳强度，进行疲劳寿命计算，确保齿轮头有足够的使用寿命。
轮系设计实例以下是一个简单的轮系设计实例，以帮助理解轮系设计的过程：假设要设计一个用于转动机床主轴的同轴齿轮轮系，输入轴的转速为1000rpm，输出轴的转速为3000rpm。
机械原理——轮系
机械原理——轮系机械原理，轮系轮系是机械中常见的一种传动机构，通过多个轮齿的互相啮合实现能量的传递和转换。
轮系一般由一个或多个主动轮和一个或多个被动轮组成。
主动轮通过外力的作用将动力传递给被动轮，被动轮则将动力传递给其他机械部件。
轮系的基本原理是利用轮齿的啮合来实现转动的传递。
在轮系中，两个轮齿垂直于轴线的轮称为齿轮，两个平行于轴线的轮称为平轮。
轮齿的形状和尺寸决定了轮系的传动比和转矩大小。
常见的齿轮包括圆柱齿轮、锥齿轮、斜齿轮等，而平轮通常为圆盘状。
轮系的主要功能是实现速度变换、转矩变换和传递。
其中，速度变换是指通过不同大小的齿轮组合来改变传动的速度。
传动比由齿轮的齿数比决定，齿数越大的齿轮转速越慢，齿数越小的齿轮转速越快。
通过适当选择齿数比，可以实现从高速到低速或从低速到高速的转变。
转矩变换是指通过轮系将一定转矩转换为不同大小的转矩。
转矩的大小由齿轮的半径和传动力决定，半径越大转矩越大，传动力越大转矩越小。
通过合理选择齿轮的半径，可以实现转矩的放大或减小。
轮系的传递过程中会有一定的功率损耗。
这是由于轮齿间的副动摩擦、齿轮的弹性变形和轴承摩擦等原因引起的。
为了减少功率损耗，需要选择合适的材料、润滑方式和合理的轴承布置。
轮系的应用十分广泛。
在机械工程中，轮系经常用于传动装置中，如汽车的变速器、液压泵、风力发电机等。
此外，在各类设备和仪器中，轮系也被广泛应用于地铁、电梯、空调等。
轮系作为一种传动机构，在实际应用中需要考虑的因素很多。
例如，齿轮的设计和加工精度、齿轮的材料和强度、齿轮啮合时的噪声和振动等。
为了确保轮系的正常运行和使用寿命，需要进行合理的设计和维护。
总之，轮系是机械中一种常见的传动机构，通过轮齿的啮合实现转动的传递。
它具有速度变换、转矩变换和传递的功能。
轮系在汽车、机械设备和仪器仪表等领域具有广泛的应用。
在实际应用中，需要考虑轮系的设计和加工精度、材料强度、噪声和振动等因素，以确保其正常运行和使用寿命。
- 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)。
(1)m
所有从动轮齿数的乘积 所有主动轮齿数的乘积
齿轮转向标注
1
2
2‘
4 3
5
1
2
2‘
3
二、定轴轮系传动比计算
1、平面定轴轮系
i15
n1 n5
(1)4
z2 z3z4 z5 z1 z2, z3, z4
i15
n1 n5
(1)3
z2 z3z5 z1 z2, z3,
惰轮(过轮):不影响传动比大小只起改变转向作用的齿 轮。
在轮系中，2轮与2＇轮及3轮与3＇轮共轴线——双联齿轮
n2 = n2＇ 、n3=n3＇ 轮系的传动比可由各对齿轮的传动比求出
i15
i12i23i34i45
n1 n2
n2 n3
n3 n4
n4 n5
n1 n5
( z2 )( z3 )( z4 )( z5 )
z1
z2
z3
ห้องสมุดไป่ตู้
z4
2
2 H
带动行星轮转动
2〃 的构件称为系杆
H
（转臂）。
1
1
3
2′
3
轴线作周转运动的 齿轮叫行星轮。
轴线固定且与行星轮相 啮合的齿轮叫中心轮。
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
周转轮系可根据其自由度的不同分为两类 • 行星轮系 有一个中心轮固定不动，自由度等于1
输入轴
输出轴
在主动转速
和转向不变的情
况下，利用轮系
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）。
2、空间定轴轮系
大小仍用公式计算,但首末两轮的转向关系只能在图上画箭头 得到.(若首末两轮轴线平行,在大小数值前加正负号)
例 图示的轮系中，已知各齿轮的齿数Z1=20, Z2=40, Z'2=15, Z3=60, Z'3=18, Z4=18, Z7=20, 齿轮7的模数m=3mm, 蜗杆头数 为1（左旋），蜗轮齿数Z6=40。齿轮1为主动轮，转向如图所示， 转速n1=100r/min，试求齿条8的速度和移动方向。
(1)3 z2 z3 z4 z5 z1z2 z3 z4
传动比为负值，表明轮l与轮5转向相反。 由啮合关系依次画出各轮转向箭头也可确 定传动比的正、负值。
推广：
设首轮A的转速为n1，末轮K的转速为nK，m为圆柱齿轮外啮合 的对数，则平面定轴轮系的传动比可写为：
i1k
1 k
n1 nk
1）、一对圆柱齿轮传动 外啮合:相反 － 内啮合:相同 ＋
2）、圆锥齿轮传动 同时指向(或背离)节点
如图所示的定轴轮系中，设轴I为输入轴，轴V为输出轴， 各分轮别的为齿：n数1、为n：2 Z、1、n2＇Z2、、nZ32、＇、n3Z＇3、、nZ43、＇、n5Z，4、求Z该5，轮各系轮的的传转动速比 i15。
汽车变速器
第八章 轮系
由一系列相互啮合的齿轮组成的传 动系统称为轮系。
任务一、1.轮系有什么应用特点？ 2.轮系分为哪几类？
任务二、1.轮系传动比确定 2. 如何确定各轮的回转方向？ 3.如何计算各轮的转速？
任务一、轮系的应用特点
1、用来传递相距较远的两轴之间的运动 和动力；
图 8-1相距较远的两轴传递
任务一、轮系的应用特点
4、改变从动轴的转向、转速
图 8-4 改变从动轴的转向、转速实例
任务一、轮系的分类
轮系是按轮系传动时各齿轮的几何轴线在空间 的相对位置是否固定来分类。
定轴轮系
周转轮系
复合轮系
定轴轮系：所有齿轮的轴 线位置固定
图 8-5 平面定轴轮系
图 8-6 空间定轴轮系
周转轮系： 轮系中有些齿轮的轴线作周转运动
任务一、轮系的应用特点
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。
图 8-2 获得较大的传动比
任务一、轮系的应用特点
3、实现运动的合成与分解
图 8-3 实现运动的合成与分解实例
点 击 画 面 播 放
图 8-7 行星轮系
图 8-8 差动轮系
点击画面播放
任务二、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
1、计算其传动比的大小； 2、确定其输入轴与输出轴转向之间的关系。