《机械原理》轮系的类型
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机械原理课件-轮系
2. 主 、从动轮转向关系的确定
（1）轮系中各轮几何轴线均互相平行的情况
i15 (1)3
z2 z3z5 z1z2, z3,
z2z3z5 z1z2, z3,
(2) 轮系中所有齿轮的几何轴线不都平行， 但首、尾两轮的轴线互相平行
用箭头表示各轮转向；
（3）轮系中首尾两轮几何轴线不平行的情况 其转向只能用箭头表示在图上。如图所示：
2、列出计算各基本轮系传动比的方程式； 3、找出各基本轮系之间的关系； 4、方程式联立求解，即可求得混合轮系的传动比。
§5-４ 轮系的功能
一、实现分路传动：
利用轮系可以使一个 主动轴带动若干个从动轴同 时旋转，并获得不同的转速。
二、获得较大的传动比
采用周转轮系，可以在使用很 少的齿轮并且也很紧凑的条件下， 得到很大的传动比。
图5-1
§5-1 轮系的类型
2. 周转轮系：
至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕着其它定轴齿轮的轴线 做周向运动的轮系。
周转轮系举例：
图中所示为一基本型 周转轮系。它由4个活动构 件组成，它们是：两个定 轴转动的中心轮（又称太 阳轮）1和3，支承齿轮2轴 线且作定轴转动的系杆 （又称行星架或转臂）H， 轴线随系杆H而转动的行星 轮2。
五、实现换向传动：
在主轴转向不变的条件下， 可以改变从动轴的转向。
六、实现运动的分解:
差动轮系可以将一个基本构件的主 动转动按所需比例分解成另两个基本构件的不同转动。
七、实现结构紧凑的大功率传动
周转轮系常采用多个行星轮均 布的结构形式
多个行星轮共同分担载荷，可 以减少齿轮尺寸;
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；
《机械原理》轮系的类型
《机械原理》轮系的类型轮系是机械原理中一个非常重要的概念，它是由多个齿轮或带轮组成的传动装置。
轮系通过齿轮或带轮之间的啮合来实现传递动力和转速的目的。
根据齿轮或带轮的不同组合方式和传动特点，轮系可以分为很多类型。
本文将详细介绍几种常见的轮系类型。
1.平行轮系平行轮系是最简单、最常见的轮系类型之一、它由两个平行安装的齿轮组成，以实现动力的传递和转速的变化。
平行轮系的传动比可以通过计算齿轮的齿数比值来确定，即传动比=齿轮B的齿数/齿轮A的齿数。
2.轴垂直平行轮系轴垂直平行轮系是由两个齿轮组成的轮系，齿轮A和齿轮B的轴线相互垂直，但都与一个平行于它们的中心轴线垂直。
这种轮系常用于传递转速的变化和动扭矩的传递。
3.交直齿圆柱齿轮轮系交直齿圆柱齿轮轮系是一种特殊的轮系，它由一个斜齿轮和一个直齿轮组成，斜齿轮的齿槽呈斜角，直齿轮的齿槽呈直角。
这种轮系可以实现轴线之间的转向，同时还可以传递动力和转速。
4.内外啮合轮系内外啮合轮系是由一个内啮合齿轮和一个外啮合齿轮组成的轮系，它们的齿轮的齿槽相互啮合。
这种轮系常用于箱式传动装置中，可以实现动力的传递和转速的变化。
5.铰链轮系铰链轮系是一种特殊的轮系，它由两个齿轮组成，它们的齿轮轴线在一定的位置处连接成一个铰链。
这种轮系可以实现平行轮系和轴垂直平行轮系的转变，常用于一些特殊场合。
6.摆线针轮轮系摆线针轮轮系是一种特殊的轮系，它由一个摆线针轮和一个齿轮组成，摆线针轮的齿轮轴线在一定的位置处连接成一个摆线。
摆线针轮轮系能够实现平行轮系和轴垂直平行轮系的转变，并且具有较高的传动效率和较小的传动误差。
以上是几种常见的轮系类型，它们在不同的应用场合下具有各自独特的优缺点和适用性。
掌握轮系的类型和特点能够帮助我们更好地理解和应用轮系在机械传动中的作用和原理。
机械原理试题及答案5
第八章轮系一、选择题1.轮系可以分为________两种类型。
A.定轴轮系和差动轮系B.差动轮系和行星轮系C.定轴轮系和复合轮系D.定轴轮系和周转轮系2.差动轮系的自由度为_________。
A.1B.2C.3D.43.行星轮系的自由度为__________。
A.1B.2C.3D.44.在定轴轮系中，设轮1为起始主动轮，轮N为最末从动轮，则定轴轮系始末两轮传动比数值计算的一般公式是i1n=_________。
A.轮1至轮N间所有从动轮齿数的乘积 / 轮1至轮N间所有主动轮齿数的乘积B.轮1至轮N间所有主动轮齿数的乘积 / 轮1至轮N间所有从动轮齿数的乘积C.轮N至轮1间所有从动轮齿数的乘积 / 轮1至轮N间所有主动轮齿数的乘积D.轮N至轮1间所有主动轮齿数的乘积 / 轮1至轮N间所有从动轮齿数的乘积5.在运用反转法解决周转轮系传动比的计算问题时，下列公式中________是正确的。
A.i H mn=（nm —nH）/（nn—nH） B.i Hmn=（nn—nH）/（nm—nH）C.i Hmn =（nH—nn）/（nm—nn） D.i Hmn=（nm—nn）/（nn—nH）6.基本周转轮系是由________构成。
A.行星轮和中心轮B.行星轮、惰轮和中心轮C.行星轮、行星架和中心轮D.行星轮、惰轮和行星架7.下列四项功能中，哪几项_______可以通过轮系的运用得以实现。
○1两轴的较远距离传动○2变速传动○3获得大的传动比○4实现合成和分解运动A.○1○2B.○1○2○3C.○2○3○4D.○1○2○3○48.如图所示，一大传动比的减速器。
已知其各轮的齿数为z1=100，z2=101，z2’=100 ，z 3=99。
其输入件对输出件1的传动比iH1为________A.10000B.1000C.1500D.2000二、判断题1.定轴轮系的传动比数值上等于组成该轮系各对啮合齿轮传动比的连乘积( ）2.周转轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。
机械原理第11章 轮系
2 H 1
ω1 ω2 ω3 ωH
ω = ω1 −ωH ω = ω2 −ωH ω = ω3 −ωH H ωH = ωH −ωH = 0
H 1 H 2 H 3
3 转化轮系传动比计算
H z2z3 z3 ω1 ω1 −ωH H =− =− i13 = H = ω3 ω3 −ωH z2z1 z1
2 H 1 3
z2z4 ⋅ ⋅ ⋅ zn ω1 −ωH i = =± ωn −ωH z1z3 ⋅ ⋅ ⋅ zn−1
H 1n
4 真实轮系传动比计算 1)差动轮系 差动轮系(F=2) 差动轮系
ω1 、ωn和ωH中有 个量已知，未知量可求； 中有2个量已知 未知量可求； 个量已知，
z2z4 ⋅ ⋅ ⋅ zn ω1 −ωH i = =± ωn −ωH z1z3 ⋅ ⋅ ⋅ zn−1
i16< 0，1与6转向相反。 转向相反。 ， 与 转向相反
（2）封闭型复合轮系 ） 封闭型复合轮系 ●结构特点 单自由度基本轮系的首尾分别与双自由 度差动轮系的两个基本构件固连。 度差动轮系的两个基本构件固连。
●解题方法步骤 1)区分基本轮系 （1)区分基本轮系 从行星轮入手，找出所有周转轮系； 从行星轮入手，找出所有周转轮系； 其余则为定轴轮系。 其余则为定轴轮系。 （2)列传动比方程 2)列传动比方程 3)联立求解 （3)联立求解 系杆 支 承 行星轮 啮合 太阳轮
n4 4 (90)
【解】
z2z3z4 n1 − nH i = =− n4 − nH z1z2' z3'
H 14
3(30) 2 (30) 3'(20)
30⋅ 30⋅ 90 =− = −6.48 25⋅ 25⋅ 20 1− nH 1− nH = −6.48 = −6.48 2 2 nn − −−H
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
机械原理11-本科)-轮系
ω
H 3
ω1 i1H = = 1 + 1.875= + 2.875 ωH
ω
H 1
例 ２：
在图示的周转轮系中， 在图示的周转轮系中，设已知 z1=100, z2=101, z2’=100, z3 = 99. 试求传动比 iH1。
2 2′
解： 为固定轮(即 轮3为固定轮 即n3=0) 为固定轮
n1 − nH n1 − nH i = = n3 − nH 0− nH
齿轮４对传动比没有影响， 齿轮４对传动比没有影响，但能改变从动 轮的转向，称为过轮或中介轮。 轮的转向，称为过轮或中介轮。
§11—3 周转轮系传动比的计算 一、周转轮系的分类 按周转轮系所具有的自由度数目的不同分类： 按周转轮系所具有的自由度数目的不同分类： 1) 行星轮系
F = 3× 3 − 2 × 3 − 2 = 1
i AB
从 A → B 从动轮齿数的连乘积 = 从 A → B 主动轮齿数的连乘积
二、首、末轮转向的确定 1、用“＋” “－”表示
ω1 ω1 1 ω2
1
2
ω2
p
vp
转向相反
2
转向相同
i 12
ω1 = = ω2
z2 − z1 z2 + z1
外啮合 内啮合
对于平面定轴轮系， 对于平面定轴轮系，设轮系中有 m对外啮合齿轮，则末轮转向为(-1) 对外啮合齿轮，则末轮转向为 对外啮合齿轮
关键是先要把其中的周转轮系部分划分出来 。 周转轮系的找法： 周转轮系的找法： 先找出行星轮，然后找出系杆， 先找出行星轮，然后找出系杆，以及与 行星轮相啮合的所有中心轮。 行星轮相啮合的所有中心轮。 每一系杆， 每一系杆，连同系杆上的行星轮和与行星 轮相啮合的中心轮就组成一个周转轮系 在将周转轮系一一找出之后， 在将周转轮系一一找出之后，剩下的便是 定轴轮系部分。 定轴轮系部分。
机械原理第05章 轮系
i12
ω1 = = ω2
z2 z 1
z1 ω1 z2 ω2
两轮转向相同
i12
ω1 z2 = =+ ω2 z1
z1 ω1 z2 ω2
i12
ω1 z2 = = ω2 z1
（转向如图所示） 转向如图所示） 两轮的转向只能用画箭头的办法表示
ω1 z2 i12 = = ω2 z1 ω3′ z4 i3′4 = = ω4 z3′
第五章 轮系
Chapter 5 Gear Trains
轮系: 轮系:由齿轮组成的传动系统 5.1轮系的分类 5.1轮系的分类 （types of gear train) 根据轮系在运转过程中各轮轴 线在空间的位置关系是否固定， 线在空间的位置关系是否固定， 对轮系进行分类。 对轮系进行分类。 定轴轮系（ 定轴轮系（ordinary gear trains) 所有齿轮轴线的位置 在运转过程中固定不 变的轮系
= 3×4 2×4 2 = 2
根据周转轮系中基本构件的不同，周转轮系可以分为 根据周转轮系中基本构件的不同， 2K2K-H型周转轮系 K表示中心轮，H表示系杆 表示中心轮，
3K型周转轮系 3K型周转轮系
在此轮系中系杆H只 在此轮系中系杆H 起支承行星轮使其与 中心轮保持啮合的作 不起传力作用， 用，不起传力作用， 故在轮系的型号中不 含“H”。 。
的周转轮系。 的周转轮系。
单一的定轴轮系或单 计算混合轮系传动比的正确方法是： 计算混合轮系传动比的正确方法是： 一的周转轮系 (1)首先将各个基本轮系正确地区分开来 首先将各个基本轮系正确地区分开来。 (1)首先将各个基本轮系正确地区分开来。 (2)分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。 (2)分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。 分别列出计算各基本轮系传动比的方程式 (3)找出各基本轮系之间的联系 找出各基本轮系之间的联系。 (3)找出各基本轮系之间的联系。 (4)将各基本轮系传功比方程式联立求解．即可求得 (4)将各基本轮系传功比方程式联立求解． 将各基本轮系传功比方程式联立求解 混合轮系的传动比 正确划分各个基本轮系的方法 几何轴线位置不固定的齿轮； 几何轴线位置不固定的齿轮 (1) 先找行星轮 —几何轴线位置不固定的齿轮； 支承行星轮的构件即为系杆； 支承行星轮的构件即为系杆 (2) 然后找系杆 —支承行星轮的构件即为系杆； 几何轴线与系杆重合且直接与行星轮相 (3) 再找中心轮 —几何轴线与系杆重合且直接与行星轮相 啮合的定轴齿轮。 啮合的定轴齿轮。 这一由行星轮、系杆、中心轮所组成的轮系，就是一个 这一由行星轮、系杆、中心轮所组成的轮系， 基本的周转轮系。区分出各个基本的周转轮系后． 基本的周转轮系。区分出各个基本的周转轮系后．剩余的那 些由定轴齿轮所组成的部分就是定轴轮系。 些由定轴齿轮所组成的部分就是定轴轮系。
《机械原理》轮系的类型
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
行星轮系 自由度为1
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
差动轮系 自由度为2
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
复(混)合 轮系
根据轮系中各轮几 何轴线在空间的相对 位置
平面轮系 空间轮系
根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相 对位置关系是否固定，分为：
1.定轴轮系 2.周转轮系 3.混合轮系
1.定轴轮系 轮系运动时，各轮轴线的位置固定不动。
1.定轴轮系 轮系运动时，各轮轴线的位置固定不动。
滚道传动系统
差动轮系Βιβλιοθήκη 3.混合轮系既有定轴轮系部分又有周转轮系部分、或者由几部分周转 轮系所组成的复杂轮系为复合轮系或混合轮系。
定轴轮系+差动轮系
5.1 轮系的类型
3.混合轮系
既有定轴轮系部分又有周转轮系部分、或者由几部分周转 轮系所组成的复杂轮系为复合轮系或混合轮系。
定轴轮系+差动轮系
行星轮系+行星轮系
平面定轴轮系
空间定轴轮系
定轴回归轮系
周转轮系
周转轮系 —— 汽车差速系统
复合轮系 —— 电动卷扬机减速装置
第7章 轮系
定义 —— 由一系列齿轮组成的传动系统
第7章 轮系
定义 —— 由一系列齿轮组成的传动系统
钟表传动系统
变速装置
第7章 轮系
1 轮系的类型 2 轮系的传动比 3 轮系的功能 4 轮系的设计 5 其他类型的行星传动简介
机械原理之轮系及其设计
1）输入、输出轮的轴线 不
不平行的情况
平
行
“+”、“－”不能表示不 平行轴之间的转向关 系，采用画箭头方法
空间定轴轮系传动比前 的“+”、“－”号没有实际 意义
不平行
传动比方向判断 表示 画箭头
2） 输入、输出轮的轴线相互平行的情况
i14
z2 z3z4 z1z2' z3'
传动比方向判断：画箭头 表示：在传动比大小前加正负号
基本轮系的划分
行星轮
系杆
中心轮
周转轮系 定轴轮系
例题6-4 已知各轮齿数及ω6， 求ω3 的大小和方向。
解：划分定轴和周转轮系
周转轮系：1、2-2‘、3
i1H3
1 H 3 H
( z2 ) z3 z1 z2
1 1'
1
(
z6 z1
)6
H
4
(
z6 z1''
)(
z1' z5
)(
z5 z4
)
。
n1 150 r min
解：由求于系是杆行H的星转轮速系可n直H 的接大用小（和6-3方）向式。
首先计算转化轮系的传动比
i1H3
1H 3H
1 H 3 H
z2 z3 z1z2
30 68 17 2018 3
i1H
1 H
1 i1H3
1 17 3
20 3
nH
n1 i1H
150 3 22.5 r 20
6
3
z1z2' z6 z2 z3 z1''
6
(1
z1 z 2' z2z3
)
机械原理第五章 轮系
（1） z1 44, z2 40, z2 42, z3 42 （2） z1 100 , z2 101, z2 100 , z3 99 （3） z1 100 , z2 101, z2 100, z3 100
z2
z2
H
解：（1）
i1H3
n1 n3
nH nH
(1)2
z2 z3 z1z2
(1)3
z2 z4 z6 z1 z3 z5
30 40 120 60 30 40
2
i1H
n1 nH
1 i1H6
12 3
nH
n1 3
6.5
转/分
nH与 n1 同向
例9：图示小型起重机机构，已知 z1 53, z1 44, z2 48, z2 53, z3 58, z3 44, z4 87 ，一般工作情况下，5轴不转，动力由电机M 输入，带动滚筒N 转动；
H H
3 H (1)2 z1z2 1
0 H
z2 z3
上式表明，轮3的绝对角速度为0，但相对角速度不为0。
ω2＝2ωH ω3＝0
z2
z3
z1
铁锹
ωH
z3
z2 H
z1
z3
H z2 ωH
z1
例5：图示圆锥齿轮组成的轮系中，已知
z1 48, z2 48, z2 18, z3 24, n1 250 r/min , n3 100 r/min
（3） i1H 1 i1H3 1101 100 /100 100 1/100
结论：系杆转100圈时，轮1反向转1圈
iH1 1/ i1H 100
讨论：（1）行星轮系用少数几个齿轮，就可以获得很大的传动比，比定轴轮系要紧凑轻便很多，但当 传 动比很大时，效率很低。因此行星轮系常用于仪表机构，用来测量高速转动或作为精密微调机构。
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
机械原理(朱理主编)第7章 轮系
二、周转轮系传动比的计算
3 H
O2 3 2 3
2 O2 H
1.分析思路： 定轴轮系
O1
H O3 4 1
O1 O3 1 4 OH
系杆H运动
1
OH
周转轮系
轮
系杆H不动 2.处理方法： 固定系杆H(假想） 转化轮系(定轴轮系）
原轮系
转化轮系
周转轮系的转化机构（转化轮系）：
箭头表示在 转化轮系中的方向
二、实现相距较远的两轴 之间的传动
采用周转轮系，可以在使用
很少的齿轮并且也很紧凑的条 件下，得到很大的传动比。
三、 实现变速传动：
在主轴转速不变的条件下，利用轮系可使从动轴得到若 干种转速，从而实现变速传动。
3
右
3’
7
7’
2 1
4
5
6
z z z z z z z z
2 3 4 , , 1 2 3
7
ω6 的方向如图所示。
§7-3
一、周转轮系
周转轮系的传动比
O2 3 2 H O1 1 OH 4 H O3 1 O1 O3 1 4 OH H 3 3 2 O2
F 3 4 2 4 2 2
2 3 O2 H O1 OH 1
轮3固定 ： 差动轮系：F=2 行星轮系：F=1
F 3 3 2 3 2 1
6
4 5
5
Z2 Z4 i14 = - ——— Z1 Z3
Z2 Z4 Z6 i16 = ———— Z1 Z3 Z5
i18 =
Z2 Z4 Z6 Z8 Z1 Z3 Z5 Z7
●
答案 练习
答案 练习
右旋蜗杆
例1：
已知：n1=500r/min,Z1=20,Z2=40,Z3=30,Z4=50。
轮系的类型
《机械原理》第九章齿轮系及其设计——轮系的类型轮系：由一系列齿轮组成的传动系统。
通常用来实现变速、变向及实现大传动比等。
轮系：由一系列齿轮组成的传动系统。
通常用来实现变速、变向及实现大传动比等。
轮系：由一系列齿轮组成的传动系统。
通常用来实现变速、变向及实现大传动比等。
76N S1234589101112HME 通常用来实现变速、变向及实现大传动比等。
轮系：由一系列齿轮组成的传动系统。
轮系分类周转轮系定轴轮系（轴线固定）复合轮系平面定轴轮系空间定轴轮系根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置是否变化分：轮系分类周转轮系定轴轮系（轴线固定）复合轮系平面定轴轮系空间定轴轮系根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置是否变化分：轮系分类周转轮系定轴轮系（轴线固定）复合轮系平面定轴轮系空间定轴轮系根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置是否变化分：轮系分类周转轮系定轴轮系（轴线固定）复合轮系平面定轴轮系空间定轴轮系根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置是否变化分：1234轮系分类周转轮系定轴轮系（轴线固定）复合轮系平面定轴轮系空间定轴轮系根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置是否变化分：在轮系运转过程中至少有一个齿轮几何轴线的位置并不固定，而是绕着其它定轴齿轮轴线回转的轮系——周转轮系。
轮系分类周转轮系定轴轮系（轴线固定）复合轮系平面定轴轮系空间定轴轮系根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置是否变化分：2H13在轮系运转过程中至少有一个齿轮几何轴线的位置并不固定，而是绕着其它定轴齿轮轴线回转的轮系——周转轮系。
图示轮系中，齿轮1、3的轴线相重合，它们均为定轴齿轮，而齿轮2的转轴装在构件H的端部，在构件H的带动下，它可以绕齿轮1、3的轴线作周转。
轮系分类周转轮系定轴轮系（轴线固定）复合轮系平面定轴轮系空间定轴轮系根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置是否变化分：2H13中心轮——与行星轮相啮合的定轴齿轮1和3，又称为太阳轮。
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5轮系
一、周转轮系结构及分 类
有一个(组)齿轮作行星运动。
周转轮系分类 ●按自由度分 （1）差动轮系(F=2) （2）行星轮系(F=1) ●按基本构件分 （1）2K-H型 （2）3K-H型
2 H
1
3 2
H
1 3
二、周转轮系的传动比
1.转化轮系 给整个周转轮系施加
一个的公共角速度(-H)后所得到的
定轴轮系。
1 2
1
2
1
蜗轮蜗杆判断方法：左旋蜗杆 右手法则
右旋蜗杆 左手法则
右手法则：右手握向与蜗杆转向一致，拇指方向 为蜗轮啮合点的线速度方向。
2）平面定轴轮系还可用“＋” “－”号表示， 用外啮合数计算“＋” “－”号
规定：各齿轮角速度为代数量，某一转向为正，则 另一转向为负；传动比也为代数量。 设轮系中有m对外啮合齿轮，
4'
1 5
=
1 2
•
2 3
•
3 4
•
4 5
=
z2 z1
•
z3 z2
•
z4 z3'
•
z5 z4
Ⅰ
3
45
Ⅳ
各级从动轮齿数连乘积
结论1 总传动比＝ 各级主动轮齿数连乘积
结论2 惰轮的齿数不影响总传动比的大小，
但影响从动轮的转向； 结论3 总传动比＝各级传动比连乘积。
（2）主、从动轮转向关系的确定 1）任何定轴轮系都可用箭头表示 2
1、 n、 H和i1H均为代数量，有“+”、“-”之分。
负号机构—图5-8a）
负号机构—图5-8b）
负号机构—图5-8c）
负号机构—图5-8d）
正号机构—图5-8e）
正号机构—图5-8f）
有一个(组)齿轮作行星运动。
周转轮系分类 ●按自由度分 （1）差动轮系(F=2) （2）行星轮系(F=1) ●按基本构件分 （1）2K-H型 （2）3K-H型
2 H
1
3 2
H
1 3
二、周转轮系的传动比
1.转化轮系 给整个周转轮系施加
一个的公共角速度(-H)后所得到的
定轴轮系。
1 2
1
2
1
蜗轮蜗杆判断方法：左旋蜗杆 右手法则
右旋蜗杆 左手法则
右手法则：右手握向与蜗杆转向一致，拇指方向 为蜗轮啮合点的线速度方向。
2）平面定轴轮系还可用“＋” “－”号表示， 用外啮合数计算“＋” “－”号
规定：各齿轮角速度为代数量，某一转向为正，则 另一转向为负；传动比也为代数量。 设轮系中有m对外啮合齿轮，
4'
1 5
=
1 2
•
2 3
•
3 4
•
4 5
=
z2 z1
•
z3 z2
•
z4 z3'
•
z5 z4
Ⅰ
3
45
Ⅳ
各级从动轮齿数连乘积
结论1 总传动比＝ 各级主动轮齿数连乘积
结论2 惰轮的齿数不影响总传动比的大小，
但影响从动轮的转向； 结论3 总传动比＝各级传动比连乘积。
（2）主、从动轮转向关系的确定 1）任何定轴轮系都可用箭头表示 2
1、 n、 H和i1H均为代数量，有“+”、“-”之分。
负号机构—图5-8a）
负号机构—图5-8b）
负号机构—图5-8c）
负号机构—图5-8d）
正号机构—图5-8e）
正号机构—图5-8f）
机械原理 第六章 轮系
• 齿轮1、2－2’、3和H 组成一差动周转轮系。 • 其余的齿轮6、1”－ 1’、5－5’、4组成一 定轴轮系。
2
H
(avi)
0
1 3
0
1 H 0
特点：① 有一个轴线不固定的 齿轮； ② 两个中心轮与系杆共轴线； ③ 一个中心轮固定为行星轮系； 中心轮都运动为差动轮系。
H
2 H
0 1 3 0 3
2
2
H
3
给整个周转轮系加一个与系杆H的角速度 大小相等、方向相反的公共角速度ωH
1 H
1
差 动 轮 系
实现大传动比的传动
例5：已知Z1=100 , Z2=101 , Z2′=100 , Z3=99 , 求iH1
H iH 1 10000 1
2．实现分路传动
单头滚刀 A B 9
齿坯 (avi) 右旋单头蜗杆 7
2 Ⅰ 1
8
3 4
6
5
机械式钟表机构
3．实现变速变向传动
y
x 1
n3Ⅲ
6 8 4
(avi)
输入轴与输出轴之间
的角速度之传动比:
i15
1 n1 5 n5
包含两个方面：大小与转向
i15
1 n1 5 n5
2
1
1 3
3' 4'
二、平面定轴轮系传动比的计算 轮系中各对啮合齿轮的传动比为：
4
5
5
z2 1 z3 z4 2 3' i12 = i3'4 = 2 = - z1 i23 = 3 = z2 4 = - z3' z5 4' i4‘5 = 5 = - z4' 且： 3 = 3 ' ， 4 = 4 '
机械原理-轮系及其分类
由两个周转轮系组成的复合轮系
关键:有两个系杆
系杆 H （转臂， 行星架） 1 中心 轮
1 中心 轮
3
既能自转， 又能公转的 齿轮称为行 星轮;为了 平衡惯性力, 提高承载能 力，一般采 用两个以上 的行星轮.
轴线固定且与行 星轮相啮合的齿 轮叫中心轮 通常作为输入和 输出所以称为基 本构件
带动行星轮转动的 构件称为系杆（行 星架、转臂）
周转轮系的组成
2K-H型周转轮系
2 2' 1 3 双排 2 2'
1 3
有两个中心轮一个系杆组成的周转轮系称为2K-H 型周转轮系
3K型周转轮系
有3个中心轮
周转轮系的分类
按自由度分
行星轮系
差动轮系
2K-H型周转轮系 3K型周转轮系
按中心轮个数分
复合轮系
由定轴轮系部分和周转轮系部分组成的轮系或 由几个周转轮系部分组成的轮系叫做复合轮系
•一个系杆 •一个或几个行星轮 •一个或几个中心轮
周转轮系的分类 自由度： F=3×3-2×3-1×2=1 如果两个中 心轮有一个 固定，F=1, 叫行星轮系
如果两个中心轮都可动，F=2，即差动轮系
F 3 4 2 4 1 2 2
2K-H型周转轮系
单排 有两个中心轮一个系杆组成的周转轮 系称为2K-H型周转轮系
第八章 轮系
本章目录
8.1 轮系的组成及其分类 8.2 定轴轮系的传动比 8.3 周转轮系的传动比 8.4 复合轮系的传动比
8.5 轮系的应用
8.6 行星轮系的设计 8.7其他传动比计算：
1.定轴轮系的传动比计算 2.周转轮系的传动比计算
3.复合轮系的传动比计算
本章难点:
机械原理轮系ppt课件
基本构件都是围绕着 同一固定轴线回转的
6
轮系的类型
根据轮系所具有的自由度不同，周转轮系 又可分为：差动轮系和行星轮系
计算图a)所示轮系自由度：
F 3 4 2 4 2 2
差动轮系：F=2
计算图b)所示机构自由度, 图中齿轮3固定
F 3 3 2 3 2 1
行星轮系：F=1
第九章
轮系
一对齿轮传动的传 动比是5—7
轮系：由一系列互相啮合的齿轮组成的传动机构，用
于原动机和执行机构之间的运动和动力传递。
1
第九章
•轮系的类型
轮系
•定轴轮系的传动比计算
•周转轮系的传动比计算 •复合轮系的传动比计算
•轮系的功用
•其他行星传动简介
2
§9.1 轮系的类型
根据轮系在运转时各齿轮的几何轴线在空间的相对位
惰轮:不改变传动比的大小，但改变轮系的转向
15
定轴轮系的传动比计算
2、定轴轮系中各轮几何轴线不都平行，但是 输入、输出轮的轴线相互平行的情况
传动比方向判断
画箭头 在传动比的前面加正、负号
16
传动比方向表示
定轴轮系的传动比计算
3、输入、输出轮的轴线不平行的情况 齿轮1的轴为输入轴， 蜗轮5的轴为输出轴，输 出轴与输入轴的转向关系
1 i15 ? 5
4 z5 i45 5 z4
1 1 2 3 4 i15 i15i12 i23 i34 i45 5 2 3 4 5
z2 z3 z4 z5 所有从动轮齿数的乘积 z1 z2 z3 z4 所有主动轮齿数的乘积
14
定轴轮系的传动比计算
二、传动比转向的确定
机械原理轮系
i1 k
1 k
✓ 传动比的大小 ✓ 输入 输出轴的转向关系
定轴轮系的传动比计算
一 传动比的大小
i15
1 5
?
i1
2
1 2
z2 z1
i23 32
z3 z2
i34
3 4
z4 z3
i45
4 5
z5 z4
i1 5 1 i1i1 52 i23 i3 4i4 51 2 3 4
5
2345
z2z3z4z5 z1z2 z3 z4
周转轮系的传动比计算
例题2：z1=z2=48;z2’=18; z3=24;n1=250 r/min;n3= 100
r/min;方向如图所示; 求： nH 的大小和方向
i1H3nn13H Hnn13 nnH H
z2z3 z1z2
n1H
n
H 2
48244 4818 3
250H 4 100H 3
n
H 3
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
1 对于差动轮系;给定1 k H中的任意两个;可
以计算出第三个;从而可以计算周转轮系的传动比;
周转轮系的传动比计算
2 对于行星轮系;两个中心轮中必有一个是固定的
若 K 0
i1 H k1 K H H 0 1 H H 1 H 1 1 i1 H z z 1 2 z z K K 1
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第7章 轮系
定义 —— 由一系列齿轮组成的传动系统
第7章 轮系
定义 —— 由一系列齿轮组成的传动系统
钟表传动系统
变速装置
Hale Waihona Puke 第7章 轮系1 轮系的类型 2 轮系的传动比 3 轮系的功能 4 轮系的设计 5 其他类型的行星传动简介
根据轮系在运转过 程中各轮几何轴线在 空间的相对位置是否 固定
定轴轮系 周转轮系
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
行星轮系 自由度为1
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
差动轮系 自由度为2
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
差动轮系
3.混合轮系
既有定轴轮系部分又有周转轮系部分、或者由几部分周转 轮系所组成的复杂轮系为复合轮系或混合轮系。
定轴轮系+差动轮系
5.1 轮系的类型
3.混合轮系
既有定轴轮系部分又有周转轮系部分、或者由几部分周转 轮系所组成的复杂轮系为复合轮系或混合轮系。
定轴轮系+差动轮系
行星轮系+行星轮系
平面定轴轮系
空间定轴轮系
定轴回归轮系
周转轮系
周转轮系 —— 汽车差速系统
复合轮系 —— 电动卷扬机减速装置
复(混)合 轮系
根据轮系中各轮几 何轴线在空间的相对 位置
平面轮系 空间轮系
根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相 对位置关系是否固定，分为：
1.定轴轮系 2.周转轮系 3.混合轮系
1.定轴轮系 轮系运动时，各轮轴线的位置固定不动。
1.定轴轮系 轮系运动时，各轮轴线的位置固定不动。
滚道传动系统
定义 —— 由一系列齿轮组成的传动系统
第7章 轮系
定义 —— 由一系列齿轮组成的传动系统
钟表传动系统
变速装置
Hale Waihona Puke 第7章 轮系1 轮系的类型 2 轮系的传动比 3 轮系的功能 4 轮系的设计 5 其他类型的行星传动简介
根据轮系在运转过 程中各轮几何轴线在 空间的相对位置是否 固定
定轴轮系 周转轮系
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
行星轮系 自由度为1
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
差动轮系 自由度为2
2.周转轮系
轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其他定轴齿轮 的轴线转动。
差动轮系
3.混合轮系
既有定轴轮系部分又有周转轮系部分、或者由几部分周转 轮系所组成的复杂轮系为复合轮系或混合轮系。
定轴轮系+差动轮系
5.1 轮系的类型
3.混合轮系
既有定轴轮系部分又有周转轮系部分、或者由几部分周转 轮系所组成的复杂轮系为复合轮系或混合轮系。
定轴轮系+差动轮系
行星轮系+行星轮系
平面定轴轮系
空间定轴轮系
定轴回归轮系
周转轮系
周转轮系 —— 汽车差速系统
复合轮系 —— 电动卷扬机减速装置
复(混)合 轮系
根据轮系中各轮几 何轴线在空间的相对 位置
平面轮系 空间轮系
根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相 对位置关系是否固定，分为：
1.定轴轮系 2.周转轮系 3.混合轮系
1.定轴轮系 轮系运动时，各轮轴线的位置固定不动。
1.定轴轮系 轮系运动时，各轮轴线的位置固定不动。
滚道传动系统