第12章 轮系和减速器
第十二部分轮系教学课件
❖该结论可推广到周转轮系的转化轮系传动比计算
的一般情况：
+ i1Hk
n1 nH nk nH
(1)m
轮 1至 轮 轮 1至 轮
k 之 间 各对 齿轮 的 从动轮 k 之 间 各对 齿轮 的 主 动轮
齿数连 乘积 齿数连 乘积
汽车机械基础第十二章 轮系
三. 混合轮系传动比的计算
方法：
先将混合轮系分解 成基本周转轮系和定 轴轮系，然后分别列 出传动比计算式，最 后联立求解。
外啮合次数为偶数时轮系的传动比为正，从动件 的转向与主动轮相同；
外啮合次数为奇数时，轮系的传动比为负，从动 件的转向与主动轮相反。
汽车机械基础第十二章 轮系
2.平面定轴轮从动轮转向的确定
用画箭头的方法确定平面定 轴轮系从动轮转向： 箭头方向表示齿轮（或构 件）最前点的线速度方向。
惰轮——不影响传动比大 小，只起改变从动轮转向作 用的齿轮。
汽车机械基础第十二章 轮系
3.空间定轴轮系传动比的计算
传动比的大小仍采用推广式计算，用画箭头的方
法确定从动轮的转向：
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：用蜗杆“左、右手法则”，对右旋蜗
杆，用右手握住蜗杆的轴线，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
Z2=1～4。渐开线少齿差行星减速器单级iHV可达 135，两级iHV可达1000以上，结构紧凑，应用广 泛。
汽车机械基础第十二章 轮系
二、轮系的功用：
5.实现分路传动
滚齿机轮系
汽车机械基础第十二章 轮系
二.轮系的功用
5.实现运动合成与分解 例：汽车后桥差速器
浙江大学《机械设计基础》考研基本概念自测题三(判断题)
浙江大学《机械设计基础》考研基本概念自测题三(判断题)第一部分基本概念自测题三、判断题(正确的在括号内填“√”，错误的填“某”)第一章总论1、构件是机械中独立制造单元。
()2、两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。
()3、常见的平面运动副有回转副、移动副和滚滑副。
()4、运动副是两构件之间具有相对运动的联接。
()5、两构件用平面高副联接时相对约束为l。
()6、两构件用平面低副联接时相对自由度为1。
()7、机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。
()8、将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。
()9、由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束。
()10、有四个构件汇交，并有回转副存在则必定存在复合铰链。
()11、在同一个机构中，计算自由度时机架只有1个。
()12、在一个确定运动的机构中原动件只能有1个。
()13、刚度是指机件受载时抵抗塑性变形的能力。
()14、机件刚度准则可表述为弹性变形量不超过许用变形量。
()15、碳钢随着含碳量的增加，其可焊性越来越好。
()16、采用国家标准的机械零件的优点是可以外购，无需设计制造。
()17、钢制机件采用热处理办法来提高其刚度非常有效。
()18、使机件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理、规定适当的制造精度和表面粗糙度。
()第二章联接1、在机械制造中广泛采用的是右旋螺纹。
()2、三角形螺纹比梯形螺纹效率高、自锁性差。
()3、普通细牙螺纹比粗牙螺纹效率高、自锁性差。
()4、受相同横向工作载荷的联接采用铰制孔用螺栓联接通常直径比采用普通紧螺栓联接可小一些。
()5、铰制孔用螺栓联接的尺寸精度要求较高，不适合用于受轴向工作载荷的螺栓联接。
()6、双头螺柱联接不适用于被联接件厚度大、且需经常装拆的联接。
()7、螺纹联接需要防松是因为联接螺纹不符合自锁条件且≤v。
()8、松螺栓联接只宜承受静载荷。
()9、受静载拉伸螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂，受变载拉伸螺栓的损坏多为栓杆部分有应力集中处的疲劳断裂。
《机械设计基础(第4版)》读书笔记模板
7.1螺纹连接的基础知识 7.2螺纹连接的预紧与防松 7.3螺栓连接的强度计算 7.4螺纹连接的材料和许用应力 7.5螺旋传动 习题7
8.1润滑剂及其选用 8.2密封装置 习题8
9.1带传动概述 9.2带传动的设计 9.3同步带传动 9.4链传动 习题9
10.1齿轮传动的特点和基本类型 10.2渐开线性质及渐开线齿廓啮合特性 10.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 10.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 10.5渐开线齿轮的加工与齿廓的根切 10.6齿轮的失效形式与材料选择 10.7直齿圆柱齿轮传动的强度计算 10.8斜齿圆柱齿轮传动 10.9直齿圆锥齿轮传动
11.1概述 11.2蜗杆传动的失效形式、材料和结构 11.3蜗杆传动的效率及热平衡 11.4蜗杆传动的润滑 习题11
12.1定轴轮系传动比的计算 12.2周转轮系 12.3轮系的应用 12.4其他新型齿轮传动简介 习题12
13.1减速器箱体 13.2常用减速器的类型、特点及应用 13.3减速器附属零件 习题13
4
第14章轴和轴 毂连接
5
第15章轴承
第16章联轴器 和离合器
第17章机械的 平衡与调速
1.1力的基本概念 1.2工程中常见的约束 1.3平面汇交力系 1.4力矩和力偶 1.5平面一般力系 1.6摩擦 1.7空间力系 习题1
2.1轴向拉伸与压缩 2.2剪切与挤压 2.3圆轴扭转 2.4直梁的平面弯曲 2.5合成弯扭的强度计算 习题2
16.1联轴器 16.2离合器 16.3制动器简介 习题16
17.1机械平衡的目的与分类 17.2回转件的静平衡 17.3回转件的动平衡 17.4机械速度波动的调节 习题17
读书笔记
这是《机械设计基础（第4版）》的读书笔记模板，可以替换为自己的心得。
《机械原理》(于靖军版)第12章习题答案
12-1 对于题图12-1所示的轮系，下面给出图示轮系的3个传动比计算式，（ ）为正确的。
（A ）H 1H 122H i ωωωω-=-（B ）H 1H 133H i ωωωω-=-（C ）H 2H 233H i ωωωω-=-题图12-112-2 3K-H 型（复合）周转轮系与由两周转轮系组合而成的混合轮系有何本质区别？12-3 在题图12-3所示的轮系中，各轮的齿数为：z 1=z 2'=25，z 2=z 3=z 5=100，z 4=100，齿轮1转速n 1=180 r/min ，转向如图所示。
试求齿轮5转速n的大小和方向。
题图12-3解：1-2-2’-3-4为行星轮系，可得H 231H 13'3H 124H 544554z z n n i n n z z n n z n i n z -==-===-带入数值，计算得：n 5=12 r/min 方向和n 1相同，向上。
12-4 题图12-4所示为一装配用电动螺丝刀的传动简图。
已知各轮齿数z 1=z 4=17，z 3=z 6=39，齿轮1转速n 1=3000 r/min 。
试求螺丝刀的转速。
题图12-4解：276.5 r/min12-5 在题图12-5所示的轮系中，已知各轮齿数分别为z 1=22，z 3=88，z 4=z 6。
试求传动比i 16。
题图12-5解：i 16=912-6在题图12-6所示的轮系中，已知各轮齿数z1 =40，z2=z3=100，z4=z5=30，z6=20，z7=80，齿轮1转速n A=1000r/min，方向如图。
试求n B大小及方向。
解：n B=240 r/min 方向向上12-7 下题图12-7所示的轮系中，已知各齿轮的齿数分别为：z1 =80，z2=60，z2'=20，z3=40，z3'=20，z4= 30，z5=80。
轴A和轴B的转速分别为n A=50r/min，n B=60r/min，方向如图所示。
轮系、减速器
二、周转轮系的构件
ω3
O2 3 2 H O1 ωH O3 OH ω1 4 O1 O3 1 3
2 O2 H 1 4 OH
行星轮2
行星架（系杆）H 基本构件： 中心轮 1、3
轴线与主轴线重合而又承 受外力矩的构件称基本构 件
主轴线——行星架绕之转动的轴线。 2K-H（K—中心轮；H—行量架；V—输出构件） 还有其他：3K，K-H-V
ω1 = ω1′ ω3 = ω3′
例2： 电动卷扬机减速器 Z1=24，Z2=48，Z2'=30， Z3=90,Z3'=20，Z4=30， Z5=80,求i1H
（H，5为一整体）
2 1
H 3 5 4 3' H为 输 出 件
2'
（一）1，2-2'，3，H——周转轮系 3'，4，5——定轴轮系 （二）
④实现多分路传动 机械式钟表机构就是一例 ⑤实现运动的合成与分解 利用差动轮系的双自由度特点， 可把两个运动合成为一个运动。 图示的差动轮系就常被用来进 行运动的合成。
例1：已知各轮齿数， 求传动比i1H 1、分析轮系的组成 1，2，2'，3——定轴轮系 1'，4，3'，H——周转轮系 2、分别写出各轮系的传动比 定轴轮系 ： i13 =
ZZ ω1 = (1)2 2 3 Z1Z2′ ω3
输入
3' 2 1 3 2' 4 H 1' 输出
4、联立求解：
Z3′ Z1′ + ω Z1′ i1H = 1 = ωH 1+ Z1Z2′Z3′ Z2Z3
ω ωH Z H i3′1′ = 3′ = (1) 1′ 周转轮系 ： ω1′ ωH Z3′
3、找出轮系之间的运动关系
轮系及减速器
n1 n2 n4 n6 n8 Ⅰ n2 n3 n5 n7 n9 z3 z5 z7 z9 Ⅱ z2 ( )( )( )( )( ) z1 z2 z4 z6 z8 即i19
4 z3 z5 z 7 z9 ( 1) z1 z 4 z6 z8
Ⅳ
n9
Ⅵ
3 为正，首末两轮回转方向相同。 转向也可通过在图上依次画箭头来确定。
4.6
轮系及减速器
4.6.2 定轴轮系传动比及转速的计算
轮系的传动比：轮系中，输入轴和输出轴角速度（或转速）之比。
i AK
wA nA wk nK
定轴轮系传动比的计算，包括计算轮系传动比的大小和 确定末轮的回转方向。
4.6
轮系及减速器
1. 定轴轮系传动比的计算
一对圆柱齿轮传动转向的表达
1 1
4.6
轮系及减速器
1
变 速 级 数 的 判 定
n1
Ⅰ
5
Ⅱ Ⅲ
4
3 2
1条
9
8 6
3条 1条
Ⅳ
7 10
6-7-8为三联滑移齿轮
滑移齿轮变速机构
问：Ⅳ轴可获得几种转速？ 解：（1）找出各轴间传动线路的数量。 （2）一般情况下，变速级数等于各轴间传动 线路数量的连乘积。 因此Ⅳ轴可获得1×3×1=3种转速。
轮系及减速器
定轴轮系+周转轮系
周转轮系+周转轮系
分隔29
4.6
轮系及减速器
1
1
3
H
3
4 2
2 2
2 4
行星轮系
1、求解步骤
定轴轮系
1）划分轮系（关键）
2）分别建立各轮系的传动比方程
机械设计基础教案——第12章轮系
第 12 章轮系（一）教学要求1、掌握定轴轮系，周转轮系传动比的计算2、了解其他新型齿轮传动装置（二）教学的重点与难点1、定轴轮系转向判别2、转化机构法求解周转轮系传动比2、复合轮系的分析（三）教学内容12.1轮系的分类轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。
定轴轮系（普通轮系）周转轮系复合轮系定 +周（复杂轮系）周 +周12.2定轴轮系及其传动比计算一、传动比A ——输入轴B ——输出轴i AB W A n A W B n B二、定轴轮系的传动比计算i 15W1W2W3 W4Z 2 Z3 Z 4 Z5i12i23i3 4i4 5Z1Z 2 Z3 Z 4W2W3W4W5所有从动轮齿数的乘积∴ i15所有主动轮齿数的乘积三、输出轴转向的表示1、首末两轴平行，用“+”、“ -”表示。
Z——惰轮：不改变传动比的大小，但改变轮系的转向2、首末两轴不平行（将轮 5 擦掉）用箭头表示3、所有轴线都平行i W1( 1)m所有从动轮齿数的乘积W5所有主动轮齿数的乘积m——外啮合的次数12.3周转轮系的传动比计算一、周转轮系F 3 4 2 4 22差动轮系： F=2行星轮系： F=1（轮 3 固定）（F 3 3 2 3 2 1）二、周转轮系的构件行星轮行星架（系杆）、中心轮基本构件（轴线与主轴线重合而又承受外力矩的构件称基本构件）行星架绕之转动的轴线称为主轴线。
ZK-H （ K —中心轮； H —行量架； V —输出构件）还有其他： 3K ， K-H-V三、周转轮系传动比的计算以差动轮系为例（反转法）-W H（绕 O H—主轴线）转化机构（定轴轮系）i13H W1H W1W H( 1)Z 3W H W3W H Z13举例：图示为一大传动比的减速器， Z 1=100， Z 2=101， Z 2'=100， Z 3=99 求：输入件 H 对输出件 1 的传动比 i H1解： 1， 3 中心轮2， 2'行星轮H行星架给整个机构（ -W H）绕 OO 轴转动i13H W1WH( 1)2Z2Z3 W3W H Z1 Z2周转轮系传动比是计算出来的，而不是判断出来的。
《机械设计基础》第12章 蜗杆传动
3、摩擦磨损问题突出，磨损是主要 的失效形式。为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高；
4、传动效率低，具有自锁性时，效率低于50%。
由于上述特点，蜗杆传动主要用于传递运动，而在动力传输中的应用受到限制。
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
γ
β
γ＝β （蜗轮、蜗杆同旋向）
一、蜗杆传动的主要参数及其选择
1、模数m和压力角α
§12-2 蜗杆传动的参数分析及几何计算
ma1= mt2= m αa1=αt2 =α=20°
在蜗杆蜗轮传动中，规定中间平面上的模数和压力角为标准值，即：
模数m按表12-1选取，压力角取α=20° （ZA型αa＝20º；ZI型αn＝20º） 。
阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 渐开线蜗杆（ZI蜗杆）
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高。
同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承载能力和效率较高。
三、分类
在轴剖面上齿廓为直线，在垂直于蜗 杆轴线的截面上为阿基米德螺旋线。
§12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算
一、蜗轮齿面接触疲劳强度的计算
1、校核公式:
2、设计公式:
式中：a—中心距，mm；T2 —作用在蜗轮上的转矩，T2 = T1 iη； zE—材料综合弹性系数，钢与铸锡青铜配对时，取zE=150；钢与铝青铜或灰铸铁配对时， 取zE=160。 zρ—接触系数，由d1/a查图12-11，一般d1/a=0.3~0.5。取小值时，导程角大，故效率高，但蜗杆刚性较小。 kA —使用系数，kA =1.1~1.4。有冲击载荷、环境温度高(t>35oC)、速度较高时，取大值。
机械设计基础课程设计减速器
机械设计基础课程设计减速器引言减速器（Reducer），又称为减速机、减速器、减速齿轮机构，是将高速运动的动力通过齿轮传动装置转换成低速高转矩的设备。
减速器广泛应用于工业生产中的传动装置，具有重要的作用。
本文将详细讨论机械设计基础课程设计中的减速器。
一、减速器的作用和原理减速器主要用于将电动机等高速运动装置的转速降低，同时增加转矩。
其作用在于匹配输入和输出的转速和扭矩，使机械装置达到最适合的工作状态。
•减速器的作用–降低输出速度：通过齿轮传动机构，将高速输入转动降低到所需要的输出速度，满足不同工作环境的要求。
–增加输出扭矩：通过齿轮传动的工作原理，能够增加输出扭矩，提供所需的动力。
–反向装置：通过减速器的设计，可以实现转向，使机械装置在不同的工况下反向运动。
•减速器的原理–齿轮传动原理：减速器主要通过齿轮的传动实现速度和扭矩的转换。
通过两个或多个齿轮的组合传动，可以实现不同的转速比。
一般来说，将大齿轮称为驱动轮，小齿轮称为从动轮。
当驱动轮转动时，从动轮相应地转动，但速度和扭矩会发生变化。
二、减速器的分类根据结构和用途的不同，减速器可以分为多种类型。
下面将详细介绍常见的几种减速器。
2.1 齿轮减速器齿轮减速器是应用最为广泛的减速器之一，其主要由齿轮、轴承、轴和外壳等组成。
根据齿轮的不同排列方式和传动原理，齿轮减速器又可以分为平行轴齿轮减速器、斜齿轮减速器、行星齿轮减速器等。
•平行轴齿轮减速器：工作原理是通过平行轴上的两个齿轮之间的啮合传动来实现速度和扭矩的转换。
广泛应用于各类机械设备。
•斜齿轮减速器：斜齿轮减速器的轴线与齿轮轮系的轴线相交，主要用于两轴不平行的情况，特别适用于转动方向需要改变的场合。
•行星齿轮减速器：行星齿轮减速器由太阳轮、行星轮和内齿轮组成，通过不同齿轮的啮合传动实现减速。
具有结构紧凑、扭矩大等优点，广泛应用于工业领域。
2.2 带传动的减速器带传动的减速器主要是通过皮带、链条等进行传动，将高速输入转动减速至低速输出。
周转轮系
轮 系
复合轮系
或几个周转轮系的组合
定轴轮系
周转轮系
动轴齿轮2
称为行星轮
自转 公转
复合轮系
§2 定轴轮系传动比计算 一、 定轴轮系的传动比
轮系的传动比
大小 转向关系
i
首末
n 首 首 末 n末
1 5
图中所示定轴轮系其传动比为：
i
15
n n1 5Fra bibliotek图1§2 定轴轮系传动比计算
1、一对齿轮的传动比
一对圆柱齿轮传动比： z2 z1 1 n1 z2 i12 2 n2 z1 z2 z1
1
（外啮合）
2
（内啮合）
1
一对空间齿轮
1 n1 z2 i12 2 n2 z1
2
两轮转向在图上画箭头表示
§2 定轴轮系传动比计算
锥齿轮： 蜗轮蜗杆转向关系：
3
H
2'
2
设n3转向为正，则
n1 180 20 60 2 60 180 30 60 3
得 n1=260 r/min 正值说明轮1、3转向相同
1
§4 复合轮系传动比计算
一、 复合轮系传动比的计算
区 分 定轴轮系 分别列出方程，联立求解
单一周转轮系
太阳轮——行星轮——太阳轮。 行星架H
§5 轮系的功用
一、实现较远距离运动传递
§5 轮系的功用
二、 实现大功率传递
1、周转轮系用做动力传递时要采用多个行星轮且均匀 分布在太阳轮四周
§5 轮系的功用
2、周转轮系（行星减速器）用做动力传递时一般采用内啮合 齿轮以提高空间的利用率和减小行星减速器的径向尺寸
《机械设计基础》第七章 轮系及减速器
（2） 找出所有的单一周转轮系后余下的就是定轴轮系 （3） 分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。 （4） 找出各基本轮系之间的联系。 （5） 将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得混合轮系的传动比。
例7－5：已知各轮齿数为：z1＝20， z2＝40， z2 ′=20， z3＝30，z4＝80， 求传动比i1H。
i12 i23 i34
n1 z 2, n2 z1 z3 n2 , n3 z 2 n3 z4 , n4 z3
z5 n4 i45 , n5 z4
其中n2＝n2′，n3＝n3′。将以上各式两边连乘可得，
n3 n4 n1n2 3 z2 z3 z4 z5 i12 i23 i34 i45 (1) z3 z4 n2 n3 n4 n5 z1 z2
50 nH 30 80 0 nH 20 50
nH≈14.7r/min
正号表示nH转向和n1的转向相同 本例中行星齿轮2和2′的轴线和齿轮1（或齿轮3）及系杆H的 轴线不平行，所以不能直接利用公式。
§7—4 复合轮系传动比的计算
在计算混合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴轮系来处理， 也不能对整个机构采用转化机构的办法。 计算混合轮系传动比的正确方法是： （1） 找出各个单一周转轮系
§5－5 轮系的应用
一、实现分路传动
Ⅳ
二、实现相距较远的两轴之间的传动
三、获得较大传动比 四、实现换向传动 五、用作运动的分解
Ⅲ Ⅴ Ⅵ 主轴
六、在尺寸及重量较小的条件下，实现大功率传动 七、用作运动的合成
图9-20
Ⅱ
浙江大学《机械设计基础》考研-基本概念自测题三(判断题)
第一部分基本概念自测题三、判断题(正确的在括号填“√”，错误的填“×”)第一章总论1、构件是机械中独立制造单元。
( )2、两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。
( )3、常见的平面运动副有回转副、移动副和滚滑副。
( )4、运动副是两构件之间具有相对运动的联接。
( )5、两构件用平面高副联接时相对约束为l。
( )6、两构件用平面低副联接时相对自由度为1。
( )7、机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。
( )8、将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。
( )9、由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束。
( )10、有四个构件汇交，并有回转副存在则必定存在复合铰链。
( )11、在同一个机构中，计算自由度时机架只有1个。
( )12、在一个确定运动的机构中原动件只能有1个。
( )13、刚度是指机件受载时抵抗塑性变形的能力。
( )14、机件刚度准则可表述为弹性变形量不超过许用变形量。
( )15、碳钢随着含碳量的增加，其可焊性越来越好。
( )16、采用国家标准的机械零件的优点是可以外购，无需设计制造。
( )17、钢制机件采用热处理方法来提高其刚度非常有效。
( )18、使机件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理、规定适当的制造精度和表面粗糙度。
( )第二章联接1、在机械制造中广泛采用的是右旋螺纹。
( )2、三角形螺纹比梯形螺纹效率高、自锁性差。
( )3、普通细牙螺纹比粗牙螺纹效率高、自锁性差。
( )4、受相同横向工作载荷的联接采用铰制孔用螺栓联接通常直径比采用普通紧螺栓联接可小一些。
( )5、铰制孔用螺栓联接的尺寸精度要求较高，不适合用于受轴向工作载荷的螺栓联接。
( )6、双头螺柱联接不适用于被联接件厚度大、且需经常装拆的联接。
( )7、螺纹联接需要防松是因为联接螺纹不符合自锁条件且λ≤ρv。
大三机械设计课程设计减速器
大三机械设计课程设计减速器1. 减速器的定义减速器是一种可有效提高动力机构的转矩和增加动力机构的速度的机械装置，它能有效地减小电机或其他动力机构的输出转矩和输出转速，以允许机械运行更加稳定、高效。
目前，减速器已经广泛应用于电器、汽车、机床等机械领域，它可以帮助机械传动装置有效地实现速度和转矩要求。
2. 减速器的结构与原理减速器有很多种结构，它们的工作原理类似。
它的基本结构由几个部件组成。
首先是一个输入端，它将输入的动力传递到减速器。
其次是几个减压轮，它们将输入的能量转换为速度，而且可以在接触轮系齿轮以外完成操作。
然后是减速器的输出端，它将减速器输出的动力传递给机械传动装置。
3. 减速器的应用减速器广泛应用于人们所需要的各种行业，比如汽车行业、电器行业、冶金行业及机械行业等。
它不但可以降低动力机构的输出转矩和输出转速，而且可以实现机械传动的动力控制，从而保证机械运行的稳定及安全。
比如汽车减速器可以帮助实现汽车的把挡，有效地减少变速箱和发动机转速之间的差距；它还可以改善转向系统的动力性能、操纵性能和稳定性；冶金行业中，减速器用于降低电动机转速，有利于减少噪音，提高机械的使用寿命。
4. 大三机械设计课程设计减速器大三机械设计课程设计减速器的几个重要阶段：首先，了解减速器的基本结构知识，如减速轮系、减速机轴承及应用性能等。
其次，计算减速器的参数，包括输入转速、输入转矩、输出转速、输出转矩、减速比等。
然后，根据计算出来的参数，选择合适的减速器规格，并设计出相应的零部件。
最后，根据减速器设计出来的零部件进行实践组装，并检查零件，并分析减速器的性能评价指标与设计指标。
通过大三机械设计课程设计的减速器可以使学生们了解减速器的基本原理及其结构，更加熟悉减速器的参数计算及其零部件的设计，加深对减速器的了解，学习的内容更有助于减速器的应用。
轮系定轴轮系课件
04
轮系的维护与保养
日常维护
每日检查
检查轮系各部件是否有异常声音 、振动或磨损，确保轮系正常运
行。
清洁与润滑
定期清理轮系表面灰尘和杂物，保 持润滑状态，以减少磨损和摩擦。
紧固件检查
检查并紧固所有连接螺栓和螺母， 确保其紧固可靠。
定期保养
定期更换轴承和密封件
检查轴和轴承的磨损
根据使用情况和制造商的推荐，定期 更换轴承和密封件，以延长轮系的使 用寿命。
针对高温环境，采用耐高温材料如陶瓷、碳纤维 等，确保轮系在高温下正常工作。
新工艺的研发
精密铸造
通过精密铸造技术，提高轮系零件的精度和表面质量，减少加工 余量和装配误差。
热处理技术
采用先进的热处理技术，优化材料组织结构，提高材料的力学性能 和耐久性。
表面处理技术
对轮系零件进行表面处理，如喷涂、渗碳淬火等，提高其耐磨性和 抗腐蚀能力。
转速的计算
01
转速计算
根据轮系的传动比，可以计算 出各轮的转速。
02
转速关系
在定轴轮系中，各轮的转速与 传动比成反比，即传动比越大
，转速越小。
03
转速方向
在计算转速时，还需考虑各轮 的旋转方向，以确保整个轮系
的旋转方向符合设计要求。
转矩的计算
01
02
03
转矩计算
根据各轮的转速和作用力 矩，可以计算出整个轮系 的转矩。
定期检查轴和轴承的磨损情况，如磨 损严重应及时更换。
检查齿轮啮合情况
定期检查齿轮的啮合情况，确保齿轮 无磨损或变形，必要时进行修复或更 换。
常见故障与排除
齿轮磨损
如发现齿轮磨损严重，应检查润 滑系统是否正常，同时更换磨损
轮系的功用.
§5 轮系的功用
二、实现变速与换向传动
在主动轴转速不变时，利用轮系可以获得多种转速。如汽车、机
床等机械中大量运用这种变速传动。在图中的轮系中，齿轮4－6，
3－5为两对双联齿轮，4,6可沿轴向滑动。当在图示位置时，齿轮
3－4，5－6不啮合，得到一种传动比；而当双联齿轮4－6向右滑
动，使得齿轮3与齿轮4相啮合，又得到一种传动比。同理， 4－
§5 轮系的功用
五、 实现多分路传动
利用 轮系可以 使一个主 动轴带动 若干个从 动轴同时 旋转。
滚齿机床的刀具与工件的分路传动图
利用轮系可以使一个主动轴 带动几个从动轴转动。在右
8
图所示的钟表传动示意图中，
主动齿轮1由发条盘N驱动，
分别由齿轮1、2、3、4、5、
6，齿轮1、2和齿轮1、2、
9、10、11、12组成三个定 7
利用 轮系可在 主动轴转 向不变的 条件下改 变从动轴 的转向。
车床上走刀丝杆的三星轮换向机构
实现换向传动
车床走刀丝杆的三星轮换向机构。在主动轴转向不 变的条件下，可改变从动轴的转向。
§5 轮系的功用
三、实现结构紧凑的大功率传动
1、周转轮系用做动力传递时要采用多个行星轮且均匀分布在太阳轮四周。这 样，载荷由多对齿轮承受，可大大提高承载能力；又因多个行星轮均匀分布， 可大大改善受力情况。
§5 轮系的功用
2、周转轮系（行星减速器）用做动力传递时一般采用内啮合 齿轮以提高空间的利用率和减小行星减速器的径向尺寸因此可 在结构紧凑的条件下，实现大功率传动。
涡轮发动机减速器
四、实现运动的合成与分解
行星架的转速 是轮1、3转速 的合成。
差动轮系不仅 能将两个独立 的运动合成为 一个运动，而 且还可将一个 基本构件的主 动转动，按所 需比例分解成 另两个基本构 件的不同运动。
- 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)。
2
2
3
4
O
H 1
O
O
1 3
1—太 阳 能 ； 2—行 星 齿 轮 ； 3—内 齿 圈 ； 4—行 星 架
(a)
(b)
图 12-3 行星轮系 (a) 结构图; (b) 行星轮系简图
O O 2H
1
O
3
行星轮系
12.2.2 行星轮系的分类 行星轮系按中心轮个数的不同分为两类。
(1) 由两个中心轮与一个行星架组成的2K-H型行星 轮系, 包括单排内外啮合、 双排内外啮合、 双排外 啮合和双排内啮合等四种情况。
iab
a b
na nb
在图12 - 1(a)所示的平面定轴轮系中, 各个齿轮的轴线相互平行, 根据一对外啮合齿轮副的相对转向相反, 一对内啮合齿轮副的 相对转向相同的关系, 如果已知各齿轮的齿数和转速, 则轮系中 各对齿轮副的传动比为
i12
n1 n2
z2 z1
i 23
n2 n3
z3 z2
i34
n3 n4
在图12-5所示的行星轮系中, 假想已知各轮和 行星架的绝对转速分别为n1、 n2、 n3 和nH, 且都是顺时针方向的, 现在给整个行星轮系加 上一个公共转速-nH, 如图12-5(b)所示, 各个构 件的相对转速就要发生变化, 如表7 - 1所示。
n3
3
3
O2
2
H O1 nH
O1
O3 1
O 3
假设定轴轮系首、 末两轮的转速分别为nG和 nK, 则传动比的一般表达式为
iGK
nG nK
从G到K之间所有从动轮齿数连乘积
(1)m
从G到K之间所有主动轮齿数连乘积
（12-1）
12.1.2 传动比符号的确定方法 对于平面定轴轮系， 可以根据轮系中从齿轮
G到齿轮K的外啮合次数m, 采用(-1)m来确定； 也可 以采用画箭头的方法, 从轮系的首轮开始, 根据外啮 合两齿轮转向相反、 内啮合两齿轮转向相同的关系, 依次对各个齿轮标出转向， 最后根据轮系首、 末两
轮的转向, 判定传动比的符号, 如图12 - 1(a)所示。
对于空间定轴轮系, 由于各轮的轴线不平行, 因而 只能采用画箭头的方法确定传动比的符号。
对于圆锥齿轮传动,表示齿轮副转向的箭头 同时指向或同时背离啮合处,如图12 - 1(b)所示。
对于蜗杆蜗轮传动, 从动轮转向的判定方法 采用左、 右手定则。
(2) 由三个中心轮组成的3K型行星轮系。 行星轮系 按其自由度的不同可分为两类:
(1) 简单行星轮系: 自由度为1的行星轮系称 为简单行星轮系, 如图12-4所示。 此类行星 轮系中有固定的中心轮。
(2) 差动行星轮系： 自由度为2的行星轮系 称为差动行星轮系, 其中心轮均不固定, 如 图12-4(b)所示。
例 12-1 图示12-2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=1 8,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。
如图所示，所有齿轮几何轴线的位置都是固定的轮 系，称为定轴轮系。
3 1
3 2
4
2
5 (a)
2
2 3
1 右 旋 蜗杆
3 5 4
(b)
图 12 - 1 定轴轮系 (a) 平面定轴轮系； (b) 空间定轴轮系
定轴轮系。
12.1.1定轴轮系传动比的计算
轮系的传动比是指轮系中输入轴的角速度 ωa(或转速na)与输出轴的角速度ωb(或转速nb) 之比, 即
n1 nH n3 nH
(1)1 z3 z1
（12-2）
根据上述原理可以写出行星轮系转化机构传动比的一 般表达式:
z4 z3
i 45
n4 n5
z5 z4
图 12-1（a）
将以上各式等号两边连乘后得
i12i23i34i45
n1n2n3n4 n2n3n4n5
(1)3 z2z3z4z5 z1 z2 z3 z4
i15
n1 n5
z2 z3 z5 z1 z2 z3
由上可知, 定轴轮系首、 末两轮的传动比等于组 成轮系各对齿轮传动比的连乘积, 其大小还等于所有 从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比, 其正负号则取决于外啮合的次数。 传动比为正号时 表示首末两轮的转向相同, 为负号时表示首末两轮转 向相反。
(a)
(b)
图 12-4 简单行星轮系
12.2.3 行星轮系的传动比 1. 行星轮系的转化机构 由于行星轮系中包括几何轴线可以运动的行星
轮, 因此它的传动比不能直接使用定轴轮系传动比的 计算公式(12 - 1)计算。 如果将行星轮系的行星架相对 固定, 但是各个构件之间的相对运动保持不变, 则可将 行星轮系转化为假想的定轴轮系, 称为转化机构, 这样 就可以参照式(12 - 1)计算转化机构的相对传动比。 这 种计算机构传动比的方法称为转化机构法。
图 12ห้องสมุดไป่ตู้2
12.2 行星轮系
12.2.1 行星轮系的构成 图12-3所示的行星轮系由行星齿轮、 行星
架(系杆)、 中心轮等组成。 在行星轮系中, 活套在 构件H上的齿轮2一方面绕自身的轴线O′O′回转, 同 时又随构件H绕轮系主轴线(固定轴线)OO回转, 这 种既有自转又有公转的齿轮称为行星轮。 H是支撑 行星轮的构件, 称为行星架。 齿轮1和齿轮3的轴线 与行星轮系固定的主轴线重合, 并且它们都与行星 轮啮合, 称为中心轮, 用K表示。
n 1
(a)
2
n3H
H
OH 1
O2
－nH
2 H
n1H O1 1
3
3
O1 O
3
(b)
图 12-5 行星轮系的转化机构
2 H
OH 1
表12-1 行星轮系转化机构各构件的相对转速
2. 行星轮系传动比的计算 如上所述, 对于图12-5所示的行星轮系,
其机构中齿轮1与齿轮3的传动比为
i1H3
i1H i3H
第12章 轮系
12.1 定轴轮系 12.2 行星轮系 12.3 组合轮系 12.4 轮系的应用 12.5 减速器
12.1 定轴轮系
在机器中，常将一系列相互啮合的齿轮组成 传动系统，以实现变速、分路传动、运动分 解与合成等功用。这种由一系列齿轮组成懂 得传动系统称为轮系。
根据轮系在运动时各齿轮轴线的相对位 置是否固定，可以分为两种类型。, 图121(b)所示为包含有锥齿轮和蜗杆蜗轮传动的 空间定轴轮系。