《机械设计基础》轮系和减速器

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
3、周转轮系传动比的计算
O 2
反转法
ω 3
3 2 H O ω 1 H O 3 O H ω 1 4 O 1 O 3 1
3
2 O 2 H 1 4 O H
H Z ω ω− H H 1 1 ω ′⋅ 3 i3 = H = =(− ) 1 1 ω ω− H Z 3 3 ω 1
所从轮数乘 有动齿的积 ω 1 =(− )m 1 ω 所主轮数乘 有动齿的积 5
①实现大传动比传动
i=
②实现变速、换向传动 ③实现结构紧凑的大功率传动 在周转轮系中，多采用多个 行星轮的结构形式，各行星 轮均匀地分布在中心轮四周， 如图所示。 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，可大大改善受力状况此外，采用内啮合又有 效地利用了空间，加之其输入轴与输出轴共线，可减小径向尺 寸。因此可在结构紧凑的条件下，实现大功率传动。
1 3
2 2 '
H
O H
4
§7 —2
一、传动比 A——输入轴
iAB =
轮系传动比计算
B——输出轴
ω n A = A ω n B B
二、定轴轮系的传动比计算
所从轮数乘 有动齿的积 i5 = 1 所主轮数乘 有动齿的积
输出轴转向的表示： 输出轴转向的表示： 1、首末两轴平行，用“+”、“-”表示。 2——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 用箭头表示 3、所有轴线都平行
（H，5为一整体） 例2：
H
电动卷扬机减速器 Z1=24，Z2=48，Z2'=30， Z3=90,Z3'=20，Z4=30， Z5=80,求i1H （一）1，2-2'，3，H——周转轮系
3 2 1 2'
5 4
3' H为 输 出 件
3'，4，5——定轴轮系 （二）
ZZ ω −ω 1 H ′ 2 3 i = =(− ) 1 ZZ′ ω −ω 3 H 1 2
§7—4 减速器
第七章 轮系和减速器
机械设计基础
主要内容
• • • • 轮系的分类 轮系传动比计算 混合轮系传动比计算 减速器
§7 —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， 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。 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 轮系 定+周 复合轮系 周+周
差动轮系：2个运动
ω Z iH = 1 = 3 + 1 行星轮系 ：ω =0 1 ω Z 3 H 1
任何周转轮系
H ω ω− H H A A ω iA = H = = f (z) B ω ω− H B B ω
举例：图示为一大传动比的减速器， Z1=100，Z2=101，Z2'=100，Z3=99 求：输入件H对输出件1的传动比iH1
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。
差动轮系不仅能将两个独立地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。汽车后桥的差速器就利用了差动轮系的这一特性。
3
2 O 2 H
轮3固定 ：F=3 3−2 3−2= × × 1
O 1
O H 1
差动轮系：F=2 行星轮系：F=1
2、周转轮系的构件
ω 3
O 2 3 2 H O ω 1 H O 3 O H ω 1 4 O 1 O 3 1 3
2 O 2 H 1 4 O H
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ又承 受外力矩的构件称基本构 件
H 1 3
ω′ Z 3 i35 = =− 5 ′ ω Z′ 5 3 （三） ω =ω′ 3 3 ω =ω 5 H
1 （四）联立 i1H =3
n =1 5 r/m 40 i n 1
n 15 40 n = 1= ≈4 .7 r/m 6 7 i n H iH 3 1 1
§7 —3
混合轮系传动比计算
2' 2
1 1 iH = = =1 0 0 00 1 11 9 0×9 iH 1 1 − 1 0× 0 0 10
若Z1=99
H
1
3
iH =− 0 10 1
周转轮系传动比正负是计算出来的，而不是判断出来的。
4、圆锥齿轮组成的周转轮系
2
W− H 2 ZZ 1 W i = =(− ) 2 3 1 W− H ZZ 3 W 1 2
H 1 3
3 O 1 H O
W− W− H 1 W i = W− H 2 W
H 1 2
（作矢量作）
四、混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） 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。 （3） 找出各基本轮系之间的联系。 （4） 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 ： i 3 = 1
ZZ ω 1 =(− )2 2 3 1 ZZ′ ω 3 1 2
输入 1 2 3 2'
3' 4 H 输出 1'
4、联立求解：
i= 所从轮数乘 有动齿的积 ω 1 =(− )m 1 ω 所主轮数乘 有动齿的积 5
m——外啮合的次数
三、周转轮系的传动比计算 周转轮系的传动比计算
O 2
1、周转轮系
ω 3
3 2 H O ω 1 H O 3 O H ω 1 4 O 1 O 3 1
3
2 O 2 H 1 4 O H
F=3 4−2×4−2=2 ×
Z′ Z′ + 3 1 ω Z′ 1 iH = 1 = 1 ω 1 ZZ′Z′ H + 1 2 3 ZZ 2 3
ω− H ω Z H i3′1 = 3′ =(− ) 1 1 ′ 周转轮系 ： ′ ω − Z′ ′ 1 ω H 3
3、找出轮系之间的运动关系
ω =ω′ 1 1 ω =ω′ 3 3