5.8轮系（课件）-高二《汽车机械基础》同步教学（人邮版·第三版）

轮系 1 5.8 轮系 由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。 轮系在机械传动中的应用十分广泛。 本节主要介绍定轴轮系、周转轮系和简单混合轮系传动比的计算，以及齿轮系在机械中的应用。 由一对齿轮组成的机构是齿轮传动的最简单形式，但是在工程实际中为了满足不同的工作要求，常采用若干个彼此啮合的齿轮进行传动，即把原动机的运动和动力按照需要传递给工作机构或执行机构，或者将输入、输出轴连接起来。 这种由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系，一对齿轮传动可以视为最简单的轮系。 轮系可以分为三种类型：定轴轮系、周转轮系和混合轮系。 图5-100 定轴轮系 图5-101 周转轮系 图5-102 混合轮系 5.8.1 定轴轮系的传动比计算 1．传动比大小的计算 对轮系来说，其传动比是指轮系中运动输入齿轮与运动输出齿轮的角速度或转速之比。 对一对齿轮传动来说，无论是圆柱齿轮传动、锥齿轮传动还是蜗杆蜗轮传动，其传动比都是主、从动轮的角速度或转速之比，也等于两者齿数的反比。 如图5-103所示，若主动轮为1，从动轮为2，则其传动比 为 （5-74） 其中，正号表示主、从动轮转向相同；负号表示主、从动轮转向相反。 若轮系中运动输入齿轮为1，运动输出齿轮为 ，则轮系传动比 大小可表示为 （5-75） 如图5-104所示的定轴轮系中，设运动从齿轮1输入，通过几对齿轮传动后，从齿轮4输出，则每对齿轮的传动比大小分别为 图5-103 齿轮啮合传动比  图5-104 定轴轮系传动比计算 式（5-77）表明：定轴轮系传动比大小等于该轮系中各对齿轮传动比的连乘积；也等于该轮系中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。 设1、k分别代表轮系首、末的输入轮和输出轮，则定轴轮系传动比的计算式为 （5-78） 在图5-104中，齿轮3既是主动轮又是从动轮。 从计算公式（5-77）和式（5-78）的简化结果可知，齿轮3齿数 不影响传动比大小，只改变轮系中从动轮转向，这种齿轮通常称为惰轮或过桥齿轮。 2．轮系转向的确定 （1）在机构图上用箭头表示各轮转向 （2）通过计算确定各轮转向 5.8.2 周转轮系的传动比计算 1．周转轮系的组成 2．周转轮系传动比的计算 在周转轮系中，由于既有公转又有自转的行星轮，故其传动比计算不能像定轴轮系那样直接用齿数积反比的形式来计算。 通常用“转化机构法”来求解，在不改变机构中各构件相对运动的情况下，假想给整个轮系机构加上一个绕中心轮轴线旋转的角速度“−H”的附加转动，这样就得到如图5-107（b）所示的转化轮系。 （a） （b） 图5-107 周转轮系 由表5-32和图5-107（b）可知，假想转化轮系为定轴轮系，则转化轮系传动比 可用定轴轮系传动比计算方法计算，即 （5-79） 其中，“−”表示在转化轮系中齿轮1和齿轮3转向相反。 在计算轮系的传动比时，各齿轮的齿数一般已知。 因此1、3以及H三个运动参数中，若已知其中任意两个（包括大小和方向），便可计算确定第三个，从而求出周转轮系传动比。 根据上述原理，不难求出计算周转轮系传动比的一般计算公式。 设周转轮系中任意两个齿轮G和K的转速分别为 和 ，H为系杆，则其转化机构传动比 可表示为 （5-80） 式（5-80）表明转化轮系中传动比大小为转化轮系中所有从动轮齿数连乘积除以所有主动轮齿数连乘积之比。 其中正负号的确定与定轴轮系相同：“+”表示齿轮G、K转向相同；“−”则表示相反。 应用式（5-80）时，应注意以下几点。 式（5-80）只适用于转化机构的首、末轮与系杆回转轴线平行或重合的周转轮系。 将 、 、 代入公式中计算时，应分别用带有正、负号的数值代入。 式（5-80）中转化轮系传动比正负号的判定，按定轴轮系中判定主、从动轮转向关系的方法确定。 只表示转化轮系的传动比。 对于行星轮系，由于它的一个中心轮（齿轮 K）固定不动，即可以用 =0代入计算，使计算得以简化。 5.8.3 混合轮系传动比计算 在工程中，经常用到既有定轴轮系又有周转轮系的混合轮系。 因此不能用同一个计算公式来计算齿轮系传动比，具体步骤如下。 ① 把混合轮系中的定轴轮系和周转轮系划分开。 ② 分别按不同的计算公式计算它们的传动比。 ③ 联立方程求解。 具