第五章 轮系（课件）-《机械基础》同步教学（理工教育）

机械基础 1 目录 CONTENTS 02 常用机构 03 轴系零件 01 机械传动 2 01 机械传动 3 第五章 轮系 5.1 轮系的分类及应用 5.1.1 轮系的分类 4 第五章 轮系 5.1.2 轮系的特点及应用 1．可以获得很大的传动比 当两轴之间的传动比较大时，若采用一对齿轮传动，则两个齿轮的齿数差一定很 大，导致小齿轮磨损加快。而大齿轮齿数太多，也使得齿轮传动结构尺寸增大。为此， 一对齿轮传动的传动比不能过大（一般 i12=3~5，imax≤8）。而采用轮系传动可以获 得很大的传动比，以满足低速工作的要求。 2．可以实现相对较远距离的传动 当两轴中心距较大时，如果用一对齿轮传动，则两齿轮的结构尺寸必须很大，导 致传动机构庞大。而采用轮系传动，可使结构紧凑，缩小传动装置的空间，节约材料， 从而实现远距离传动，如图 5-3 所示。 3．可以方便地实现变速和变向要求 在图 5-4 所示的滑移齿轮变速机构中，齿轮 1 和齿轮 2 是双联滑移齿轮，可以在轴 Ⅰ上滑移。当齿轮 1 和齿轮 3 啮合时，轴Ⅱ获得一种转速；当滑移齿轮右移，使齿轮 2 和齿轮 4 啮合时，轴Ⅱ可获得另一种转速（齿轮 1、齿轮 3 及齿轮 2、齿轮 4 的传动比 不同） 5 第五章 轮系 4．可实现运动的合成与分解 采用差动轮系可以将两个独立的运动合成 为一个运动，或者将一个运动分解为两个独立 的运动。图 5-6 所示为汽车后桥差速器，当汽车转弯时，能将传动轴输入的一种转速分 解为两轮不同的转速。 5.2 定轴轮系传动比的计算 5.2.1 定轴轮系中各轮转向的判定 6 第五章 轮系 7 第五章 轮系 5.2.2 定轴轮系传动比的计算 定轴轮系的传动比是指轮系中首、末两轮的角速度（或转速）之比，又等于各级 齿轮传动比的连乘积。 一般来说，若轮系中 1 为首轮，k 为末轮，则该轮系的传动比公式为 式中，( 1)-m 项只表示转向，指数m 只表示轮系中外啮合齿轮的对数。 i 1k值为正则 表示齿轮 1 与齿轮 k 转向相同；反之，表示转向相反。 这里需要强调指出：对于由锥齿轮或蜗杆传动组成的空间定轴轮系，在计算传动 比时要去掉( 1)-m项，只计算传动比的大小，其转向只能用画箭头法确定。 5.2.3 惰轮的作用 8 第五章 轮系 5.3 定轴轮系转速的计算 5.3.1 定轴轮系任意从动轮转速的计算 已知主动轮转速，根据定轴轮系传动比的计算公式，不但可以求出定轴轮系中末 轮（轴）的转速，还可以计算出轮系中任意从动轮（轴）的转速。任意从动轮转速的 计算公式为 5.3.2 定轴轮系末端移动件移动距离及移动速度的计算 1．末端是螺旋传动的计算 在轮系中，若末端是螺旋传动，则螺母的移动距离 L 等于螺杆的转数与螺杆导程 的乘积。螺母移动速度的大小等于螺杆的转速与螺杆导程的乘积，可用下式计算： 式中，N1——主动轴转动的转数（r） ； n1——主动轴的转速（r/min）； Ph——螺杆（母）的导程（mm）。 9 第五章 轮系 2．末端是齿轮齿条传动的计算 轮系末端是齿轮齿条传动时，其移动距离和移动速度的计算公式分别为 式中 N1——主动轴转动的转数（r） ； n1——主动轴的转速（r/min） ； m——与齿条啮合的齿轮的模数（mm）； Z末——与齿条啮合的齿轮的齿数。 5.4 周转轮系传动比的计算 5.4.1 周转轮系的组成与分类 1．周转轮系的组成 10 第五章 轮系 2．周转轮系的分类 按中心轮是否固定，周转轮系分为行星轮系和差动轮系两类。 中心轮的转速都不为零的周转轮系称为差动轮系；有一个中心轮的转速为零的周 转轮系称为行星轮系。 11 第五章 轮系 5.4.2 周转轮系传动比的计算 如图 5-18 所示。经过一定条 件转化得到的假想定轴轮系，称为原周转轮系的转化轮系。转化轮系中各构件转速的 变化情况如表 5-4 所示。 在图 5-18（b）所示的转化轮系中，利用定轴轮系传动比的计算方法，可求出转化 轮系的传动比为 计算结果为负值，表示齿轮 1 与齿轮 3 的转向相反。 12 第五章 轮系 同理，当周转轮系中两个中心轮分别为 1 和 k，系杆为 H 时，其转化机构的传动比 可表示为 这里需要指出的是，上述公式只适用于输入轴、输出轴轴线与行星架 H 的回转轴 线重合或平行时的情况；对于由锥齿轮组成的行星轮系，当两中心轮和行星架的轴线 互相平行时，仍可用转化轮系法来建立转速关系式，但应按画箭头的方法来确定方向； 将已知转速代入公式计算时，要连同“+”“ -”号代入计算。 设定某一方向为正，另一反方向则代入负号。若求得的转速为正，说明与设定的 正方向一致；反之，则与设定的正方向相反。 5.4.3 周转轮系的应用特点 13 $$