轮系及其分类

轮系及其分类轮系是指由轮胎、轮毂、轮辋、轴、轴承等组成的整体装置。

它是汽车、摩托车、自行车等交通工具的重要部件之一，也是保证车辆正常行驶的关键。

轮系的分类有很多种，按照用途可分为汽车轮系、自行车轮系、摩托车轮系等；按照结构可分为实心轮系和空心轮系；按照轴承形式可分为滚动轮系和滑动轮系。

首先来看汽车轮系。

汽车轮系由轮胎、轮毂、轮辋、轴和轴承组成。

轮胎是汽车与地面接触的部分，承担着支撑车身、缓冲震动、提供牵引力、保证操控稳定性等重要功能。

轮毂是连接轮胎和车轴的部件，起到支撑和传递动力的作用。

轮辋是轮毂的外部保护罩，能够有效保护轮毂和轮胎。

轴是轮系的主要承载部件，起到连接车轮的作用。

轴承则是支撑轴的关键部件，能够减小摩擦、降低能耗，保证车轮正常旋转。

自行车轮系与汽车轮系的结构相似，但规模更小。

自行车轮系由轮胎、轮毂、轮辋、轴和轴承组成。

轮胎是自行车与地面接触的部分，承担着支撑车身、缓冲震动、提供牵引力、保证操控稳定性等重要功能。

轮毂是连接轮胎和车轴的部件，起到支撑和传递动力的作用。

轮辋是轮毂的外部保护罩，能够有效保护轮毂和轮胎。

轴是轮系的主要承载部件，起到连接车轮的作用。

轴承则是支撑轴的关键部件，能够减小摩擦、降低能耗，保证车轮正常旋转。

摩托车轮系与汽车轮系的结构也相似，但摩托车轮系通常更为简单。

摩托车轮系由轮胎、轮毂、轮辋、轴和轴承组成。

轮胎是摩托车与地面接触的部分，承担着支撑车身、缓冲震动、提供牵引力、保证操控稳定性等重要功能。

轮毂是连接轮胎和车轴的部件，起到支撑和传递动力的作用。

轮辋是轮毂的外部保护罩，能够有效保护轮毂和轮胎。

轴是轮系的主要承载部件，起到连接车轮的作用。

轴承则是支撑轴的关键部件，能够减小摩擦、降低能耗，保证车轮正常旋转。

轮系还可以按照结构形式进行分类，主要分为实心轮系和空心轮系。

实心轮系是指轮胎和轮辋为一体的结构，常见于一些小型车辆和农业机械。

空心轮系是指轮辋中间为空的结构，常见于汽车、摩托车和自行车等交通工具。

第6章轮系本章主要介绍轮系的分类和应用，轮系传动比的计算方法。

由单对齿轮组成的齿轮机构功能单一，不能满足工程上的复杂要求，故常采用若干对齿轮，组成轮系来完成传动要求。

按轮系运动时轴线是否固定，将其分为两大类：（1）定轴轮系轮系运动时，所有齿轮轴线都固定的轮系，称为定轴轮系，如图1-1所示。

（2）行星轮系轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线可以绕另一根齿轮的轴线转动，这样的轮系称为行星轮系。

轴线可动的齿轮称为行星轮，如图1-2中轮2，它既绕本身的轴线自转，又绕O1或O H公转。

轮1与轮3的轴线固定不动，称为太阳轮。

图1-1图1-21.1 定轴轮系定轴轮系分为两大类：一类是所有齿轮的轴线都相互平行，称为平行轴定轴轮系（亦称平面定轴轮系）；另一类轮系中有相交或交错的轴线，称之为非平行轴定轴轮系（亦称空间定轴轮系）。

轮系中，输入轴与输出轴的角速度或转速之比，称为轮系传动比。

计算传动比时，不仅要计算其数值大小，还要确定输入轴与输出轴的转向关系。

对于平行轴定轴轮系，其转向关系用正、负号表示：转向相同用正号，相反用负号。

对于非平行轴定轴轮系，各轮转动方向用箭头表示。

1.1.1 平行轴定轴轮系图1-1所示为各轴线平行的定轴轮系，输入轴与主动首轮1固联，输出轴与从动末轮5固联，所以该轮系传动比，就是输入轴与输出轴的转速比，其传动比i求法如下：（1）由图1-1所示轮系机构运动简图，可知齿轮动力传递线为：（1—2）＝（2′—3）＝（3′—4）＝（4—5）上式括号内是一对啮合齿轮，其中轮1、2′、3′、4为主动轮，2、3、4、5为从动轮；以 “—”所联两轮表示啮合，以“＝”所联两轮同轴运转，它们的转速相等。

（2） 传动比i 的大小()4543321245342312354433221511i i i i z z z z z z z zn n n n n n n n n n i ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅=='''''' 上式表明，该定轴齿轮系的传动比等于各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮中各从动轮齿数的连乘积与各主动轮齿数的连乘积之比，其正负号取决于轮系中外啮合齿轮的对数。

轮系及其传动比计算1.轮系的类型和应用1.1轮系的分类根据轮系运转中各齿轮轴线的空间位置是否固定，可以将轮系分为定轴轮系和周转轮系两种基本类型。

1）定轴轮系：轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置都不固定，则称为定轴轮系（或称为普通轮系），可分为平行定轴轮系（各轮轴线相互平行）和空间定轴轮系（各轮轴线不相互平行，含圆锥齿轮、蜗轮蜗杆等）。

2）周转轮系：轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕某一固定轴线回转，则称为周转轮系，其中绕动齿轮称为行星轮，轴线不动的中心轮称为太阳轮。

按自由度数目不同可分为差动轮系和行星轮系。

1.2轮系的功用1）实现相距较远的两轴之间的传动2）实现分路传动3）实现变速变向传动4）实现大速比或大功率传动5）实现运动的合成与分解2.轮系传动比的计算轮系传动比，是指轮系运动时其输入轴与输出轴的角速度或转速之比。

它包括计算传动比的大小和确定输入轴与输出轴两者转向关系两方面内容。

2.1定轴轮系的传动比设A表示输入轴，B表示输出轴，则一般定轴轮系的传动比计算公式为：іAB=ωA/ωB=从A到B所有从动齿轮数连乘积/从A到B所有主动齿轮数连乘积平面定轴轮系和空间定轴轮系的传动比的大小均可用该式计算，但转向的确定有不同的方法。

2.1.1平面定轴轮系中的转向关系可用“+”、“-”号来表示，“+” 号表示转向相同、“-”号表示转向相反。

一对外啮合圆柱齿轮传动两轮的转向相反，其传动比前应加注“-”号；一对内啮合圆柱齿轮传动两轮的转向相同，其传动比前应加注“+”号。

设轮系中有m对外啮合齿轮，则在该式右侧的分式前应加注（-1）m。

若传动比的计算结果为正，则表示输入轴与输出轴的转向相同；若为负，则表示转向相反。

2.1.2空间定轴轮系输入轴与输出轴之间的转向关系不能用上述方法来确定，而必须在机构简图上用画箭头的方法来表示。

1）对于圆锥齿轮传动，表示方向的箭头应该同时指向啮合点即箭头对箭头，或同时背离啮合点即箭尾对箭尾。