机械设计 第九章 轮系

§9－2 定轴轮系及其传动比
一、传动比大小的计算 一对齿轮： i12 =n1 /n2 =z2 /z1
可直接得出
对于齿轮系，设输入轴的转速为n1 ，输出轴的转速 为nm ,中间第i 轴转速为ni ，按定义有： i1m=n1 /nm 强调下标记法 当i1m>1时为减速, i1m<1时为增速。
i1m
1 1 2 3 m1 m m 2 3 4 z2 z3 z4 zm z1 z2 z3 zm1 所有从动轮齿数的乘积 ＝ 所有主动轮齿数的乘积
=
齿轮1、5 转向相反
z 1 z ’3 z ’4
齿轮2对传动比没有影响，但能改变从动轮的转向， 称为过轮或惰轮。
§9－3 行星轮系及其传动比
基本构件：太阳轮(中心轮)、行星架(系杆或转臂)。 其它构件：行星轮。 类型： 3K型
2K-H型 ω3
2
H
作者：潘存云教授
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ－ω H
ω1
3
2
H
ω2
作者：潘存云教授
2
H
1 3
i1H 1 z 2 z3 z3 50 z1 z2 z1 10 5
模型验证
∴ i1H=6 ,
齿轮1和系杆转向相同
例三 2K－H 轮系中， z1＝z2＝20, z3＝60 1)轮3固定。求i1H 。 轮1逆转1圈，轮3顺转1圈 2)n1=1, n3=-1, 求nH 及i1H 的值。 轮1、轮3各逆转1圈 3)n1=1, n3=1, 求nH 及i1H 的值。
1 2 3 H
2 H 1
n1 n2 n3 nH
nH1＝n1－nH nH2＝n2－nH nH3＝n3－nH nHH＝nH－nH＝0

机械设计基础轮系机械设计中的轮系是指由轴、轮、轴承等零部件组成的能够传递动力和承受载荷的机械装置。

轮系在众多机械设备和工业领域中广泛应用，具有重要的意义。

本文将介绍机械设计基础轮系的一些重要知识和要点。

一、轮系的定义和基本组成轮系是由轮、轴和轴承等零部件组成的。

轮是指机械装置上的圆盘形零部件，轴是指承载轮的长条形零部件，轴承是指连接轮和轴的支撑零部件。

轮系的基本组成主要有：轮、轴、轴承。

1. 轮：轮通常由金属等材料制成，有多种类型，如齿轮、带轮、链轮等。

轮可以传递动力和承受载荷，是轮系中起着重要作用的部件。

2. 轴：轴是承载轮和传递力矩的零部件，通常由金属等材料制成。

轴可以根据其用途和载荷的特点进行选择，有不同的形状和尺寸。

3. 轴承：轴承是连接轮和轴的支撑零部件，可以减小轮与轴之间的摩擦和磨损，保证轮的平稳运转。

轴承分为滚动轴承和滑动轴承两种类型，可以根据实际需求进行选择。

二、轮系的设计原则在机械设计中，轮系的设计需要遵循一些基本原则，以确保轮系的工作效果和安全性。

1. 传递效率：轮系的设计应该追求传递效率的最大化，使得输入的动力能够尽可能地转化为输出的动力。

传递效率和轮系的几何形状、材料、润滑等因素有关，需要综合考虑。

2. 轴心对称性：轮系的轴心应该保持对称，以减小不平衡力矩和振动。

轴心对称性有助于提高轮系的平稳性和稳定性。

3. 载荷分配：轮系的设计应该合理分配载荷，使得各个轴和轮承受的载荷均衡。

合理的载荷分配有助于减小零部件的磨损和延长轮系的使用寿命。

4. 强度和刚度：轮系的设计需要满足一定的强度和刚度要求，以承受正常工作条件下的载荷和冲击。

强度和刚度的设计需要考虑材料的选择、零部件的形状和尺寸等因素。

三、轮系的选择与应用在机械设计中，根据实际需求和具体情况，选择合适的轮系是非常重要的。

以下是一些常见的轮系选择与应用的案例。

1. 齿轮传动：齿轮传动是一种常见的轮系形式，广泛应用于各种机械设备中。

轮系
现代机械中，为了满足不同的工作要求只用一对齿轮传动 往往是不够的，通常用一系列齿轮共同传动。这种由一系列齿 轮组成的传动系统称为齿轮系（简称轮系）。
本章主要讨论轮系的类型、传动比计算及轮系的功用。
齿轮系的类型
1.按组成轮系的齿轮（或构件）的 轴线是否相互平行可分为： 平面轮系和空间轮系
2.根据轮系运转时齿轮的轴线位置 相对于机架是否固定可分为两大类： 定轴轮系和周转轮系
3.对于差动轮系，必须给定n 1 、 n k 、n H中任意两个（F=2，
两个原动件），运动就可以确定。对于简单周转轮系，有一太
阳轮固定（n k=0)，在n 1 、n H只需要给定一个（F=1，需要一
个原动件），运动就可以确定。
例:如图所示的周转轮系中，已知各 轮齿数为Z1=100, Z2=99, Z3=100, Z4=101 ，行星架H为原动件，试求传 动比iH1＝？
齿数连 乘积 齿数连 乘积
注意：
1.公式只适用于平面周转轮系。正、负号可按画箭头的方法来 确定，也可根据外啮合次数还确定（-1）m。对于空间周转轮 系，当两太阳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，但正、负号应按画箭头的方法来确定。
2.公式中的“+”、“-”号表示输入和输出轮的转向相同或相反。
Z2 Z4 Z1 Z3
n H = - 50/6 r/min 负号表示行星架与齿轮1转向相反。
2.求n3
:(n3
i1H2
=
nn21)- n H
n
-
2
n
H
Z2 Z1
n 2 = - 133 r/min = n3
负号表示轮3与齿轮1转向相反。
混合轮系传动比的计算

第七章1．轮系的分类依据是什么？轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置关系是否变动2．怎样计算定轴轮系的传动比？如何确定从动轮的转向？定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对齿轮传动比的连乘积，也等于从动轮齿数的连乘积与主动轮齿数的连乘积之比。

对于首末两轮的轴线相平行的轮系，其转向关系用正、负号表示。

还可用画箭头的方法来确定齿轮的转向3．定轴轮系和周转轮系的区别有哪些?定轴轮系是指在轮系运转过程中，各个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的。

周转轮系是指在轮系运转过程中，其中至少有1个齿轮轴线的位置不固定，而是绕着其他齿轮的固定轴线回转4．怎样求混合轮系的传动比？分解混合轮系的关键是什么？如何划分？在计算复合轮系时，首要的问题是必须正确地将轮系中的各组成部分加以划分。

而正确划分的关键是要把其中的周转轮系部分找出来。

周转轮系的特点是具有行星轮和行星架，所以要找到轮系中的行星轮，然后找出行星架（行星架往往是由轮系中具有其他功用的构件所兼任）。

每一行星架，连同行星架上的行星轮和行星轮相啮合的太阳轮就组成一个基本的周转轮系，当周转轮系一一找出之后，剩下的便是定轴轮系部分了5．轮系的设计应从哪些方面考虑?考虑机构的外廓尺寸、效率、重量、成本等。

根据工作要求和使用场合合理地设计对应的轮系。

6．如图7-32所示为一蜗杆传动的定轴轮系，已知蜗杆转速n 1 = 750 r/min ，z 1 = 3，z 2 = 60，z 3 = 18，z 4 = 27，z 5 = 20，z 6 = 50。

试用画箭头的方法确定z 6的转向，并计算其转速。

答：齿轮方向向左，n6=75r/min7．如图7-33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。

图7-32 蜗杆传动的定轴轮系 图7-33 减速器 答：100001 H i8．如图7-34所示为卷扬机传动示意图，悬挂重物G 的钢丝绳绕在鼓轮5上，鼓轮5与蜗轮4连接在一起。