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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OH公转。轮1与轮3的轴线固定不动，称为太阳轮。
图1-1 图1-2
1.1 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）
- 283 - 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
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复合轮系的传动比计算
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卜J.们几阶模态的贡献狱远大于阶模态，也就是说.靠近某阶161有频率.该阶模态的贡献址就
比其他阶大，模态参效U毛别的单自山度法就是以此为依据的.’.1倾率处于两阶l^]有翻率之间
时.原点预响曲线图，!，出现反向尖峰.这·点你为反共振点.该点领率称为反」七振倾率.
对图8一6!，的跨点顿响两数。It低l;第·阶l^1有橄率和高于第引价I^1有粕率时的特征与原
点翻响呐数相同，而处十两阶lA1有钾率之间时.跨点领响曲线!铆卜不一定会出现反共振点。
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附厄的存在。共振点及反共振点处的曲线变得圆钝.如}钊8一7所不
计算结果为正.表明行星架H的转向与齿轮l的转向相同，与齿轮3相反.
注意:对于由谁齿轮所组成的周转轮系，由于其行星轮与中心轮或行星架的回转
轴线不平行，因此不能用式(7·3)来计算行星轮的转速(或角速度).
7.4复合轮系的传动比计算
在实际机械中，除了广泛应用单一的定轴轮系和单一的周转轮系外，还大最使用由
定轴轮系与周转轮系组成的复合轮系，或由几个单一的周转轮系组合而成的复合轮系。
在计算复合轮系传动比时，这种轮系既不能转化成单一的定轴轮系，也不能转化
定轴轮系传动比计算
定轴轮系是一种常见的传动装置，由多个齿轮组成，用于传递转矩和转速。传动比是定轴轮系的一个重要参数，它表示驱动齿轮转动一周时从动齿轮转动的圈数。本文将介绍定轴轮系传动比的计算方法。
一、基本数据法
基本数据法适用于简单的定轴轮系，即只有两个齿轮的情况。在这种情况下，传动比等于从动齿轮的齿数除以驱动齿轮的齿数。
传动比=齿数比=齿数从/齿数驱
其中，传动比大于1表示从动齿轮的转速大于驱动齿轮的转速，可以实现减速；传动比小于1表示从动齿轮的转速小于驱动齿轮的转速，可以实现增速；传动比等于1表示从动齿轮的转速和驱动齿轮的转速相等，实现传递。
例如，如果从动齿轮的齿数为20，驱动齿轮的齿数为40，则传动比为20/40=0.5，表示从动齿轮的转速是驱动齿轮的一半。
二、级联数据法
级联数据法适用于复杂的定轴轮系，即多个齿轮组成的情况。在这种情况下，可以根据级联原则逐个计算齿轮的传动比，然后将它们相乘得到总传动比。
级联原则是指当多个齿轮串联在一起时，相邻两个齿轮之间的传动比是相等的。因此，只需要计算每个齿轮的传动比，再将它们相乘，即可得到总传动比。 例如，有一个定轴轮系由三个齿轮组成，齿数分别为A=10，B=20，C=30，其中A驱动B，B驱动C。则传动比=A/B*B/C=10/20*20/30=1/3，表示从动齿轮的转速是驱动齿轮的1/3
需要注意的是，在级联数据法中，传动比还受到齿轮的排列顺序的影响。同样的齿轮，不同的排列顺序会导致不同的传动比。因此，在实际应用中，必须根据具体的传动需求选择适当的齿轮排列顺序。
在计算定轴轮系的传动比时，还需要考虑其他一些因素。例如，齿轮的啮合角和啮合系数会影响齿轮的传动效率和噪声。齿轮的材料和制造精度也会影响齿轮的耐久性和工作平稳性。因此，在实际设计中，必须综合考虑这些因素，选择适当的齿轮参数和传动比，在满足传动需求的同时兼顾传动效率和使用寿命。
【课题编号】
13—6
【课题名称】
定轴轮系与周转轮系的传动比计算
【教学目标与要求】
一、 知识目标
1 .了解齿轮系的功用与分类。
2 .能计算定轴轮系与行星轮系的传动比。
二、 能力目标
1 .能区分轮系中定轴轮系和行星轮系,并计算出它的传动比。
2 .能正确判断轮系中指定齿轮的转向。
三、 素质目标
1 .熟悉轮系的功用。
2 .能正确区分出行星齿轮系中的行星轮及组成。
3 .熟悉传动比的计算方法。
四、 教学目标
1 .能区分齿轮系是定轴轮系还是行星轮系，如果是行星轮系，能找出行星轮系杆及轮系的组成。
2 .能够计算出轮系的传动比，并判断齿轮转向。
【教学重点】
1 .定轴轮系传动比计算通式及转向判断。
2 .行星齿轮的判断及组成。 【难点分析】
1 .平面轮系与空间轮系的转向判断方法。
2 .周转轮系中行星轮和系杆的确定。
【分析学生】
传动比计算比较简单，但用作箭头法判断转向较为复杂，尤其是蜗轮的转向确定，要应用蜗杆传动的内容，需通过练习加深理解。区分行星轮时，重点是找出行星轮、系杆及两个中心轮，再用转化轮系的计算公式求传动比。
【教学思路设计】
从一对齿轮传动比→轮系传动比， 先平行轴→后空间轮系。注意(—1)m的应用条件。 定轴轮系→后周转轮系，找出两种轮系的联系与区别，最后推导出通式。
【教学安排】
3学时（135分钟）
【教学过程】
前面所介绍的齿轮和蜗杆传动都是单一的一对齿轮传动，在实际使用中，往往是多对齿轮组成的传动系统才能实现已知的传动要求，如机械钟表。所以把由一系列齿轮组成的传动系统称为齿轮系。该章的教学重点是计算各种轮系的传动比，并判断指定齿轮的转向。
在齿轮系中，分为所有的齿轮所在轴线都是固定在机架上的定轴轮系，和至少有一个齿轮的轴线位置是在不断变化的行量轮系两种。
一、 定轴轮系的传动比。 如图6—3所示的轮系是由外啮合齿轮1与2及内啮合齿轮2¹与3， 外啮合齿轮3与4，外啮合齿轮4与5组成的平面齿轮系。要计算该齿轮的传动比，需要先分别计算出每一对齿轮的传动比。
