机械基础第七章 轮系

课程机械基础班级15级加工制造升学1、2班任课教师阙建军钟的齿轮系统大钟的齿轮系统某发动机传动系统《闲置的机器》--《摩登时代》传动比一般不大于5-7 可实现较大的传动比轮系的功用：用于原动机和执行机构之间的运动和动力传（一）轮系的类型、定轴轮系每个齿轮的几何轴线都是固定的.）平面定轴轮系：各齿轮在同一个平面或互相平行的平面内运动。

特点：均是由圆柱齿轮组成，各齿轮轴线平行。

含蜗杆的定轴轮系.swf空间定轴轮系2）周转轮系若轮系中至少有一个齿轮的几何轴线不固定，而绕其它齿轮的固定几何轴线回转，则称为周转轮系。

周转轮系是由中心轮、行星轮和行星架组成的。

在行星轮系中，与行星轮相啮合且轴线位置固定的齿轮称为中心；内齿中心轮称为齿圈；齿轮同时与中心轮和齿圈相啮合，其既做自转又做公转称为行星轮；行星轮系与差动轮系两种。

第一课时．可获得很大的传动比．可作较远距离的传动．可以方便地实现变速和换向要求．可以实现运动的合成与分解一对齿轮传动的传动比不能过大（一般i12=3~5，i max≤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。

．可以方便地实现变速和变向要求滑移齿轮变速机构利用中间轮变向机构转向用画箭头的方法表示，主、从动轮转向相反时，两箭头指向相反。

2，圆柱齿轮啮合－内啮合主、从动轮转向相同时，两箭头指向相同。

两箭头指向或相背啮合点。

4，蜗杆蜗轮啮合传动（二）定轴轮系传动比计算轮系中输入轴的角速度（或转速）与输出轴的角速度（或转速）之比，即：和k分别表示输入和输出轮；也等于各对啮合齿定轴轮系的传动比：等于各对啮合齿轮传动比的连乘积；其大小等于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。

=各级传动比的连乘积分析如图所示轮系传动路线。

Z1=1,Z 2=48,Z 3=24,Z 4=36,求轮系的传动比。

Z7第三课时当首轮（或末轮）的转向为已知时，其末轮（或首轮）的转向平面定轴轮系：各齿轮在同一个平面或互相平行的平面内运动。

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。

机械设计基础第七章轮系的设计(上课)一、教学内容本节课的教学内容来自于机械设计基础第七章，主要讲解轮系的设计。

轮系是由齿轮、蜗轮、蜗杆等传动元件组成的机械传动系统，广泛应用于各种机械设备中。

本节课将介绍轮系的基本原理、类型、设计和计算方法。

二、教学目标1. 让学生掌握轮系的基本原理和类型，了解各种轮系的结构特点和应用范围。

2. 培养学生运用轮系进行传动设计的能力，掌握轮系的设计和计算方法。

3. 提高学生分析问题和解决问题的能力，使他们在实际工程中能够灵活运用轮系知识。

三、教学难点与重点重点：轮系的基本原理、类型、设计和计算方法。

难点：轮系的设计和计算方法，特别是多种轮系组合时的传动比计算。

四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、黑板、粉笔、轮系模型。

学具：教材、笔记本、尺子、计算器。

五、教学过程1. 实践情景引入：展示一台采用轮系传动的机械设备，让学生观察并分析其工作原理。

2. 知识点讲解：(1) 轮系的基本原理：齿轮传动、蜗轮传动、蜗杆传动的特点和关系。

(2) 轮系的类型：定轴轮系、周转轮系、混合轮系的结构及应用。

(3) 轮系的设计和计算方法：包括齿轮尺寸计算、传动比计算、齿轮啮合参数计算等。

3. 例题讲解：分析一个轮系设计实例，讲解设计过程和计算方法。

4. 随堂练习：让学生分组讨论，设计一个简单的轮系传动系统，并计算其传动比。

5. 课堂互动：邀请学生上台演示轮系设计过程，解答其他学生的疑问。

六、板书设计板书内容主要包括轮系的基本原理、类型、设计和计算方法。

通过图文结合的方式，展示轮系的结构特点和传动原理。

七、作业设计1. 题目：设计一个由两个齿轮组成的定轴轮系，齿轮直径分别为40mm和80mm，求传动比。

答案：传动比为2:1。

2. 题目：计算一个周转轮系中，齿轮A与齿轮B的传动比，已知齿轮A的齿数为30，齿轮B的齿数为15。

答案：传动比为2:1。

八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入，让学生了解轮系的实际应用，通过知识点讲解、例题分析和随堂练习，使学生掌握轮系的基本原理、类型、设计和计算方法。

轮系传动比计算(机械基础)教案第一章：轮系传动简介1.1 轮系的定义和分类定义：轮系是由两个或多个相互啮合的齿轮组成的传动系统。

分类：定传动比轮系、变传动比轮系、混合传动比轮系。

1.2 轮系的应用和特点应用：轮系广泛应用于机械传动、汽车传动、船舶传动等领域。

特点：传动平稳、噪声小、效率高、传动比精确。

第二章：传动比的计算方法2.1 定传动比轮系的传动比计算计算公式：传动比= 驱动齿轮齿数/ 从动齿轮齿数。

2.2 变传动比轮系的传动比计算计算方法：根据变传动比轮系的传动比曲线，确定所需的传动比值。

2.3 混合传动比轮系的传动比计算计算方法：分别计算定传动比轮系和变传动比轮系的传动比，相乘或相除得到混合传动比。

第三章：轮系传动比的实验测量3.1 实验目的和原理目的：验证轮系传动比的计算结果，提高实验技能。

原理：通过测量驱动齿轮和从动齿轮的转速，计算传动比。

3.2 实验设备和步骤设备：计时器、转速计、齿轮组。

步骤：安装齿轮组，调整转速，测量并记录驱动齿轮和从动齿轮的转速，计算传动比。

3.3 实验数据的处理和分析处理：计算实验测得的传动比与理论计算值的误差。

分析：讨论误差产生的原因，改进实验方法，提高实验精度。

第四章：轮系传动比的优化设计4.1 优化设计的目的和方法目的：提高轮系传动比的性能，降低成本。

方法：选择合适的齿轮材料、齿形和齿数。

4.2 齿轮材料的选择材料：钢、铸铁、塑料、陶瓷等。

选择原则：根据工作条件和要求选择合适的齿轮材料。

4.3 齿轮齿形的设计齿形：直齿、斜齿、螺旋齿等。

设计原则：根据传动比和负载要求选择合适的齿轮齿形。

4.4 齿轮齿数的选择齿数：根据传动比和齿轮尺寸选择合适的齿数。

选择原则：齿数越多，传动比越大，但尺寸和成本也增加。

第五章：轮系传动比的实际应用案例分析5.1 汽车传动系统中的应用案例案例：分析汽车变速箱中齿轮传动比的计算和设计。

5.2 机械传动系统中的应用案例案例：分析机械设备中齿轮传动比的计算和优化设计。

机械设计基础轮系在机械设计中，轮系的设计和布局是至关重要的。

轮系，或者称为齿轮系，是由一系列齿轮和轴组成的，它们通过精确的配合和排列，将动力从一个轴传递到另一个轴，或者改变轴的转速。

这种设计广泛应用于各种机械设备中，如汽车、飞机、机床等。

一、轮系的基本类型根据轮系中齿轮的排列和组合方式，我们可以将其分为以下几种基本类型：1、定轴轮系：在这种轮系中，齿轮是固定在轴上的，因此轴的旋转速度是恒定的。

这种轮系主要用于改变动力的大小和方向。

2、行星轮系：在这种轮系中，有一个或多个齿轮是浮动的，它们可以随着轴一起旋转，也可以绕着轴旋转。

这种轮系主要用于平衡轴的转速和改变动力的方向。

3、差动轮系：在这种轮系中，有两个或多个齿轮的旋转速度是不一样的，它们之间存在一定的速度差。

这种轮系主要用于实现复杂的运动规律。

在设计轮系时，我们需要遵循以下原则：1、确定传递路径：根据机械设备的需要，确定动力从哪个轴输入，需要传递到哪个轴。

2、选择合适的齿轮类型：根据需要传递的动力大小、转速等因素，选择合适的齿轮类型（直齿、斜齿、锥齿等）。

3、确定齿轮的参数：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定齿轮的模数、齿数、压力角等参数。

4、确定齿轮的排列方式：根据需要实现的传动比、转速等因素，确定齿轮的排列方式（串联、并联等）。

5、确定轴的结构形式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定轴的结构形式（实心轴、空心轴、悬臂轴等）。

6、确定支承形式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定支承形式（滚动支承、滑动支承等）。

7、确定润滑方式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定润滑方式（油润滑、脂润滑等）。

在满足设计要求的前提下，我们还可以通过优化设计来提高轮系的性能。

以下是一些常用的优化方法：1、优化齿轮参数：通过调整齿轮的模数、齿数、压力角等参数，来提高齿轮的承载能力和降低噪声。

2、优化齿轮排列：通过优化齿轮的排列方式，来提高传动效率、降低传动噪声和减少摩擦损失。

第7章 轮系、机械无级变速传动一、基本概念1. 由若干对互相啮合的齿轮所组成的传动系统称为轮系。

轮系的主要功能有：1）可作距离较远的传动；2）实现变速与换向；3）可获得较大的传动比；4）可合成和分解运动。

2. 轮系分为两类：传动时每个齿轮的几何轴线位置相对机架都是固定的，称为定轴轮系或普通轮系；传动时至少有一个齿轮的几何轴线位置相对机架不固定，而是绕着另一齿轮的固定几何轴线转动的，称为周转轮系。

3. 两轴之间要求多级变速传动，选用定轴轮系合适，三轴之间要求实现运动的合成和分解应选用差动轮系（只有差动轮系可以实现运动的合成和分解，行星轮系不行）。

4. 在轮系中，齿轮的齿数对传动比的大小不发生影响，仅起改变转向或调节中心距的作用，这种齿轮称为惰轮或过桥齿轮。

5. 定轴轮系传动时，122121z z n n i ===ωω，式中负号和正号相应表示两轮转向相反的外啮合和两轮转向相同的内啮合。

传动比的数值等于组成该轮系的各对啮合齿轮的传动比的连乘积，也等于各对齿轮传动中从动轮齿数的乘积和主动轮齿数的乘积之比；而传动比的正负（首末两轮转向相同或相反）取决于外啮合齿轮的对数。

如果轮系中有锥齿轮、螺旋齿轮和蜗杆传动等组成空间定轴轮系，其传动的方向则应用标箭头的方法确定。

6. 在周转轮系中，轴线位置固定的齿轮称为中心轮或太阳轮（用K 表示）；轴线位置变动的齿轮称为行星轮；支持行星轮自转的构建称为转臂（也称为系杆或行星架，用H 表示）。

周转轮系有行星轮、中心轮和转臂组成，每个单一的周转轮系具有一个转臂，中心轮的数目不超过两个，且转臂与中心轮的几何轴线必须重合，否则便不能转动。

当周转轮系的转臂固定不动时，即成为定轴轮系。

7. 周转轮系可通过“反转”的方法，把原周转轮系转化为“转化轮系”计算。

在周转轮系中，若两个中心轮和转臂都是运动的，需要给出两个原动件才能确定该轮系的运动，这种轮系称为差动轮系（即差动轮系的自由度是2）；如果两个中心轮只有一个是固定的，只需给出一个原动件便能确定该轮系的运动，这种轮系称为行星轮系（即行星轮系的自由度是1）。

机械设计基础之轮系机械设计基础之轮系轮系是机械设计中重要的基础部分，它的作用主要是通过一系列的齿轮系统传递动力，实现机械设备的运动和动力输出。

本文将详细介绍轮系的组成、分类、设计及实际应用。

一、轮系的组成轮系通常由一系列的齿轮组成，包括主动轮、从动轮和齿轮轴等。

主动轮是动力输入部分，从动轮则是动力输出部分。

齿轮轴是用于支撑和固定齿轮的零件，可以分为输入轴和输出轴。

此外，轮系中还可能包括超越离合器、安全离合器等辅助装置，以保护轮系免受过度载荷或意外损坏。

二、轮系的分类根据轮系中齿轮的形状和啮合方式，可以将轮系分为多种类型，例如凸轮、凹轮、斜齿轮等。

其中，凸轮轮系是最常见的一种，其特点是齿轮的齿形为凸状，具有较高的承载能力和传动效率。

凹轮轮系的齿轮齿形为凹状，通常用于低速传动或高减速比的情况。

斜齿轮轮系则具有较好的啮合性能和承载能力，常用于高速重载场合。

三、轮系的设计轮系的设计主要包括以下几个步骤：1、确定轮系的传动比。

传动比是根据机械设备的需求确定的，通常要求传动比在10:1到1:10之间。

2、选择合适的齿轮类型。

根据传动比和载荷情况，选择合适的齿轮类型，如凸轮、凹轮或斜齿轮等。

3、设计齿轮的尺寸和材料。

根据载荷和转速等情况，设计齿轮的尺寸和材料，通常采用合金钢或碳素钢等材料。

4、校核齿轮的强度和寿命。

通过对齿轮进行强度和寿命的校核，确保齿轮在规定的使用时间内能够正常工作。

四、轮系的实际应用轮系在机械设计中具有广泛的应用，以下列举几个典型的应用场景：1、飞机：飞机的起飞和降落过程中，需要通过轮系将发动机的动力传递到螺旋桨和减速器等部件，实现飞机的起飞和降落。

2、汽车：汽车的变速器中使用了多种类型的轮系，如凸轮、斜齿轮等，用于传递发动机的动力到车轮，实现汽车的加速、减速和转向等操作。

3、船舶：船舶的推进系统中使用了大量的轮系，通过齿轮的啮合实现发动机动力传递到螺旋桨，推动船舶前行。

4、工业机械：工业机械中大量使用轮系，如纺织机械、矿山机械等，通过轮系实现动力的传递和控制。