1、 9-1 輪系的分類輪系的分類 9-2 定軸輪系及其傳動比定軸輪系及其傳動比 9-3 周轉輪系及其傳動比周轉輪系及其傳動比 9-4 復合輪系及其傳動比復合輪系及其傳動比 9-5 輪系的功用輪系的功用第第9章章 輪輪 系系 重重 點：點： 定軸輪系和周轉輪系傳動比的計算。定軸輪系和周轉輪系傳動比的計算。 難難 點：點： 復合輪系計算過程中各基本輪系的拆分及其復合輪系計算過程中各基本輪系的拆分及其傳動比的計算傳動比的計算1450 rpm1450 rpm53.7 rpm53.7 rpm1 12 2一對齒輪傳動一對齒輪傳動i i1212 = = n n1 1n n2 2Z Z2 2Z Z1 1= =d

2、 d2 2d d1 1= = = = 1450145053.753.7= 27= 27設設 d d1 1 = 53.7mm = 53.7mm則則 d d2 2 = = i i1212d d1 1 = 27 = 2753.7 = 1450mm53.7 = 1450mm9-1 輪系的分類輪系的分類: :一系列齒輪組成的傳動系統一系列齒輪組成的傳動系統輪系輪系兩輪直徑相差太大兩輪直徑相差太大, ,不合理不合理一、輪系的應用一、輪系的應用定軸輪系定軸輪系: :所有齒輪的軸線位置都是固定的。所有齒輪的軸線位置都是固定的。復合輪系復合輪系：由兩個以上基本輪系組成。：由兩個以上基本輪系組成。周轉輪系周轉輪系

3、：至少有一個齒輪的軸線是繞另一個齒輪軸：至少有一個齒輪的軸線是繞另一個齒輪軸 線轉動的線轉動的(行星行星,差動差動)321HOHO1O3O2二、輪系的分類二、輪系的分類動畫2 動畫3動畫9-2 定軸輪系及其傳動比定軸輪系及其傳動比一、傳動比的大小一、傳動比的大小4321543245 34 2312)()()(zzzzzzzzzzzzzzzz122334452-2,3-3, 4-4雙聯齒輪雙聯齒輪122112zzi 233232zzi 344343zzi 455454zzi515443322154433212iiii13423121) 1(kkmkzzzzzzzzi1) 1(zzkm惰輪惰輪過橋

4、輪過橋輪(惰輪既是主動輪又作從動輪) 其齒數對傳動比無影響作用作用:控制轉向結論結論總傳動比總傳動比= =各級傳動比的連乘積m 外嚙合次數積間所有主動輪齒數連乘至輪輪積間所有從動輪齒數連乘至輪輪KKnnimkk11) 1(11二、傳動方向二、傳動方向1 平面定軸輪系（所有軸線平行）可用畫箭頭的方法，也可用正負號表示可用畫箭頭的方法，也可用正負號表示外嚙合外嚙合: : 箭頭方向相反箭頭方向相反內嚙合內嚙合: : 箭頭方向相同箭頭方向相同二、傳動方向二、傳動方向蝸桿蝸輪機構蝸桿蝸輪機構: : ( (左右手左右手) ) 四指四指蝸桿轉向蝸桿轉向, , 拇指拇指蝸桿相對蝸輪的運動方向蝸桿相對蝸輪的運動

5、方向 ( (反向反向) )蝸輪轉向蝸輪轉向2 空間定軸輪系（包含錐齒輪、蝸桿傳動等） 只能用畫箭頭的方法只能用畫箭頭的方法一對齒輪傳動的轉動方向38022016404032321432ZZZZZZimin108080014rinn方向方向: : 畫箭頭畫箭頭輪系傳動比輪系傳動比: : 大小大小: :解解: :例例1: 1: 已知已知Z Z1 1=16 ,Z=16 ,Z2 2=32, Z=32, Z2 2=20, Z=20, Z3 3=40,Z=40,Z33=2(=2(右右) )，Z Z4 4=40,=40,若若n n1 1=800r/min, =800r/min, 求蝸輪的轉速求蝸輪的轉速n

6、n4 4及各輪的轉向。及各輪的轉向。9-3 周轉輪系及其傳動比周轉輪系及其傳動比一、一、周轉輪系周轉輪系的組成的組成 1 1. .行星輪行星輪: : 軸線位置變動軸線位置變動, ,行星輪既作自轉又作公轉行星輪既作自轉又作公轉 2 2. .轉臂轉臂(H(H行星架行星架, , 系桿系桿): ): 支持行星輪的構件支持行星輪的構件 3 3. .中心輪中心輪( (太陽輪太陽輪): ): 軸線位置固定軸線位置固定 4 4. .機架機架組成組成行星輪行星輪轉臂轉臂中心輪中心輪1 1、以中心輪和轉臂作輸以中心輪和轉臂作輸入和輸出構件入和輸出構件 軸線重合軸線重合 ( (否則不能傳動否則不能傳動) )注意事項

7、注意事項: :3 3、找基本找基本( (單一單一) )周轉輪系的方法周轉輪系的方法: : 先找行星輪先找行星輪( (軸線位置不固定）軸線位置不固定） 找其轉臂找其轉臂( (支承行星輪的構件。不一定是簡單的桿件支承行星輪的構件。不一定是簡單的桿件) 找與行星輪嚙合的中心輪找與行星輪嚙合的中心輪( (其軸線與轉臂的重合其軸線與轉臂的重合) )2 2、基本周轉輪系含一個基本周轉輪系含一個轉臂轉臂, , 若干個行星輪及若干個行星輪及中心輪中心輪(1(12)2)分類分類:(:(按自由度分類按自由度分類) )差動輪系差動輪系行星輪系行星輪系 F=2 F=2 圖圖5-4.b (5-4.b (兩個中心輪均轉動

8、兩個中心輪均轉動) ) F=1 F=1 圖圖5-4.C (5-4.C (只有一個中心輪轉動只有一個中心輪轉動) )n=4, Pn=4, PL L=4, P=4, PH H=2, F=3=2, F=34 42 24 41 12 = 22 = 2 要求原動件數要求原動件數=2=2n=3, Pn=3, PL L=3, P=3, PH H=2, F=3=2, F=33 32 23 31 12 = 12 = 1 要求原動件數要求原動件數=1=1bc二、周轉輪系傳動比的計算二、周轉輪系傳動比的計算 當轉臂轉速當轉臂轉速=n=nH H時時, , 給整個輪系加上給整個輪系加上n nH H的公共轉速的公共轉速轉

9、轉臂靜止臂靜止轉化輪系為假想的定軸輪系轉化輪系為假想的定軸輪系( (各構件相對運動不變各構件相對運動不變) )圖5-4.d321HO2O1O3 1 機構反轉法(轉化機構)圖5-4.b321HO2O1O3構件代號構件代號 / / 原有轉速原有轉速 / / 在轉化機構中的轉速在轉化機構中的轉速Hn1n2nHnH123HHHnnnnn-)(111動畫HHHnnnnn-)(222HHHnnnnn333)(0)(HHHHnnn轉化輪系的傳動比轉化輪系的傳動比( (假想定軸輪系傳動比）假想定軸輪系傳動比）132132313113ZZZZZZnnnnnniHHHHH321HO2O1O3所有主動輪齒數的乘積至

10、轉化輪系從所有從動輪齒數的乘積至轉化輪系從KGKGnnnnnniHKHGHKHGHGK一般計算式一般計算式1) 1) 齒數連乘積之比前齒數連乘積之比前“ ”號取決于號取決于轉化輪系轉化輪系中中G G、K K輪輪的轉向；的轉向；2) 2) 輪輪G G、輪、輪K K和系桿和系桿H H必須是同一個必須是同一個周轉輪系中周轉輪系中軸線平行或重合軸線平行或重合的三個構件；的三個構件；3) n3) nG G、n nK K、n nH H 中，已知值中，已知值應根據轉向相同還是相反代入正負號應根據轉向相同還是相反代入正負號, ,未知值的轉向由計算結果判定。未知值的轉向由計算結果判定。注意注意: :例例: 求求

11、nH與與n1的關系的關系HHHHHnnnnnni313113= Z3/ Z1行星輪系n1= nH(1+ Z3/ Z1)n3=01311ZZnnHnH與與n1的轉向相同的轉向相同例：圖示為一大傳動比的減速器，例：圖示為一大傳動比的減速器，Z Z1 1=100=100，Z Z2 2=101=101，Z Z22=100=100，Z Z3 3=99=99求：輸入件求：輸入件H H對輸出件對輸出件1 1的傳動比的傳動比i iH1H1 100001001009910111111HHii若Z1=99 1001Hi周轉輪系傳動比正負是計算出來的，而不是判斷出來的。周轉輪系傳動比正負是計算出來的，而不是判斷出來

12、的。 HHHHHnnnnnni31311310010099101 2132ZZZZn3=0100100991011 21321ZZZZnnH2H132例例：已知齒數Z1=15 , Z2 = 25 , Z 2 = 20 , Z3 = 60。n1=200r/min ,n3=50r/min , 轉向見圖，求nH 設n1為正，n3為負HHHHHnnnnnni313113 21321) 1(ZZZZnH= 8.3r/min差動輪系520156025)50(200HHnn表示nH與n3方向相同1223313113ZZZZnnnnnniHHHHH，例例：已知齒數Z1=48 , Z2 = 42 , Z 2 =

13、 18 , Z3 = 21。n1=100r/min ,n3=80r/min , 轉向見圖，求nH 48494818422180100HHnnmin/07. 9rnH畫箭頭的方法畫箭頭的方法題所給題所給 在計算復合輪系傳動比時，既不能將整個輪系作為定軸在計算復合輪系傳動比時，既不能將整個輪系作為定軸輪系來處理，也不能對整個機構采用轉化機構的辦法。輪系來處理，也不能對整個機構采用轉化機構的辦法。計算復合輪系傳動比的正確方法：計算復合輪系傳動比的正確方法： 1 1、首先將各個基本輪系正確地區分開來、首先將各個基本輪系正確地區分開來( (先找周轉輪系先找周轉輪系) )2 2、分別列出計算各基本輪系傳動

14、比的方程式。、分別列出計算各基本輪系傳動比的方程式。3 3、找出各基本輪系之間的聯系。、找出各基本輪系之間的聯系。4 4、將各基本輪系傳動比方程式聯立求解，即可求得復、將各基本輪系傳動比方程式聯立求解，即可求得復 合輪系的傳動比。合輪系的傳動比。9-4 復合輪系及其傳動比復合輪系及其傳動比1-2 定軸輪系定軸輪系i12=n1/n 2 = - Z2/Z1=2HHHnnnni4 24 24 24ZZ又又:例例1:1:求求i i1H1H: :n 2= n 2 ; n4 =02 34H 行星輪系行星輪系10iiH 2121Hi5i41iH2H 2 2HHnnn輪輪1與系桿轉向相反與系桿轉向相反兩式相乘

15、得：兩式相乘得： 例例3 3：已知各輪齒數，：已知各輪齒數， 求傳動比求傳動比i i1H1H1 1、分析輪系的組成、分析輪系的組成 1 1，2 2，22，3 3定軸輪系定軸輪系 1 1，4 4，3 3，H H差動輪系差動輪系 2 2、分別寫出各輪系的傳動比、分別寫出各輪系的傳動比 定軸輪系：定軸輪系： ) 1 () 1(213223113ZZZZnni差動輪系：差動輪系： )2() 1(311313ZZnnnniHHH3 3、找出輪系之間的運動關系、找出輪系之間的運動關系 3311nnnn 3 113 3 11311ZZnnnnZZnnnnHHHH即由（由（2 2）得：）得： 動畫1 12 2

16、2 2 3 33 3 4 41 1 H H輸輸入入輸輸出出 3 13221 3 1111ZZZZZZZZnniHH4 4、聯立求解：、聯立求解： )3(132 213nZZZZn 由（由（1 1）得：）得： 3 11321 21 3 1131111) 3(ZZnnnZZnZZZZnnnnHHHH代入傳動比計算要點：傳動比計算要點： 分清輪系分清輪系 注意符號注意符號 掌握技巧掌握技巧9-5 輪系的功用輪系的功用一、相距較遠的兩軸之間的傳動一、相距較遠的兩軸之間的傳動二、二、變速、變向變速、變向三、實現多路輸出三、實現多路輸出 1 1，2(2(分針分針M M）N 9N 9，1010，1111，1212（時針（時針H H） 3 3，4 4，5 5，6 6，（秒針，（秒針S S） 126824241191210129ZZZZnnnniHMMH60886460463536ZZZZnnnniMSSM四、獲得大傳動比四、獲得大傳動比( (行星輪系行星輪系) )五、實現運動的合成五、實現運動的合成動畫六、實現運動的分解六、實現運動的分解1134341313113ZZnnnnnnnnnniHHHHH2314nnn13nrrnrrB汽車后橋差速器作業題作業題9.19.1：下圖所示復合輪系中，已知各齒輪的齒數為：z1 =20，z2 =30，z2 =25，