§8-1輪系的功用和分類§8-2定軸輪系及其傳動比§8-3行星輪系及其傳動比§8-4少齒差行星齒輪傳動(選)§8-5減速器§8-6無級變速器簡介第八章輪系、減速器和無級變速器§8-1輪系的功用和分類輪系：是由一系列相互嚙合的齒輪所組成的傳動系統。它通常介于原動機和執行機構之間，距離較遠，可以把原動機的運動和動力傳給執行機構。工程實際中常用其實現變速、換向和大功率傳動等，具有非常廣泛的應用。例如：車輛、機床、儀表等。一、輪系的功用1、獲得較大的傳動比

若想要用一對齒輪獲得較大的傳動比，則必然有一個齒輪要做得很大，這樣會使機構的體積增大，同時小齒輪也容易損壞。如果采用多對齒輪組成的齒輪系則可以很容易就獲得較大的傳動比。只要適當選擇齒輪系中各對嚙合齒輪的齒數，即可得到所要求的傳動比。在行星齒輪系中，用較少的齒輪即可獲得很大的傳動比。2、實現較遠距離傳動

當兩軸之間距離較遠時，應采用一組相互嚙合的輪系。3、改變從動軸的轉向

當主動輪的轉向不變，要求從動輪作正、反向轉動。車床上走刀絲桿的三星輪換向機構

利用輪系可在主動軸轉向不變的條件下改變從動軸的轉向。4、實現多種傳動比的傳動

當主動輪的轉速不變，可使從動輪根據工作需要得到幾種不同的轉速。5、實現分路傳動

使主動軸帶動若干個從動軸同時回轉。6、實現大功率傳遞周轉輪系用做動力傳遞時要采用多個行星輪且均勻分布在太陽輪四周7、實現運動的合成利用差動輪系可將兩個運動合成為一個運動。圖示差動輪系中，z1=z3這種輪系可作加（減）法機構在機床、計算機構和補償裝置等得到廣泛應用。滾齒機中的差動齒輪系（下圖）

如圖所示為滾齒機中的差動齒輪系。滾切斜齒輪時，由齒輪4傳遞來的運動傳給中心輪1，轉速為n1；由蝸輪5傳遞來的運動傳給H，使其轉速為nH。這兩個運動經齒輪系合成后變成齒輪3的轉速n3輸出。因則故8、實現運動的分解

利用差動輪系還可將一個主動構件的轉動按需要的比例分解成兩個從動構件的不同的轉動n1n2rp二、輪系的分類根據輪系中各輪軸線的位置固定與否，可分為定軸輪系和行星輪系。定軸輪系：組成輪系的所有齒輪幾何軸線的位置在運轉過程中均固定不變的輪系，又稱為普通輪系。

周轉輪系：組成輪系的齒輪中至少有一個齒輪幾何軸線的位置不固定，而是繞著其它定軸齒輪軸線回轉的輪系，稱為周轉輪系。§8-2定軸輪系及其傳動比輪系的傳動比i：輪系中主動軸與從動軸的轉速或角速度之比。

如果齒輪系運轉時所有齒輪的軸線保持固定，稱為定軸齒輪系，定軸齒輪系又分為平面定軸齒輪系和空間定軸齒輪系兩種。的比值用設齒輪系中首齒輪的角速度為，末齒輪的角速度，與表示，即，則稱為齒輪系的傳動比。

一對齒輪的傳動比大小為其齒數的反比。若考慮轉向關系，外嚙合時，兩輪轉向相反，傳動比取“-”號；內嚙合時，兩輪轉向相同，傳動比取“+”號；則該齒輪系中各對齒輪的傳動比為：惰輪：齒輪系中齒輪4同時與齒輪3’嚙合，不影響齒輪系傳動比的大小，只起到改變轉向的作用由于以上各式連乘可得：所以推廣后的平面定軸齒輪系傳動比公式為：

一對空間齒輪傳動比的大小也等于兩齒輪齒數的反比，所以也可用以上公式來計算空間齒輪系的傳動比，但其首末輪的轉向用在圖上畫箭頭的方法，如圖所示[例題]在如圖所示的齒輪系中，已知,齒輪1、3、3’和5同軸線，各齒輪均為標準齒輪。若已知輪1的轉速n1=1440r/min，求輪5的轉速[解]

該齒輪系為一平面定軸齒輪系，齒輪2和4為惰輪，齒輪系中有兩對外嚙合齒輪，根據公式可得因齒輪1、2、3的模數相等，故它們之間的中心距關系為因此：同理：所以：為正值，說明齒輪5與齒輪1轉向相同。一、行星輪系

齒輪1、3和構件H均繞固定的互相重合的幾何軸線轉動，齒輪2空套在構件H上，與齒輪1、3相嚙合

齒輪2既繞自身軸線自轉又隨構件H繞另一固定軸線（軸線O-O）公。齒輪2稱為行星輪構件H稱為行星架。軸線固定的齒輪1、3則稱為中心輪或太陽輪。1、組成§8-3行星輪系及其傳動比2、自由度3、分類通常將具有一個自由度的行星齒輪系稱為簡單行星齒輪系。將具有二個自由度的行星齒輪系稱為差動齒輪系。二、行星輪系的傳動比轉化機構法：

現假想給整個行星齒輪系加一個與行星架的角速度大小相等、方向相反的公共角速度則行星架H變為靜止，而各構件間的相對運動關系不變化。齒輪1、2、3則成為繞定軸轉動的齒輪，因此，原行星齒輪系便轉化為假想的定軸齒輪系。

該假想的定軸齒輪系稱為原行星周轉輪系的轉化機構。轉化機構中，各構件的轉速如右表所示：行星架H太陽輪3行星輪2太陽輪1轉化齒輪系中的轉速行星齒輪系中的轉速構件轉化機構中1、3兩輪的傳動比可以根據定軸齒輪系傳動的計算方法得出推廣后一般情況，對于周轉輪系中任意兩個齒輪，可得：

轉化前后輪系中各構件的轉速行星架H太陽輪3行星輪2太陽輪1轉化齒輪系中的轉速行星齒輪系中的轉速構件如果周轉輪系固定一個中心輪，則該輪系成為行星輪系因nk=0,由8-2得注意事項：1）輪1、輪k、桿H三個構件的軸線應互相平行，而且必須將表示其轉向的正負上。首先應假定各輪轉動的同一正方向，則與其同向的取正號帶入，與其反向的取負號帶入。n2）公式右邊的正負號的確定：假想行星架H不轉，變成機架。則整個輪系成為定軸輪系，按定軸輪系的方法確定轉向關系。3）待求構件的實際轉向由計算結果的正負號確定。空間行星輪系的兩齒輪1、3和行星架H三個構件的軸線應互相平行時，其轉化機構的傳動比仍可用上式（8-2）來計算，但其正負號應根據轉化結構中1、3兩輪的轉向來確定，如上圖所示。設n1轉向為正，則由例-1

在圖示行星輪系中，各輪齒數z1=27,z2=17,z3=61。n1=6000r/min,求傳動比i1H和轉臂的轉速nH

、及行星輪轉速n2

。解：負號表示n2和n1轉向相反。正號表示nH和n1轉向相同。得

n1=260r/min正值說明輪1、3轉向相同

例-2

圖示輪系，各輪齒數z3=z2’=60,z2=20,z1=30,n3=60rpm,nH=180rpm,n3、nH轉向相同，求n1？解：

此輪系需用箭頭法確定式中正負號設n3轉向為正，則

復合齒輪系的傳動比計算既包含定軸輪系又包含行星輪系的齒輪系。復合齒輪系：計算混合輪系傳動比一般步驟：區別輪系中的定軸輪系部分和周轉輪系部分。分別列出定軸輪系部分和周轉輪系部分的傳動比公式，并代入已知數據。找出定軸輪系部分與周轉輪系部分之間的運動關系，并聯立求解即可求出混合輪系中兩輪之間的傳動比

復合輪系傳動比的計算

太陽輪——行星輪——太陽輪。

行星架H分別列出方程，聯立求解定軸輪系單一周轉輪系區分正號，說明齒輪1和轉臂H同向。

例-3

在圖示的電動卷揚機減速器中，各輪齒數為z1=24,z2=52,z2,=21,z3=78,z3,=18,z4=30,z5=78,求i1H

。定軸輪系：3’——4——5周轉輪系：定軸輪系：解：

周轉輪系：1——2=2’——3

H三、其他新型齒輪傳動裝置簡介擺線針輪行星傳動擺線針輪行星傳動圖擺線形結構圖解

可以證明，擺線針輪行星傳動能保證傳動比恒定不變針齒銷數與擺線輪齒數的齒數差（z1－z2）只能為1，所以其傳動比為：諧波齒輪傳動波齒輪傳動由三個基本構件組成，即具有內齒的剛輪、可產生較大彈性變形的柔輪及波發生器。諧波齒輪的運動演示

由于柔輪比剛輪少個齒，故柔輪相對剛輪沿相反方向轉動個齒的角度，即反轉周，所以其傳動比為

諧波齒輪傳動可以獲得較大的傳動比，單級傳動的傳動比可達70~320。缺點是使用壽命會受柔輪疲勞損傷的影響。視頻資料Lunxi01-02減速器：一種由封閉在剛性殼體內的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪-蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用作原動件與工作機之間的降低轉速及增加轉矩的傳動裝置§8-5減速器增速器：結構與減速器相同，用作增加轉速的傳動裝置。減速器分類：齒輪減速器

蝸桿減速器

行星減速器圓柱齒輪減速器圓錐齒輪減速器圓錐—圓柱齒輪減速器圓柱蝸桿減速器圓弧齒蝸桿減速器錐蝸桿減速器蝸桿—齒輪減速器漸開線行星齒輪減速器擺線齒輪減速器諧波齒輪減速器一、減速器的類型1.定軸齒輪減速器2.蝸桿減速器３.蝸桿-齒輪減速器4.減速器傳動比的分配使各級傳動的承載能力接近于相等使減速器的外廓尺寸和質量最小使傳動具有最小的傳動慣量使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等二、減速器的結構1—下箱體2—油標指示器3—上箱體4—透氣孔5—檢查孔蓋6—吊環螺釘7—吊鉤8—油塞9—定位銷釘10—起蓋螺釘孔三、減速器的裝拆一、拆卸過程分解二、裝配過程分解1.減速器結構總覽2.拆去軸承端蓋3.移去聯接螺栓4.移去上蓋5.拆去上蓋部裝6.觀察齒輪嚙合旋轉7.拆去各軸8.拆卸輸入軸部裝9.拆卸中間軸部裝10.拆卸輸出軸部裝11.拆卸底座部裝1.裝配底座部裝2.裝配輸出軸部裝3.裝配中間軸部裝4.裝配輸入軸部裝5.安裝各軸6.觀察齒輪嚙合旋轉7.安裝上蓋部裝8.安裝上蓋9.安裝聯接螺栓10.安裝軸承端蓋四、減速器的潤滑與密封1．減速器的潤滑減速器中齒輪、蝸輪、蝸桿等傳動件以及軸承在工作時都需要良好的潤滑。(1)齒輪和蝸桿傳動的潤滑除少數低速(v<0.5m／s)小型減速器采用脂潤滑外，絕大多數減速器的齒輪都采用油潤滑。(2)軸承的潤滑減速器中的滾動軸承常用減速29內用于潤滑齒輪(或蝸輪)的油來潤滑，其常用的潤滑方式有：浸油潤滑（圖8-18a）飛濺潤滑（圖8-17）打油潤滑（圖8-18b）噴油潤滑（圖8-19）1．減速器的密封減速器需要密封的部位一般有軸伸出處、軸承室內側、箱體接合面和軸承蓋、檢查孔和排油孔接合面等處。(1)軸伸出處的密封①氈圈式密封利用矩形截面的毛氈圈嵌入梯形槽中所產生的對軸的壓緊作用，獲得防止潤滑油漏出和外界雜質、灰塵等侵入軸承室的密封效果。用壓板壓在毛氈圈上，便于調整徑向密封力和更換氈圈。氈圈式密封簡單、價廉，但對軸頸接觸面的摩擦較嚴重，主要用于脂潤滑以及密封處軸頸圓周速度較低(一般不超過4～5m／s)的油潤滑。②皮碗式密封利用斷面形狀為J形的密封圈唇形結構部分的彈性和螺旋彈簧圈的扣緊力，使唇形部分緊貼軸表面而起密封作用．密封圈內裝有金屬骨架，靠外圍與孔的配合實現軸向固定；無骨架式密封田，使用時必須軸向固定。皮碗式密封工作可靠，密封性能好，便于安裝和更換，可用于油潤滑和脂潤滑，對精車的軸頸，圓周速度v≤10m／s；對磨光的軸頸v≤15m／s。③間隙式密封間隙式密封裝置結構簡單、軸頸圓周速度一般并無特定限制，但密封不夠可靠，適用于脂潤滑、油潤滑且上作環境清潔的軸承。