石油大学 机械设计基础 第6章 轮系

第6章齿轮系Gear Trains

§6-1齿轮系及其分类1.应用 Application

请举几个实际工程应用案例？

2.分类 classification(1)定轴轮系 Fixed axis (2)周转轮系 Epicyclic

(3)复合轮系 Compound

四种齿轮传动旋向的判断：

蜗杆传动转向：左右手定则右旋蜗杆左旋蜗杆

2 1

21

§6-2定轴轮系的传动比 1.平面定轴轮系 Fixed axis gear train定义：仅含平面齿轮传动,各轮轴线平行。

包括：传动比的大小和首末构件的转向。

规定：

1 z2内啮合 i12 2 z1

外啮合

i12

1 z 2 2 z1

例题：定轴轮系，各齿数已知，求传动比 i15。1.判断首末构件旋向 2.计算传动比的大小 1 z2 z3 z4 z5 i15 1 1 5 z1 z2 z3 z4//

z2 z3 z4 z5 z1 z2/ z3/ z4

z 2 z3 z 4 z5 i15 z1 z2/ z3/ z4

z 2 z3 z 4 z5 z 2 z3 z5 i15 z1 z2/ z3/ z4 z1 z2/ z3/

结论：1.平面定轴轮系的传动比等于各对啮合齿轮传动比的连乘积。 所有从动轮齿数连乘积 平面定轴轮系 i AB A (-1) B所有主动轮齿数连乘积 m-外啮合次数m

3.惰轮—齿轮4改变传动比符号，影响转向，但不影响传动比大小。

4.平面定轴轮系转向确定方法

画箭头(-1)m

2.空间定轴轮系(1)定义：含圆锥齿轮、蜗轮蜗杆等 (2)判断旋向-画箭头；

计算传动比大小。

A所有从动轮齿数连乘积空间定轴轮系i AB B所有主动轮齿数连乘积

例1:已知图示轮系中各轮齿数，求传动比 i15。解: 1.先确定各齿轮的转向2.计算传动比大小 i15=ω1/ω5过轮

Z2 Z’3

Z1设计：潘存云

Z4Z’4

Z3

z2 z3 z4 z5= z 1 z 2 z’ 3 z’4 z3 z4 z5=

Z5

齿轮1与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，称为过轮或中介轮。

例 2:

z1=16

z2= 32

z2/=20

z3=40

z3/=2(右旋) z4=40

n1=800r/min

求：蜗轮转速、转向解：n1 z2 z3 z4 i14 n4 z1 z2/ z3/32 40 40 80 16 20 2

n1 800 n4 10r/ min i14 80

§6-3周转轮系的传动比Epicyclic gear train

一、结构与分类周转轮系、定轴轮系结构差别行星轮、行星架及太阳轮组成输入与输出构件为基本构件

1)按自由度数目分差动轮系(F=2)行星轮系(F=1) 2)按基本构件分 2K-H型和3K型

§6-5轮系的功用1.实现变速传动例：汽车变速器

2.实现大传动比例：传动比10齿轮传动

3.实现换向传动例：车床走刀丝杠三星轮

4.实现分路传动例：钟表的时分秒针某航空传动系统

5.实现运动合成与分解例：汽车差速器

运动合成解释：2 1作者：潘存云教授

3H

图示汽车后桥差速器行星轮系：Z1= Z2= Z3

n3 nH z1 i =- 1 n1 nH z3H 31

nH=(n1+

n3 )/ 2

结论：行星架的转速是轮1、3转速的合成。

图示为汽车差速器：Z1= Z3,nH= n4 n1 nH z3 H i13 =- 1 z1 n3 nHr行星架的转速nH由发动机提供。 v1汽车走直线时，若不打滑：ω n 1= n3 P 2L-轮距 r-转弯半径，汽车转弯时，车体将以ω绕P点旋转： V1=(r-L)ω V3=(r+L)ω4 5作者：潘存云教授 2 3 1 2

v3作者：潘存云教授

2L

n1/n3= V1/ V3= (r-L)/ (r+L)该轮系根据转弯半径大小自动分解 nH使n1、n3符合转弯的要求

差速器

H

本章小结1、概要多对齿轮啮合。实现单对齿轮难以实现的功能。例如大传动比、变速、差速。定轴轮系-轴线固定。周转轮系-行星轮存在。复合轮系。

2、重点掌握

定轴轮系、基本周转轮系作业： 6.1 (6.4,6.9)