第十一章轮系及其设计

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1、第十一章轮系及其设计§11-1齿轮系及其设计一。定义：由一系列齿轮所组成的齿轮传动机构称为齿轮系，简称轮系。二。分类：1。定轴轮系所有齿轮的轴线都固定的轮系。2。周转轮系---至少有一齿轮的轴线不固定的轮系。名称定义：中心轮---周转轮系中绕固定轴线回转的齿轮。系杆---周转轮系中的曲轴，又称转臂、行星中心轮和系杆又称为周转轮系的基本构件行星轮---周转轮系中既绕系杆回转又绕中心轮回转的齿轮。周转轮系的分类：1）按自由度分：F=1：行星轮系F=2：差动轮系2）按基本构件分：K代表中心轮H代表系杆2K-H型：两个中心轮，一个系杆3K型：三个中心轮。3）复合轮系—既包含定轴轮系，又包含周转轮

2、系，或由几部分周转轮系组成的轮系§11-2定轴轮系的传动比轮系的传动比包括传动比的大小和首末轮的转向关系。1。传动比大小的计算此式说明：2。首末轮转向关系的确定1）各齿轮均为圆柱齿轮可用“±”来表示首末轮转向关系，“+”为同向，“-”为反向。K—为外啮合次数。2）若含有其他齿轮可在图中用箭头依次表示。§11-2周转轮系的传动比原理：转化机构法（转化轮系）方法：给整个周转轮系加一个公共角速度“-ω”以右图为例，各构件的角速度变化如下：构件原有角速度在转化机构中的角速度齿轮1ω1ω1H=ω1-ωH齿轮2ω2ω2H=ω2-ωH齿轮3ω3ω3H=ω3-ωH机架4ω4=0ω4H=ω4-ωH=-ωH

3、行星架HωHωHH=ωH-ωH=0由于ωHH=0，周转轮系已转化为下图所示的定轴轮系：可按定轴轮系的方法计算传动比：下式中的“-”表示在转化机构中齿轮1与齿轮3转向相反。对于一般的周转轮系，，设两个太阳轮分别为m和n，行星架为H，则其转化轮系的传动比表示为：例11-1:图示轮系中设Z1=Z2=30，Z3=90。试求当构件1、3的转数分别为n1=1，n3=-1（设转向为逆时针方向为正）时，i1H的值。解：转化机构的传动比为：代入数据：例11-2:图示的周转轮系中，设已知Z1=100，Z2=101，Z2’=100，Z3=99，试求传动比iH1。解：对于全部由圆柱齿轮组成的周转轮系，转化轮系计

4、算传动比的方法适合所有活动构件（包括行星轮），如下图例题。由于n1=0，Z1=Z3则行星轮系中：对于由圆锥齿轮组成的轮系，由于行星轮与基本构件的回转轴线不平行，转化轮系计算传动比的方法只适合基本构件1、3，不适合行星轮2。§11-4复合轮系的传动比方法：将复合轮系中包含的各部分定轴轮系和各部分周转轮系一一加于分开，并分别列出其传动比的计算关系式，然后连列求解，求出复合轮系的传动比。例11-3，图示轮系中，已知各轮齿数，求传动比i1H解：1。划分并分列传动比计算公式轮1、2组成一定轴轮系i12=n1/n2=-z2/z1=-40/20=-2轮2‘、3、4和系杆H组成一行星轮系i2’H=1-i

5、2’4H=1-（-Z4/Z2’）=1+80/20=52。连列求解整个轮系的传动比为：i1H=i12i2’H=-2×5=-10例11-4图示为一电动卷扬机的减速器运动简图，设已知各轮齿数，试求其传动比i15。解：1。划分分列传动比计算公式1)齿轮1、2、2‘、3和行星架5组成一差动轮系：2)齿轮3‘、4、5组成定轴轮系2.连列求解整个轮系的传动比为连列得：§11-5轮系的功用1、实现相距较远的两轴之间的传动如下图所示用四个小齿轮代替一对大齿轮实现啮合传动，既节省空间、材料，又方便制造、安装。2、实现分路传动利用轮系可使一个主轴带动若干个从动轴同时旋转。航空发电机附件传动系统运动示意图3、实

6、现变速变向传动在主动轴转速不变的情况下，利用轮系可使从动轴得到若干个的输出转速。4、实现换向传动在主动轴不变的前提下，利用轮系可改变从动轴的转向。5、实现运动的合成和分解6。在尺寸较小的情况下，实现大功率传送常用于飞行器中：§11-7行星轮系设计时各轮齿数的确定设计行星轮系时，其各轮齿数和行星轮数目的选择必须满足下列四个条件才能装配起来，正常运转并实现预定的传动比。1、传动比条件行星轮系必须满足给定的传动比i1H-------（1）2、同心条件即系杆的回转轴线应与中心轮的轴线相重合。若采用标准齿轮或高度变位齿轮传动，则同心条件为：z3=z1+2z2----------（2）上式表明两中心

7、轮的齿数应同时为奇数或偶数。3、装配条件为使各个行星轮都能均匀分布地装入两个中心轮之间，行星轮的数目k与各轮齿数之间必须满足以下关系：（z1+z3）/k=N-------------（3）式中：N为正整数即两中心轮齿数之和应能被行星轮个数整除。4、邻接条件为保证相邻两行星轮不致相碰，相邻两行星轮的中心距应大于行星轮齿顶圆直径：2(r1+r2)sin(π/k)>2(r2+ha*m)即(z1+z2)sin(π/k)>z2+2ha*---