汽车机械基础第十二章 轮系
轮系的功用： 二. 轮系的功用：
3. 实现变速传动
动画
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二.轮系的功用
4、获得大传动比 如渐开线少齿差行星齿轮传动：一般齿数差Z 如渐开线少齿差行星齿轮传动：一般齿数差Z1=1～ 渐开线少齿差行星减速器单级i Z2=1～4。渐开线少齿差行星减速器单级iHV可达 135，两级i 可达1000以上，结构紧凑， 1000以上 135，两级iHV可达1000以上，结构紧凑，应用广 泛。
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第十二章 轮系
第一节 轮系的类型与功用 第二节 轮系的传动比计算
汽车机械基础第十二章 轮系轮系定义： 轮系定义：
在复杂的现代机械中，为了满足各种不同的需要， 在复杂的现代机械中，为了满足各种不同的需要， 常常采用一系列齿轮组成的传动系统。 常常采用一系列齿轮组成的传动系统。 轮系——由一系列相互啮合的齿轮（蜗杆、蜗轮） 由一系列相互啮合的齿轮（ 轮系 由一系列相互啮合的齿轮 蜗杆、蜗轮） 组成的传动系统。 组成的传动系统。
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1.平面定轴轮系传动比的计算 1.平面定轴轮系传动比的计算
结论： 结论：平面定轴轮系传动比的大小等于等 于轮系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 。 设轮1为起始主动轮， 设轮1为起始主动轮，轮K为最末从动轮，则平面 为最末从动轮， 定轴轮系的传动比的一般公式为 :
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周转轮系
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2.周转轮系 2.周转轮系
周转轮系的组成 ：
周 转 轮 系 太阳轮 行星轮 行星架或系杆
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一个基本周转轮系中 行星轮可有多个， 一个基本周转轮系中，行星轮可有多个，太阳轮的 基本周转轮系 数量不多于两个，行星架只能有一个。 数量不多于两个，行星架只能有一个。
n1 z 2 z 3 z 3 z6 i16 = = n6 z1 z ′ z ′ z5 2 3
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减速器
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减速器
同轴式双级圆柱齿轮减速器
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圆锥减速器
减速器
圆锥—圆柱齿轮减速器 圆锥 圆柱齿轮减速器
蜗杆减速器
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转化轮系
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周转轮系传动比的计算
周转轮系及转化轮系中各构件的转速： 周转轮系及转化轮系中各构件的转速：
构件名称 原转速 转化轮系中的转速 太阳轮1 太阳轮1 行星轮2 行星轮2 太阳轮3 太阳轮3 行星架H 行星架H
n1 n2 n3 nH
n1H=n1-nH n2H=n2-nH n3H=n3-n H nHH=nH-nH=0
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轮系的功用： 二、轮系的功用：
5.实现分路传动 5.实现分路传动
滚齿机轮系
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二.轮系的功用
5.实现运动合成与分解 5.实现运动合成与分解 例：汽车后桥差速器
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第二节 定轴轮系的传动比计算
轮系的传动比——是指轮系中输入轴（主动轮）的 是指轮系中输入轴（主动轮） 轮系的传动比 是指轮系中输入轴 角速度（或转速）与输出轴（从动轮） 角速度（或转速）与输出轴（从动轮）的角速度 或转速）之比， （或转速）之比，即 :
第十二章 轮系
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第十二章 轮系
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第十二章 轮系
本章的教学目标： 本章的教学目标： 了解轮系的分类和应用；定轴轮系、 １）了解轮系的分类和应用；定轴轮系、 周转轮系传动的组成和特点。 周转轮系传动的组成和特点。 掌握是轮系传动比的计算。 ２）掌握是轮系传动比的计算。
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2.平面定轴轮从动轮转向的确定 2.平面定轴轮从动轮转向的确定
用画箭头的方法确定平面定 轴轮系从动轮转向： 轴轮系从动轮转向： 箭头方向表示齿轮（ 箭头方向表示齿轮（或构 最前点的线速度方向。 件）最前点的线速度方向。 惰轮——不影响传动比大 不影响传动比大 惰轮 小，只起改变从动轮转向作 用的齿轮。 用的齿轮。
H 1k
+
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三. 混合轮系传动比的计算 方法： 方法：
先将混合轮系分解 成基本周转轮系和定 轴轮系， 轴轮系，然后分别列 出传动比计算式， 出传动比计算式，最 后联立求解。 后联立求解。
图12-14 混合轮系 汽车机械基础第十二章 轮系
小结
轮系类型。 一、轮系类型。 轮系的功用。 二、轮系的功用。 定轴轮系传动比的计算。 三、定轴轮系传动比的计算。 i=? “+-” + 是如何规定的？ 是如何规定的？
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第二节 周转轮系传动比的计算
在行星齿轮系中，设G、K分别为轴线与主轴线平 在行星齿轮系中， 行或重合的任意两个齿轮，则从G轮到K 行或重合的任意两个齿轮，则从G轮到K轮的传动 比可用下式求解: 比可用下式求解:
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转化轮系: 转化轮系:
图12-11 周转轮系及转化轮系 周转轮系 b) 转化轮系 汽车机械基础第十二章 轮系
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1.平面定轴轮系传动比的计算 1.平面定轴轮系传动比的计算
n1 z2 i12 = = − n2 z1 ′ n3 z 4 i3′4 = = ′ n4 z3
′ n2 z3 i2′3 = = ′ n3 z2 n4 z5 i45 = = − n5 z4
i12 i2 ′3 i3′ 4 i45
减速器
单级圆柱齿轮减速器
分流式双级 圆柱齿轮减速器
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第二节 周转轮系传动比的计算
简单周转轮系—— 具 简单周转轮系 有一个自由度的周转轮系； 有一个自由度的周转轮系； 差动轮系——具有两个 具有两个 差动轮系 自由度的周转轮系。 自由度的周转轮系。
F=3x(N-1)F=3x(N-1)-2PL-PH 左图： 左图：F1=3X3-2X3-2=1 右图: 右图: F2=3X4-2X4-2=2
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周转轮系传动比的计算： 周转轮系传动比的计算：
由于转化轮系为定轴轮系， 由于转化轮系为定轴轮系，故根据定轴轮系传动 转化轮系为定轴轮系 比计算式可得轮1 传动比为： 比计算式可得轮1、3传动比为：
该结论可推广到周转轮系的转化轮系传动比计算 的一般情况：
n1 − nH m 轮 1至 轮 k 至 至 至至 至轮 至 至至轮 至至至 至至 i = = (−1) 轮 1至 轮 k 至 至 至至 至轮 至 至 至轮 至至至 至至 nk − nH
一.轮系类型
定轴轮系——所有齿轮几何轴线的位置 1、定轴轮系 所有齿轮几何轴线的位置 都是固定的轮系，称为定轴轮系。 都是固定的轮系，称为定轴轮系。
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定轴轮系： 定轴轮系：
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一.轮系的类型
周转轮系——至少有一个齿轮除绕自身轴线自 2、周转轮系 至少有一个齿轮除绕自身轴线自 转外，其轴线又绕另一个轴线转动的轮系称为行 转外， 星齿轮系。 星齿轮系。 动画
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3.空间定轴轮系传动比的计算 3.空间定轴轮系传动比的计算
传动比的大小仍采用推广式计算， 传动比的大小仍采用推广式计算，用画箭头的方 大小仍采用推广式计算 法确定从动轮的转向 转向： 法确定从动轮的转向： 圆锥齿轮传动：表示齿轮副转向的箭头同时指向 圆锥齿轮传动： 或同时背离节点； 或同时背离节点； 蜗杆传动：用蜗杆“ 右手法则” 蜗杆传动：用蜗杆“左、右手法则”，对右旋蜗 用右手握住蜗杆的轴线， 杆，用右手握住蜗杆的轴线，四指弯曲方向与蜗杆 转动方向一致， 转动方向一致，则与拇指的指向相反的方向就是蜗 轮在节点处圆周速度的方向。对左旋蜗杆，用左手 轮在节点处圆周速度的方向。对左旋蜗杆， 法则。 法则。
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2.周转轮系 2.周转轮系
行星架与两中心轮的几何轴线（ 必须重合， 行星架与两中心轮的几何轴线（O1-O3-OH）必须重合， 否则无法运动。 否则无法运动。 差动轮系：齿轮1 均绕固定轴线转动， 差动轮系：齿轮1、3均绕固定轴线转动，机构有二 个自由度，工作时需要二个原动件。 个自由度，工作时需要二个原动件。
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一.轮系的类型
3.混合轮系 既含有定轴轮系又含有周转轮系， 3.混合轮系——既含有定轴轮系又含有周转轮系， 混合轮系 既含有定轴轮系又含有周转轮系 或包含有几个基本周转轮系的复杂轮系。 或包含有几个基本周转轮系的复杂轮系。
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轮系的图示法： 轮系的图示法：
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轮系
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轮系类型： 一、轮系类型：
根据轮系中各齿轮的 轴线位置关系分为： 轴线位置关系分为： 平面轮系 轮系 空间轮系 定轴轮系 轮系 周转轮系 混合轮系
根据轮系运转时齿轮 的轴线位置相对于机 架是否固定， 架是否固定，又将轮 系分： 系分：
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二、轮系的功用
1、实现远距离传动
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二.轮系的功用 轮系的功用
2.实现换向传动 2.实现换向传动 在主动轴转向不变的情况下， 在主动轴转向不变的情况下，利用惰轮可以改变 从动轮的转向。 从动轮的转向。例：车床走刀丝杠的三星轮换向 机构： 机构：
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n′ = n2 2
′ ′ n1 n 2 n 3 n 4 z 2 z3 z 4 z5 = = ′ ′ n 2 n3 n 4 n5 z1 z 2 z 3 z 4