5.1 輪系的類型+

由一系列相互嚙合的齒輪所組成的傳動系統(tǒng)稱為輪系粟判，主要用于原動機和執(zhí)行機構之間的運動和力的傳遞豌习。

根據輪系傳動時各個齒輪的幾何軸線相對于機架位置是否固定尾膊，輪系可分為定軸輪系和周轉輪系斩松。

定軸輪系在傳動時，輪系中各個齒輪的幾何軸線位置相對于機架都是固定不動的憨攒。根據其傳動時齒輪幾何軸線是否平行世杀，又可分為平面定軸輪系和空間定軸輪系。

周轉輪系在傳動時肝集，輪系中至少有一個齒輪的幾何軸線 相對于機架是不固定的瞻坝，它圍繞另一個齒輪的固定軸線轉動。

根據周轉輪系所具有的的自由度不同杏瞻，周轉輪系可分為行星輪系和差動輪系兩類所刀。

行星輪系。只有一個自由度的周轉輪系稱為行星輪系捞挥。

差動輪系浮创。有兩個自由度的周轉輪系稱為差動輪系。

為了平衡轉動時的慣性及減輕齒輪上的載荷砌函，常采用幾個完全相同的行星輪均勻分布在中心輪的周圍斩披。由于行星輪的個數對研究周轉輪系的運動沒有任何影響，所以機構簡圖中只需要畫一個讹俊。

5.2 定軸輪系及其傳動比

輪系傳動比是指輪系中首垦沉、末兩輪的角速度之比。計算輪系傳動比不僅要確定傳動比的大小仍劈，而且要確定首厕倍、末兩輪的相對轉動方向，這樣才能完整表達輸入軸與輸出軸間的運動關系贩疙。定軸輪系各輪的相對轉向可以用正負號或通過逐對齒輪標注箭頭（箭頭方向表示在經過軸線的截面圖中讹弯，齒輪可見側的圓周速度方向）兩種方法確定。

5.2.1 一對齒輪傳動的傳動比

一對齒輪傳動可視為最簡單的定軸輪系

一對齒輪傳動的傳動比大小屋群。傳動比大小為兩輪的角速度大小之比闸婴。

一對齒輪傳動首、末兩輪轉向判斷芍躏。正負號法：當一對齒輪傳動時，首末兩輪的軸線平行時降狠，可用正號或負號表示其轉向对竣。首末輪轉動方向相反，用負號榜配，轉動方向相同否纬，用正號表示。當一對齒輪傳動時蛋褥，首末輪軸線為相交或交錯傳動時临燃，其方向只能采用在圖上畫箭頭的方法來表示。箭頭表示法：當一對平行軸外嚙合齒輪傳動時，其兩輪轉向相反膜廊，用方向相反的箭頭表示乏沸；一對平行軸內嚙合齒輪傳動時，兩輪轉向相同爪瓜，用方向相同的箭頭表示蹬跃；一對錐齒輪轉動時，其嚙合點具有相同的速度铆铆，故表示轉向的箭頭或同時指向嚙合點蝶缀，或同時背離嚙合點。蝸輪的轉向不僅與蝸桿的轉向相關薄货，而且與其螺旋線的方向有關翁都。具體判斷時，可將蝸桿看做螺桿谅猾，蝸輪看做螺母荐吵，結合左右手螺旋法則來確定其相對運動。蝸桿為右旋赊瞬，用右手先煎，左旋用左手，四指彎曲方向與蝸桿轉動方向相同巧涧，拇指指向即是蝸桿相對蝸輪的前進方向薯蝎。按照相對運動原理，蝸輪相對蝸桿的運動方向與此相反谤绳。

5.2.2 定軸輪系的傳動比

定軸輪系傳動比的數值等于組成該輪系的各對嚙合齒輪傳動比的連乘積占锯，也等于各對嚙合齒輪中所有從動輪齒數乘積與所有主動輪齒數的乘積之比。其中齒輪2同時與輪1和輪3嚙合缩筛，對于齒輪1而言消略，齒輪2是從動輪，而對于齒輪3而言瞎抛，齒輪2又是主動輪艺演。則在傳動比的計算公式中，分子桐臊、分母都有齒輪2的齒數胎撤，說明齒輪2的齒數不影響輪系的傳動比的大小。這種不影響傳動比數值大小断凶，只起改變從動輪轉向作用的齒輪稱為惰輪或過橋齒輪伤提。

當傳動比數值大于1的時候，首末輪之間的傳動是減速傳動认烁；小于1時肿男，是增速傳動介汹。

首末輪的相對轉動方向由正負號或圖中箭頭表示。當首末輪的軸線平行或重合時舶沛，兩輪轉向的異同可用傳動比的正負表示嘹承，相同為正，相反為負冠王。

對于所有齒輪軸線都平行的定軸輪系赶撰，也可不標箭頭，直接按輪系中外嚙合的次數來確定其傳動比的正負柱彻。當外嚙合次數為奇數時豪娜，傳動比為負，外嚙合次數為偶數時哟楷，傳動比為正瘤载。

當首末兩輪軸線不平行時，定軸輪系中由錐齒輪卖擅、蝸桿鸣奔、蝸輪等空間齒輪機構，其傳動比大小仍能采用該公式惩阶，而方向只能采用畫箭頭的方法確定

5.3 周轉輪系及其傳動比

5.3.1 周轉輪系的組成

周轉輪系中挎狸，幾何軸線位置固定的齒輪稱為中心輪或太陽輪；幾何軸線位置變動的齒輪断楷，即既作自傳又作公轉的齒輪锨匆，稱為行星輪；支撐行星輪作自轉和公轉的構件稱為行星架冬筒，用H表示恐锣。要注意的是，在周轉輪系中舞痰，必須保證行星架和中心輪的幾何軸線重合土榴，否則輪系不能傳動。凡是軸線與主軸線重合而又承受外力矩的構件稱為基本構件响牛。

5.3.2 周轉輪系傳動比的計算

周轉輪系運動時玷禽，由于其行星輪的運動不是簡單地繞定軸轉動，因此其傳動比不能直接用定軸輪系的傳動比計算方法求解娃善。

周轉輪系與定軸輪系的根本區(qū)別在于周轉輪系中有一個做回轉運動的行星架论衍。若能使行星架固定不定，同時保持原周轉輪系中各個構件之間的相對運動關系不變聚磺，則該周轉輪系就轉化成一個假想的定軸輪系。這種方法稱為反轉法或轉化機構法炬丸。

下面以差動輪系傳動比計算為例瘫寝。當給整個周轉輪系加上一個繞軸線轉動蜒蕾，與行星架轉速大小相等且方向相反的公共轉速后，行星架便靜止不動焕阿，所有齒輪幾何軸線的位置全都固定咪啡，原來的周轉輪系便成了定軸輪系。 這一假想的定軸輪系稱為原周轉輪系的轉化輪系暮屡。設ng和nk為周轉輪系中任意兩個齒輪G和K的轉速撤摸，nh為行星架H的轉速，則有 igk = ngh/nkh = (ng-nh)/(nk-nh) = (±)轉化輪系從G至K所有從動輪齒數的乘積/轉化輪系從G至K所有主動輪齒數的乘積褒纲。 可用于求解未知轉速或是齒數准夷。G是主動輪，K從動輪莺掠，中間各輪的主從地位應按這一假定去判斷衫嵌。

轉化輪系中齒輪的轉向，用畫箭頭的方法判定彻秆。應用公式時要注意：輪G楔绞、輪K和行星架H必須是同一個周轉輪系中軸線平行或重合的三個構件，這樣三個構件的轉速才能代數相加減唇兑；齒數連乘積之比前的正負號取決于轉化輪系中G輪和K輪的轉向酒朵；將ng，nk扎附，nh帶入公式時蔫耽，必須帶正負號，已知值應根據轉向相同還是相反代入正負號帕棉，未知值的轉向由計算結果判定针肥。

5.4 復合輪系及其傳動比

正確劃分各個基本輪系是解決復合輪系傳動比的關鍵一步∠惆椋基本輪系是指單一的定軸輪系或單一的周轉輪系慰枕。找基本周轉輪系的一般方法是：先找出行星輪，即找出那些幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線轉動的齒輪即纲；支持行星輪作公轉的構件就是行星架（有時具帮，行星架不一定是桿狀）；幾何軸線與行星架的回轉軸線相重合低斋，且直接與行星輪嚙合的定軸齒輪就是中心輪蜂厅。這組行星輪、中心輪膊畴、行星架便構成了一個基本的周轉輪系掘猿。劃分出一個基本周轉輪系后，還要判斷出是否有其他行星輪被另一個行星架支撐著唇跨，每一個行星架對應一個基本周轉輪系稠通。在逐一找出周轉輪系之后衬衬，剩下的就是定軸輪系。

5.5 輪系的應用

5.5.1? 實現(xiàn)相距較遠的兩軸之間的傳動

5.5.2 實現(xiàn)變速或變相傳動

在主動軸轉速及轉向不變的情況下改橘，利用輪系可使從動軸獲得若干轉速或改變從動軸的轉向滋尉，這種傳動稱為變速變向運動。汽車飞主、機床狮惜、起重設備等都需要這種變速傳動

5.5.3 獲得大傳動比和實現(xiàn)結構緊湊的大功率傳動

一般一對定軸齒輪的傳動比不宜大于5.當兩軸之間需要很大的傳動比時，雖然可以使用多級齒輪組成的定軸輪系來實現(xiàn)碌识，但由于軸和輪的增多碾篡，會導致結構復雜。若采用行星輪系丸冕，則只需要很少幾個齒輪就可獲得很大的傳動比耽梅，且結構緊湊斑鸦。

5.5.4 實現(xiàn)分路傳動

輪系可以將主動軸的運送分別傳遞給不同的從動軸阳欲，實現(xiàn)分路傳動。利用定軸輪系窃祝，可通過主動軸上的若干齒輪佩番，將運動分別給若干個不同的執(zhí)行機構众旗，以完成生產上的各種動作要求和運動規(guī)律要求，這就是分路傳動趟畏。

5.5.5 實現(xiàn)運動的合成與分解

運動的合成是將兩個輸入運動合為一個輸出運動贡歧；運動的分解是將一個輸入運動分解為兩個輸出運動。合成和分解運動都可以用差動輪系來實現(xiàn)赋秀。差動輪系可分解運動的特性利朵，在汽車、飛機等動力傳動中得到廣泛應用猎莲。

5.6 行星輪系各輪齒數的確定

為了實現(xiàn)輪系結構并正常運轉绍弟，行星輪系各輪齒數應滿足以下四個條件，才能裝配起來并正常運轉和實現(xiàn)給定的傳動比

5.6.1 傳動比條件

傳動比條件即所設計的行星輪系必須實現(xiàn)給定的傳動比著洼。

5.6.2 同心條件

同心條件即行星架的回轉軸線與中心輪的幾何軸線相重合樟遣。

兩中心輪的齒數應同時為偶數或奇數。

5.6.3 均布安裝條件

設計行星輪系時身笤，其行星輪的數目和各輪的齒數必須正確選擇豹悬，使行星輪數和各輪齒數之間滿足一定的裝配條件才能裝配起來。

行星輪系兩中心輪的齒數之和應為行星輪個數k的整數倍液荸。

5.6.4 鄰接條件

為了保證行星輪系能夠運動瞻佛，其相鄰兩行星輪的齒頂圓不得相交，這個條件稱為鄰接條件娇钱。

5.7 幾種特殊的行星傳動的簡介

基本原理與周轉輪系相同涤久，只是太陽輪固定涡尘，行星輪的運動由輸出軸同步輸出忍弛。

5.7.1 少齒差行星齒輪傳動

少齒差行星齒輪傳動是動軸傳動的一種形式响迂，按齒廓形狀可以分為漸開線少齒差行星齒輪傳動和擺線針輪行星齒輪傳動。

漸開線少齒差行星齒輪傳動细疚。漸開線少齒行星減速器的優(yōu)點是傳動比大蔗彤、結構緊湊、體積小疯兼、質量輕然遏、加工容易，故適用于中小型動力傳動吧彪，在起重運輸待侵、儀表、輕化姨裸、食品等工業(yè)部門廣泛應用秧倾。缺點是同時嚙合的齒數少，承載能力較低傀缩，而且為了避免干涉那先，還要進行復雜的變位計算。

擺線針輪行星傳動赡艰。原理和結構與漸開線少齒差行星傳動基本相同售淡。也由行星架，行星輪和內齒輪組成慷垮。行星輪采用擺線作齒廓揖闸，其運動也依靠等角速比的銷孔機構傳到輸出軸上。擺線針輪傳動的齒數差總是等于1料身，所以傳動比i??= -z?/(z?-z?) = -z?汤纸，z?為太陽輪齒數，z?為行星輪齒數惯驼。擺線針輪行星傳動與漸開線少齒差行星齒輪傳動的不同之處在于齒廓曲線的不同蹲嚣。在漸開線少齒差行星傳動中，內齒輪和行星輪都是漸開線齒廓祟牲，而擺線針輪行星傳動中隙畜，內齒輪的內齒是帶套筒的圓柱銷形針齒，行星輪的齒廓曲線是短幅外擺線的等距曲線说贝。擺線針輪行星傳動的優(yōu)點是傳動比大议惰，其一級傳動比可達135，二級傳動比可達1000以上乡恕，結構簡單言询，體積小俯萎，質量輕，與同樣傳動比和同樣功率的普通齒輪減速器相比运杭，質量可減輕三分之一以上夫啊；嚙合齒數多，摩擦小辆憔，承載能力強撇眯，使用壽命長，但加工工藝較復雜虱咧，精度要求高熊榛，必須用專用機床刀具來加工擺線齒輪。在礦山腕巡、冶金玄坦、造船等工業(yè)機械中廣泛應用。

5.7.2 諧波齒輪行星齒輪傳動

主要由諧波發(fā)生器（相當于行星架）绘沉、剛輪（相當于太陽輪）煎楣、和柔輪（相當于行星輪）組成。柔輪是一個容易變形的外齒圈梆砸，剛輪是一個剛性內齒圈转质，它們齒距相等，但柔輪比剛輪少一個或幾個齒帖世。諧波發(fā)生器由一個轉臂和幾個滾子組成休蟹。通常諧波發(fā)生器為輸入端，柔輪為輸出端日矫，剛輪固定不動赂弓。傳動比為i? = -z?/(z?-z?)，z?為剛輪的齒數哪轿，z?為柔輪的齒數盈魁，和漸開線少齒差行星傳動的傳動比計算式完全相同。

按照波發(fā)生器上裝的滾輪數不同窃诉，諧波齒輪行星齒輪傳動可以分為雙波傳動和三波傳動等杨耙，最常用的是雙波傳動。諧波傳動的齒數差應等于波數或波數的整數倍飘痛。

諧波齒輪傳動與擺線針輪行星傳動相比珊膜，傳動比大，單級減速傳動比可達到50~500宣脉，體積小车柠，質量輕，不需等角速比機構，結構簡單緊湊竹祷，密封性好谈跛，齒側間隙小，適于反向傳動塑陵，由于同時參加嚙合的齒數很多感憾，故承載能力強，傳動平穩(wěn)猿妈。但由于柔輪周期性變形吹菱，容易發(fā)熱和疲勞，故需要用抗疲勞強度很高的材料彭则，對加工、熱處理要求都很高占遥。諧波齒輪傳動廣泛應用于機器人俯抖、儀表、船舶瓦胎、機床芬萍、能源及軍事裝備等領域中。