减速器卷筒钢丝绳电动机制动器联轴器图13-11是建筑用卷扬机外形图减速器的类型很多，常用的由圆柱齿
轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器以及与电动机装在一起的电动机减速器等。我国已制定了减速器的国家标准，有JB
/T8853-2001（圆柱齿轮减速器）、JB/T7935-1999（圆弧圆柱齿轮减速器）和JB/T6502-1993（
NGW行星齿轮减速器）等。常见齿轮减速器的主要特点及应用见表13-3所示。有上置式蜗
杆和下置式蜗杆两种形式。上置式润滑不变，拆卸方便。下置式润滑方便，但搅油损失大i≤10~70一级蜗轮蜗杆减速器
高速级常用斜齿，低速级用斜齿或直齿。用于载荷稳定的载荷直齿i≤i1?i2≤40二级圆柱齿轮减速器
轮齿可做成直齿、斜齿或人字齿。箱体一般用铸铁制成。支承用滚动轴承直齿i≤5斜齿、人字齿i≤10一级圆柱齿轮减速器特
点及应用推荐传动比范围形式名称表13-3常见齿轮减速器的主要特点及应用选用标准减速器时考虑的主要参数
有：传动比、功率、结构尺寸（中心距、安装尺寸、减速器外轮廓等）、高速级齿轮的最高转速、齿轮的圆周速度与结构形式等。2.
2减速器的结构减速器一般由箱体、轴承、轴、轴上零件和附件等部分组成。图13-12是常用齿轮减速器的实物图。（a）一
级圆柱齿轮减速器（b）二级圆柱齿轮减速器（c）蜗杆减速器小结本章主要学习了轮系和减速器。
1.轮系有定轴轮系、行星轮系和复合轮系。2.平面定轴轮系传动比的计算
3.行星轮系的行星轮既沿自身几何轴心转动，又绕太阳轮转动。4.行星轮系可在转化为转化机构后用定轴
轮系传动比计算公式来计算。5.摆线针轮行星传动和谐波齿轮传动是新型轮系。6.减速器有圆柱齿
轮、行星齿轮、蜗杆减速器等多种。L/O/G/O《机械基础》（多学时）教学课件www.themegallery.comww
w.themegallery.comwww.themegallery.com第13章轮系与减速器汽车手动变速箱机械手表
在生产实践中，为了获得大的传动比或者实现变速变向，一对齿轮传动往往不能满足工作需求。为了满足机器的功能要求和实际工作需
要，常采用多对相互啮合的齿轮组成传动系统，这就是轮系。减速器是用于原动机和工作机之间的封闭机械传动装置，主要用来降低转速
、增大转矩或改变转动方向。第1节轮系第2节减速器第1节轮系由若干对齿轮副组成的传动
系统称为轮系。轮系分为定轴轮系、行星轮系和混合轮系，轮系有获得大传动比、实现变速、换向传动、实现多路传动、实现较大距离的齿轮传动等
功用。1.1定轴轮系传动中所有齿轮轴线的位置均固定不动的轮系，称为定轴轮系。如图13-1所示为二级圆柱齿
轮减速器中的轮系.图13-1二级圆柱齿轮减速器的轮
系1.1.1定轴轮系传动比的计算中各齿轮转向1.定轴轮系中各齿轮转向的判定(1)一对相啮合齿轮转向的箭头表示
法箭头表示法是用直箭头表示齿轮可见侧中点处的圆周运动方向。由于相啮合的一对齿轮在啮合点处的圆周运动方向相同，所以表示它们
转动方向的直箭头总是同时指向或同时背离啮合点。具体表示方法见表13-1。蜗杆传动用左右手法则来判断一对内啮合圆柱齿轮的两轮
转向相同，两箭头同向一对外啮合圆柱齿轮的两轮转向相反，两箭头反向同一轴上的齿轮转向相同，箭头同向图例条件和说明
表13-1一对相啮合齿轮转向的直箭头示意法(2)用直箭头表示定轴轮系中各齿轮转向示例图13-2轮系中各齿轮转向的判定
一对圆柱齿轮啮合时，其传动比大小为齿数的反比。若考虑转向关系，外啮合时两齿轮转向相反，传动比取“-”号；内啮合时两齿轮转向
相同，传动比取“+”号。定轴轮系的传动比指定轴轮系中输入轴转速与输出轴转速之比，也就是定轴轮系中始端主动轮动轮与末端从动
轮的转速之比。设轮系中首齿轮的转速为n1，末齿轮转速为nk，则n1与nk的比值用i1k表示，即，则i
1k称为该轮系的传动比。1.1.2定轴轮系传动比计算如图13-3定轴轮系1为始端主动轮，齿轮5为末端从动轮。则传动
比为：图13-3定轴轮系简图轮系中各啮合齿轮的传动比分别为
将以上各式两边相乘可得
（1
3-1）齿轮3和齿轮4同轴，因此n3=n4，则式（13-1）简化为
（13-2）因此传动比
（13-3）由式（13-2）可以看出
，定轴轮系的传动比等于各啮合齿轮传动比的乘积。式（13-3）表明，定轴轮系的传动比等于轮系中从动轮齿数乘积与主动轮齿数乘积之比。首
末两轮转向相同还是相反，取决于轮系中外啮合齿轮的对数。由此可见，若以1表示首齿轮，k表示末齿轮，m表示圆柱齿轮外啮合对数
，则平面定轴轮系的传动比i1k为
（13-4）图13-3中齿轮2只
改变转向，并不影响定轴轮系的传动比，称为惰轮。例13-1如图13-4所示定轴轮系中齿轮的齿数：z1＝24，z2＝36
，z2′＝20，z3＝80，z3′＝18，z4＝24，z5＝30。计算该轮系的传动比。
解：轮系中有三对外啮合的齿轮，即m＝3。根据式（13-4）计算该轮系的传动比为图13-4定轴轮系计算传动比为
负值，说明齿轮1和5转向相反。1.2行星轮系图13-5所示为常见的行星轮系，齿轮2既绕自身几何轴线O2转动
，又绕齿轮1的固定结合轴线O1转动，如同自然界中的行星一样，既有自转又有公转，所以称为行星轮；齿轮1和齿轮3的几何轴线固定不动，它
们被称为太阳轮，分别与行星轮相啮合；支持行星轮作自转和公转的构件H称为行星架。由太阳轮、行星轮及行星架组成的行星齿轮传动装置称为行
星轮系。图13-5简单行星轮系行星轮系与定轴轮系的根本差别在于行星轮系中具有转动的行星架，从而使
行星轮既有自转又有公转，其绝对速度不便计算。因此，行星轮系各构件间的传动比不能直接引用定轴轮系传动比的公式来计算。根据相对运动原理
可进行转化，转化后各构件的转速如表13-2所示。nHHn33n22n11在转化机构中的相对转速绝对转速构
件代号表13-2行星轮系转速表由定轴轮系传动比计算公式计算，即式中，表示转化后定轴轮系的传动比，即齿轮和齿轮3相对
于行星架H的传动比。根据上述原理，可以推出行星轮系转化机构传动比的一般计算公式为：1.3几种特殊行星传动简介
1.3.2摆线针轮行星传动图13-7摆线针轮行星传动
图13-8摆线针轮减速器摆线针传动的主要优点是传动比大、体积小、重量轻
，效率高，承载能力大，传动平稳，使用寿命长。因此，在国防、冶金、矿山、化工等部门得到广泛应用。摆线针轮行星传动由中心轮1
(固定在机壳上，由装在机壳内的许多带套筒的圆柱销组成，故又称针轮）、摆线齿轮2、行星架H（偏心轴）组成。行星轮的运动依靠等角速比的
孔销输出机构传到输出轴上。1.3.3谐波齿轮传动谐波齿轮传动是利用行星传动原理而发展起来的新型传动。它由刚轮、柔
轮和波发生器组成，如图13-9所示。由于在传动过程中，柔轮产生的弹性变形波近似于谐波，所以称之为谐波齿轮传动。
图13-9谐波齿轮传动图13-10谐波齿轮减速器谐波齿轮传动的优点在
于：传动比大，体积小，重量轻；同时啮合的齿数多，传动平稳，承载能力较大；摩擦损失小，传动效率高；结构简单，安装方便。缺点是：柔轮容易疲劳破损，而且起动转矩较大，谐波传动已广泛应用于机床、汽车、船舶、起重机械等机械设备中。第2节减速器2.1减速器的类型与选用减速器是原动机和工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速，以适应工作机的需要。它一般由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成。由于减速器使用维护方便，在现代机械中应用十分广泛。图13-11是建筑用卷扬机外形图。 |
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