基础定轴轮系

机械设计基础轮系在机械设计中，轮系的设计和布局是至关重要的。

轮系，或者称为齿轮系，是由一系列齿轮和轴组成的，它们通过精确的配合和排列，将动力从一个轴传递到另一个轴，或者改变轴的转速。

这种设计广泛应用于各种机械设备中，如汽车、飞机、机床等。

一、轮系的基本类型根据轮系中齿轮的排列和组合方式，我们可以将其分为以下几种基本类型：1、定轴轮系：在这种轮系中，齿轮是固定在轴上的，因此轴的旋转速度是恒定的。

这种轮系主要用于改变动力的大小和方向。

2、行星轮系：在这种轮系中，有一个或多个齿轮是浮动的，它们可以随着轴一起旋转，也可以绕着轴旋转。

这种轮系主要用于平衡轴的转速和改变动力的方向。

3、差动轮系：在这种轮系中，有两个或多个齿轮的旋转速度是不一样的，它们之间存在一定的速度差。

这种轮系主要用于实现复杂的运动规律。

在设计轮系时，我们需要遵循以下原则：1、确定传递路径：根据机械设备的需要，确定动力从哪个轴输入，需要传递到哪个轴。

2、选择合适的齿轮类型：根据需要传递的动力大小、转速等因素，选择合适的齿轮类型（直齿、斜齿、锥齿等）。

3、确定齿轮的参数：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定齿轮的模数、齿数、压力角等参数。

4、确定齿轮的排列方式：根据需要实现的传动比、转速等因素，确定齿轮的排列方式（串联、并联等）。

5、确定轴的结构形式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定轴的结构形式（实心轴、空心轴、悬臂轴等）。

6、确定支承形式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定支承形式（滚动支承、滑动支承等）。

7、确定润滑方式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定润滑方式（油润滑、脂润滑等）。

在满足设计要求的前提下，我们还可以通过优化设计来提高轮系的性能。

以下是一些常用的优化方法：1、优化齿轮参数：通过调整齿轮的模数、齿数、压力角等参数，来提高齿轮的承载能力和降低噪声。

2、优化齿轮排列：通过优化齿轮的排列方式，来提高传动效率、降低传动噪声和减少摩擦损失。

第10章轮系前面我们己经讨论了一对齿轮传动及蜗杆传动的应用和设计问题，然而实际的现代机械传动，运动形式往往很复杂。

由于主动轴与从动轴的距离较远，或要求较大传动比，或要求在传动过程中实现变速和变向等原因，仅用一对齿轮传动或蜗杆传动往往是不够的, 而是需要采用一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统将主动轴的运动传给从动轴。

这种由一系列相互啮合的齿轮(包括蜗杆、蜗轮)组成的传动系统称为齿轮系，简称轮系。

本章重点讨论各种类型齿轮系传动比的计算方法，并简要分析各齿轮系的功能和应用。

10.1 轮系的分类组成轮系的齿轮可以是圆柱齿轮、圆锥齿轮或蜗杆蜗轮。

如果全部齿轮的轴线都互相平行，这样的轮系称为平面轮系；如果轮系中各轮的轴线并不都是相互平行的，则称为空间轮系。

再者，通常根据轮系运动时各个齿轮的轴线在空间的位置是否都是固定的，而将轮系分为两大类：定轴轮系和周转轮系。

10.1.1定轴轮系在传动时所有齿轮的回转轴线固定不变的轮系，称为定轴轮系。

定轴轮系是最基本的轮系，应用很广。

由轴线互相平行的圆柱齿轮组成的定轴齿轮系，称为平面定轴轮系，如图10.1所示。

a)b)图10.1 平面定轴齿轮系包含有圆锥齿轮、螺旋齿轮、蜗杆蜗轮等空间齿轮的定轴轮系，称为空间定轴轮系，如图10.2所示。

图10.2 空间定轴轮系10.1.2 周转轮系轮系在运动过程中，若有一个或一个以上的齿轮除绕自身轴线自转外，其轴线又绕另一个齿轮的固定轴线转动，则称为周转轮系，也叫动轴轮系。

如图10.3所示。

a) 周转轮系结构图b)差动轮系c)行星轮系图10.3周转轮系其中齿轮2的轴线不固定，它一方面绕着自身的几何轴线O2旋转，同时O2轴线，又随构件H绕轴线O H公转。

分析周转轮系的结构组成，可知它由下列几种构件所组成：1.行星轮：当轮系运转时，一方面绕着自己的轴线回转(称自转)，另一方面其轴线又绕着另一齿轮的固定轴线回转(称公转)的齿轮称行星轮，如图10.3中的齿轮2。

定轴轮系课程名称机械基础授课班级高二综合预科班授课地点教室（多媒体设备）课 时6课时学习单元定轴轮系课 题定轴轮系教学内容 1.定轴轮系的传动比的计算方法及各轮回转方向的判定；2.定轴轮系末端带移动件的传动计算；3.定轴轮系中齿轮受力分析。

教学目标【知识目标】1.掌握定轴轮系传动比的计算方法及各轮回转方向的判定；2.掌握定轴轮系末端带移动件的传动计算；3.掌握定轴轮系中齿轮受力分析。

【能力目标】1.知识的获取、消化和吸收；2.分析判断、解决问题的能力；3.利用分解组合法应用知识的能力。

【情感目标】1.语言表达能力；2.团队意识。

教学重点 1.定轴轮系的识读、传动路线的分析。

2.定轴轮系传动比的计算、各轮回转方向的判定、末端带移动件的传动计算分析。

教学难点定轴轮系各部分知识的综合运用。

行为能力分析【专业能力】熟练绘制定轴轮系，领会定轴轮系的识读，掌握定轴轮系传动比的轮回转方向的判定、末端带移动件的传动计算和齿轮受力分析。

【方法能力】知识的获取和消化吸收，分析判断、解决问题，分解组合应用，自学能力；【社会能力】语言表达、团队意识、展示技术。

教学方法任务式教学法、模块化教学法、多媒体演示法、分解组合教学法、分组测试教具多媒体课件、实物投影仪教学设计过程教学环节教 学 内 容【任务发布与分解】【定轴轮系部分任务单】(该类题目为高考必考题)现有一定轴轮系，已知各齿轮齿数Z1=20，Z2=40，Z3=15，Z4=60，Z5=18，Z6=18，Z7=1，Z8=40，Z9=20，齿轮9的模数m=3mm，齿轮1的转向如箭头所示，n1=100r/min，请完成一下任务：【任务一】用箭头法判别齿条10的移动方向？【任务二】计算出传动比i18？【任务三】确定蜗轮8的转速n8为多少？（r/min）【任务四】计算齿条10移动的速度v6为多少？（m/s）（注：了解其他几种末端形式，并分别掌握其移动速度计算。

）【任务一】用箭头法判别齿条10的移动方向？【复习回顾】1.一对齿轮传动类型：（1）另外包括齿条传动、螺旋传动、毂轮提升重物几种情况2.两对及以上情况：【任务一】3.轮系中惰轮的定义和作用轮系中，只改变齿轮副中从动轮回转方向，而不改变齿轮副传动比大小的齿轮称为惰轮。

定轴轮系说课稿尊敬的各位领导、老师：大家上午好！我是来自数控专业科的卓伟灿老师。

今天，我说课的课题是《定轴轮系》 ，选自于《机械基础》学科。

今天我主要从教材分析，学情分析，教法分析，学法分析，教学过程，教学感悟这6大方面进行阐述。

首先从教材分析开始。

一、教材分析《定轴轮系》是高等教育出版社出版的《机械基础》第七章第三节的内容。

本章是关于齿轮传动的内容，大家知道齿轮传动是机械传动中主要的传动方式之一，在实际生活当中使用广泛，地位非常重要，本节内容主要阐述定轴轮系传动比的计算和旋转方向的判定，它是学习其他轮系的基础，对于数控专业的学生来说，为今后在机床操作维修，甚至机械设计等实际生产应用中打下坚实的理论基础。

二、学情分析根据上述地位和内容要求,结合大纲要求和学生现有的认知和理解特点，特制定如下教学目标，包括知识目标、能力目标、情感目标。

根据学生的知识水平和认知特点制定如下1） 知识目标：①掌握定轴轮系中各齿轮的方向判定②掌握定轴轮系传动比的大小的计算知识不等同于能力，但知识是能力发展的重要基础，要让学生学习知识的同时，加强各种能力的培养。

2） 能力目标：①培养自主学习的能力；②培养互助合作的能力；大家知道凡是比较成功的人士不仅智商高，而且情商也高。

3） 思想情感目标：培养学生严谨认真、勇于创新的学习态度，让学生个性得到体现，为学生发展创造空间。

3、教学重点、难点：因为学生刚刚接触轮系，没有形成良好的思维方式，加上这些内容比较抽象，是学习其他知识的基础，根据本节课的重要地位和教学目标所以确定以下重点：重点：定轴轮系传动比大小的计算难点：定轴轮系传动比方向的判定三、教法分析任务驱动教学法分组讨论教学法模型类比教学法采用分组教学，利用任务驱动及体验式自主探究教学法，辅助以模型实物、玩具，并创设情境，使课堂形式多样化，形象化，趣味化，使学生能够在愉快的学习环境中，通过探究及思考，学到新的知识。

四、学法分析小组合作 自主探究教学活动是教和学的双边互相促进的活动。