机械基础教学课件作者黄东第13章.pptVIP

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2019-10-13 发布于广东
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机械基础教学课件作者黄东第13章.ppt

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第13章　齿轮系 13.1　齿轮系的类型和应用 13.2　齿轮系的传动比计算返回 13.1　齿轮系的类型和应用 13.1.1　齿轮系的类型在第12章齿轮传动和蜗杆传动中，已经讨论了一对齿轮传动的问题。但在实际的机械中，由于主动轴与从动轴之间的距离较远，或要求有较大的传动比，或要求实现变速或变向等原因，用一对齿轮传动不能满足需要，常采用一系列依次相互啮合的齿轮来将主动轴的运动和动力传递给从动轴。这种由一系列齿轮所组成的传动系统，称为齿轮系。根据齿轮系运动时各齿轮的几何轴线是否固定，齿轮系可分为定轴齿轮系、周转齿轮系和混合齿轮系。下一页返回 13.1　齿轮系的类型和应用 13.1.2　齿轮系的应用齿轮系广泛应用于各种机械中，其功用主要有以下几方面。 1.实现换向传动在主动轴转向不变的情况下，利用惰轮可以改变从动轴的转向。图13.5所示车床上走刀丝杆的三星轮换向机构，扳动手柄可实现两种传动方案，图13.5（ａ）所示为齿轮4使从动轴顺时针转动的情况，图13.5（ｂ）所示为齿轮4使从动轴逆时针转动的情况。 2.实现变速传动在主动轮转速不变的情况下，利用齿轮系可使从动轴获得多种工作转速。上一页下一页返回 13.1　齿轮系的类型和应用图13.6所示为汽车的变速箱，图中轴Ⅰ为动力输入轴，轴Ⅱ为输出轴，4、6为滑移齿轮，Ａ、Ｂ为离合器，该变速箱可使输出轴得到四种转速。变速箱处于第一挡时，齿轮5、6相啮合，而3、4和离合器Ａ、Ｂ均脱离。变速箱处于第二挡时，齿轮3、4相啮合，而5、6和离合器Ａ、Ｂ均脱离。变速箱处于第三挡时，离合器Ａ、Ｂ相啮合，而齿轮3、4和5、6均脱离。上一页下一页返回 13.1　齿轮系的类型和应用变速箱处于倒退挡时，齿轮6、8相啮合，而3、4和5、6以及离合器Ａ、Ｂ均脱离，此时，由于惰轮8的作用，转出轴Ⅱ反转。 3.实现分路传动利用齿轮系可使一个主动轴带动若干个从动轴同时转动，将运动从不同的传动路线传动给执行机构，实现机构的分路传动。 4.获得大的传动比若想要用一对齿轮获得较大的传动比，则必然有一个齿轮要做得很大，这样会使机构的体积增大，同时小齿轮也容易损坏。如果采用多对齿轮组成的齿轮系则可以很容易就获得较大的传动比。只要适当选择齿轮系中各对啮合齿轮的齿数，即可得到所要求的传动比。在周转齿轮系中，用较少的齿轮即可获得很大的传动比，如图13.8所示。上一页下一页返回 13.1　齿轮系的类型和应用 5.用于对运动进行合成与分解在差动齿轮系中，当给定两个基本构件的运动后，第三个构件的运动是确定的。换而言之，第三个构件的运动是另外两个基本构件运动的合成。同理，在差动齿轮系中，当给定一个基本构件的运动后，可根据附加条件按所需比例将该运动分解成另外两个基本构件的运动。图13.9所示的汽车后桥差速器为分解运动的齿轮系，在汽车转弯时它将发动机传到齿轮5的运动以不同的速度分别传递给左右两个车轮，以维持车轮与地面间的纯滚动，避免车轮与地面间的滑动摩擦导致车轮过度磨损。齿轮4、5组成定轴轮系；齿轮1、2、3、Ｈ组成差动齿轮系，差速器就是混合轮系。上一页返回 13.2　齿轮系的传动比计算 13.2.1　定轴齿轮系的传动比计算齿轮系的传动比是指齿轮系中输入轴的角速度ωＡ（或转速ｎＡ）与输出轴的角速度ωＫ（或转速ｎＫ）之比。即ｉＡＫ＝ωＡωＫ＝ｎＡｎＫ定轴齿轮系可分为平面定轴齿轮系和空间定轴齿轮系。 1.平面定轴齿轮系的传动比计算平面定轴齿轮系，设齿轮1为首齿轮，齿轮5为末齿轮，ｚ1、ｚ2、ｚ2′、ｚ3、ｚ3′、ｚ4、ｚ5分别为各齿轮的齿数，ω1、ω2、ω2′、ω3、ω3′、ω4、ω5分别为各齿轮的角速度。该齿轮系的传动比ｉ15可由各对齿轮的传动比求出。下一页返回 13.2　齿轮系的传动比计算 2.空间定轴齿轮系传动比的计算一对空间齿轮传动比的大小也与两齿轮齿数成反比，故也可用式（13－1）来计算空间齿轮系传动比的大小。但由于各齿轮轴线不都互相平行，所以不能用（－1）ｍ来确定首末齿轮的转向，而要采用在图上画箭头的方向来确定。 13.2.2　周转齿轮系的传动比计算如图13.11（ａ）所示的周转齿轮系，由于其行星轮的运动不是绕固定轴线转动，所以其传动比的计算不能直接应用定轴轮系的公式。上一页下一页返回 13.2　齿轮系的传动比计算目前应用最普遍的方法是相对速度法（或称反转法），这种方法是假设给整个周转齿轮系加上一个与行星架Ｈ的转速ωＨ大小相等、方向相反的公共转速“－ωＨ”，则行星架Ｈ可视为静止不动，而各构件间的相对运动关系不发生改变。因此，原来的行星轮系就可视为定轴轮系，这样的定轴轮系为原周转轮系的转化机构，如图13.11（ｂ）所示。现将所有构件转化前后的转速列表如表1