第17章机械传动系统及其传动比

２７５ 第17章 机械传动系统及其传动比 1 7 .1 概述 17.1.1轮系的定义 在齿轮一章的学习中，对一对齿轮的传动及其几何计算问题进行了讨论和讲述。例如：i=n1/n2。但是，在实际应用的机械中，为了满足各种需要，例如需要较大的传动比或作远距离传动等，只用一对齿轮往往是不够的。 例如： 1、汽车由于前进、后退、转弯以及路况等需要车轮有不同的转速。 2、机械钟表上为了使时针、分针、秒针具有一定的转速比关系： 1 12nn时针分针、1 60nn分针秒针、1 720nn时针秒针 3、机床中用变速箱将电机的一种转速变成了主轴的多种转速。 常采用一系列互相啮合的齿轮来组成传动装置。这种由一系列齿轮组成的传动装置称为齿轮系统，简称轮系。 17.1.2轮系的分类 根据轮系运动时，各齿轮的几何轴线位置相对于机架是否固定，将轮系分为两种基本类型： (1)定轴轮系。在轮系运转时各齿轮几何轴线都是固定不变的，这种轮系称为定轴轮系。定轴轮系又分为平面定轴轮系和空间定轴轮系，全部由平行轴组成的定轴轮系称为平面定轴轮系，如图 17-1a 所示；其中存在非平行轴的定轴轮系称为平面空间轮系，如图 17-1b 所示，。 a) b) 图 17-1 定轴轮系 ２７６ (2)行星轮系。如图17-2所示，在轮系运转时至少有一个齿轮的几何轴线绕另一几何轴线转动，这种轮系称为行星轮系，自由度等于1 的行星轮系称为简单行星轮系，自由度等于2的行星轮系称为差动轮系。 1 7 .2 定轴轮系的传动比计算 1.轮系的传动比 轮系中，输入轴（轮）与输出轴（轮）的转速或角速度之比，称为轮系的传动比，通常用i 表示。因为角速度或转速是矢量，所以，计算轮系传动比时，不仅要计算它的大小，而且还要确定输出轴（轮）的转动方向。 2.定轴轮系传动比的计算 根据轮系传动比的定义，一对圆柱齿轮的传动比为 i121221zznn 式中：“±”为输出轮的转动方向符号，当输入轮和输出轮的转动方向相同时取“＋”号、相反时取“－”号。 一对外啮合直齿圆柱齿轮传动，两齿轮旋转方向相反，其传动比规定为负值，表示为： 1221zz== nni 一对内啮合直齿圆柱齿轮传动，两齿轮的旋转方向相同，其传动比规定为正值，表示为： 1221zz== nni 如图17-3 所示的定轴轮系，齿轮1 为输入轮，齿轮4 为输出轮。应该注意到齿轮2 和 2＇是固定在同一根轴上的，即有n2=n2′。此轮系的传动比i14 可写为： 3423123432124332214114zzzzzziiinnnnnnnni...