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...