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3-2 齿轮传动的类型和应用特点
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一、齿轮传动的应用特点 0 Y& C" r- z- M' Y
4 r+ U. e, p6 G: P2 T+ j 1.齿轮、齿轮副与齿轮传动 / h2 M& Q/ {$ ^9 F
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齿轮是任意一个有齿的机械元件,它能利用它的齿与另一个有齿元件连续啮合,从而将运动传递给后者,或者从后者接受运动。齿轮副是由两个相互啮合的齿轮组成的基本机构,两齿轮轴线相对位置不变,并各绕其自身的轴线转动。齿轮副是线接触的高副。
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齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和 (或)动力的一种机械传动。齿轮副的一对齿轮的齿依次交替地接触,从而实现一定规律的相对运动的过程和形态称为啮合。齿轮传动属啮合传动。如图3―6所示,当齿轮副工作时,主动轮O1的轮齿1,2,3,4…,通过啮合点(两齿轮轮齿的接触点)处的法向作用力Fn,逐个地推动从动轮O2的轮齿1ˊ,2ˊ,3ˊ,4ˊ…,便从动轮转动并带动从动轴回转,从而实现将主动轴的运动和动力传递给从动轴。
2 N+ B. l; \8 D/ @ 2.传动比
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9 ^& `, v( {. i" S. C. f9 m3 \" ` 齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿轮角速度 (或转速)的比值,也等于两齿轮齿数的反比,即 0 ^6 d, Q/ u# z, Y* [ Q" `
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i= = = (3—2) 8 X0 R ?5 q) H
: h# b7 Z) h4 b7 P+ k4 M" a9 V( {3 r4 t式中 1,n1 — 主动齿轮角速度、转速;
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4 q" I; v; l: c4 o6 D 2,n2 — 从动齿轮角速度、转速; 4 \- F6 p# d% n8 K r
" p) F8 \1 i" D H3 d* ] z1 — 主动齿轮齿数; - y+ T, T, B1 _, [1 F% [
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z2 — 从动齿轮齿数。
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/ W" ^) f U n$ X 齿轮副的传动比不宜过大,否则会使结构尺寸过大,不利于制造和安装。通常,圆柱齿 轮副的传动比i≤8,圆锥齿轮副的传动比i≤5。
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4 x: i$ K" b o 例3—1一齿轮传动,已知主动齿轮转速n1=960r/min,齿数z1=20,从动齿轮齿数z2=50。试计算传动比i和从动轮转速n2。 ( r3 D/ I* N2 j5 h
; B7 c" I9 Y8 d. ^) ?+ ~$ W: h 解 由式 (3—2)可得
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. C" w2 |5 ?/ p. O$ K% H; h传动比 i= = =2.5
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从动齿轮转速 n2= = =384r/min 1 E _2 w6 x0 g7 L) M- k
: h5 {: u, j ], Y 3.应用特点
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齿轮传动是现代机械中应用最广的一种机械传动形式。在工程机械、矿山机械、冶金机械、各种机床及仪器、仪表工业中被广泛地用来传递运动和动力。齿轮传动除传递回转运动外,也可以用来把回转运动转变为直线往复运动 (如齿轮齿条传动)。与摩擦轮传动、带传动和链传动等比较,齿轮传动具有如下优点:
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' ?4 P6 V/ n: [4 J# P 1)能保证瞬时传动比的恒定,传动平稳性好,传递运动准确可靠。
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U+ n( b7 N7 ^# N' V: | 2)传递的功率和速度范围大。传递的功率小至低于lW (如仪表中的齿轮传动),大至5×l04kW(如蜗轮发动机的减速器),甚至高达l×l05kW;其传动时圆周速度可达至300m/s。
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# R% t; L7 m5 @4 w9 t 3)传动效率高。一般传动效率 =0.94~0.99。
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; v4 X( f" G2 A9 W, M 4)结构紧凑,工作可靠,寿命长。设计正确、制造精良、润滑维护良好的齿轮传动,可使用数年乃至数十年。 + ~! T2 C8 O7 W7 W; P% v: n/ S
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齿轮传动也存在以下不足:
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1)制造和安装精度要求高,工作时有噪声。 " ~) V# l/ b# T. e
3 a) g4 h L7 }" o/ N 2)齿轮的齿数为整数,能获得的传动比受到一定的限制,不能实现无级变速。 & _& n( C; O- L& F# Q
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3)中心距过大时将导致齿轮传动机构结构庞大、笨重,因此,不适宜中心距较大的场合。 |
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