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3-2 齿轮传动的类型和应用特点 % A& r& W, E9 T* T' q9 l. I
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一、齿轮传动的应用特点 " Y# a$ l X h' p8 Z9 B" E
8 p' g1 ~' q; m- |$ F; Z2 z! `# y 1.齿轮、齿轮副与齿轮传动
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0 A, k: m8 q' n 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。 # |$ Y; K. {% J6 n8 O2 p
; u% |5 K! R: I4 R8 L; |! M. v 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。
' D9 ^- N7 ?+ |( f/ |+ ^# R 2.传动比
) E+ [2 L# {8 X' O) N% }. X) e0 Y+ _9 A: d' M- V
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
* {$ c5 o% a \1 b. @4 n. T) q, P" e0 |6 F, B8 C; k$ i- g
i= = = (3—2)
" {3 `( i' K% c( y0 T* o E) z
3 C* g7 {7 \( s式中 1,n1 — 主动齿轮角速度、转速; & W( l$ B2 _0 y7 ^9 J- m
1 s6 B* S, F% n3 ?/ { 2,n2 — 从动齿轮角速度、转速;
, C1 V0 p9 W: M4 h4 V% J! k. B7 C4 u2 d5 k9 h6 y4 b& l* l" C4 E+ q
z1 — 主动齿轮齿数;
5 y V7 N( c4 f4 v/ g) ^0 @3 p. ^4 n
z2 — 从动齿轮齿数。 5 V" q9 o# T& W" R, i9 t. {' Y
3 C% l1 n" @7 z# g" G9 d
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。 % V) e$ x2 Y* r" M' e' S1 Z
1 [# O, w; i9 D6 j 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。
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解 由式 (3—2)可得 5 N" x8 @1 Z3 u& f
: l/ X1 C$ g9 s! ?9 e; L2 d
传动比 i= = =2.5
! ?, F% s w+ m/ e3 k' A/ F$ \8 u+ R; J* l4 u5 [1 O2 b
从动齿轮转速 n2= = =384r/min ) w$ O- _! c1 k/ S0 D; P& p
; s. d D* z3 A/ G) H0 D) L4 v
3.应用特点 3 a7 N9 U; s- o
$ W& I# j1 n% T2 s& h k R# M
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: ! z; v V$ d5 t: S" l' p
4 u# ^& Z+ Q3 N, `& e- 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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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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$ E( M0 N) S' }) ^3 K 3)传动效率高。一般传动效率 =0.94~0.99。
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4 q7 i, p! E; j$ [; f9 s. Z 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。
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齿轮传动也存在以下不足: % H1 z$ P0 @# [/ C$ V
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1)制造和安装精度要求高,工作时有噪声。
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) W7 M2 z, w" V/ |- z 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。 9 U [ l! b" ~0 E4 H
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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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