機械設備製造設計中的（de）齒輪係傳動知識

在（zài）機（jī）械設備中，為了獲得較大的傳動（dòng）比，或變速和換向，往（wǎng）往采用多（duō）對齒（chǐ）輪（lún）進行傳動，如（rú）機床（chuáng）和汽車中使用的齒（chǐ）輪箱（xiāng）和差速器，工程中廣泛使（shǐ）用的齒輪減速（sù）器等。這（zhè）種由多對齒輪組（zǔ）成的傳動係（xì）統稱為齒輪係，或簡稱輪係。

根據傳動時各齒輪的軸線位置是否固定，輪係分為定軸（zhóu）輪係和行星輪係兩種基（jī）本類型。驅動時，所有齒輪的幾何軸（zhóu）位置都（dōu）是固定的。這種輪係稱為定軸輪係。

▲平麵定軸輪係

▲空間定軸輪係

當傳動齒輪G的幾何（hé）軸線圍繞齒（chǐ）輪a、b和構件H的公共軸線旋轉時，這樣的齒輪係就變成了（le）行星齒輪係。根據自由度（dù）的不（bú）同，行星輪係可（kě）分為周轉（zhuǎn）輪係和差動輪（lún）係。行星齒（chǐ）輪係具有一個自由度，而行星（xīng）齒輪係具有兩個自由度。

▲周轉輪係

▲差速（sù）齒輪係

齒輪係的傳動比

輪（lún）係開始時（shí）的驅動輪與結束時的從動輪的轉速之（zhī）比（bǐ）稱為輪係的傳動比，用（yòng）I表示轉（zhuǎn）角。

其中n1是驅動輪1的轉速，r/min；Nk——從動輪的轉速，轉/分。

齒輪係的功能

1.實現相距較遠的兩軸之間運動和動力的傳（chuán）遞。

在（zài）齒輪傳動中，當驅動軸（zhóu）與驅動（dòng）軸之間的距離較遠時，如果隻（zhī）用一對齒輪進行傳動，齒輪的尺寸必然很大。這樣不僅增加了機（jī）器的結構尺（chǐ）寸和重量（liàng），而且浪費材料，不便於製造和安裝。如（rú）果采用由兩對齒輪組成的輪係進行傳動，齒輪的尺寸會小得多，製（zhì）造和安裝也（yě）更方便。

▲齒輪係變速器

2.實現分流傳輸

利用輪係，一根主動軸可以同時帶動多根從動軸轉動，從而獲得各種所需的轉速。

▲齒輪分流變速器（qì）

3.實現（xiàn）變速（sù）傳動。

當主（zhǔ）動軸轉速不變時，從動軸利用輪係（xì）可以獲得各種工作速度（dù），稱為無級變（biàn）速傳動。許多機器，如汽車、機床和（hé）起重機（jī），需要變速傳動。

▲齒輪（lún）變速傳動

4.獲得更（gèng）大的（de）傳動比。

采用定軸輪係或行星輪係可以獲（huò）得大的傳動比（bǐ）。如果采用定軸輪係來獲得大的傳動（dòng）比，就需要多級齒輪傳動，這就使得傳動裝（zhuāng）置的結構複雜而龐大。有了行（háng）星齒輪（lún）係，隻需要幾個齒輪就能（néng）獲（huò）得大的傳動比。由（yóu）於行星輪係采用多個行星齒（chǐ）輪分擔載荷，且（qiě）多采用內齧（niè）合傳動，合理利用了（le）內齒輪中間的空間（jiān），其輸入軸和（hé）輸（shū）出軸在同一軸線上，不僅大大提高了行（háng）星減速器的承載能力（lì），而且（qiě）使其徑向尺寸非常緊湊。在相同的功（gōng）率和傳動比下，行星減速器的體積和重量僅為定軸（zhóu）輪係減速器的1/2 ~ 1/3。

5.實現運動的合成和分解。

采用兩自由度差動行星輪（lún）係實現運動的合成和分解。這就是行星（xīng）輪係的獨特作用。

運動合成:差動輪係（xì）有兩個自（zì）由度，三個基本（běn）構件中任意兩個給定後才能確（què）定第三個基本構件的運動。也就（jiù）是說，第三個基本部件的運動是另外兩個基本（běn）部件運動的合成。

▲錐齒輪差動輪係(運動學合成)

運動分解:利用差動輪係，可以將一（yī）個基本構件的轉動按照（zhào）所需的比例分解成（chéng）另外兩個（gè）基本構件的轉動。