機（jī）械設備製造設計中的齒輪係傳動知識

在（zài）機械設備中（zhōng），為了獲得較大的傳動比，或變速和換向，往往采用多（duō）對齒輪進行傳動，如機床和汽車中使用的齒輪（lún）箱和差（chà）速器，工程中（zhōng）廣泛使用的齒輪減速（sù）器等。這種由多對齒（chǐ）輪組成的傳動係統稱為齒輪係，或簡（jiǎn）稱輪係。

根據傳動時各齒（chǐ）輪的軸線位置是（shì）否固定，輪係分為定軸輪係和行星輪係兩種基本類型。驅（qū）動時，所有齒輪的（de）幾何軸（zhóu）位置都是固定的。這種輪係稱為定軸輪係（xì）。

▲平麵定軸輪係

▲空間定軸輪係

當傳動齒（chǐ）輪（lún）G的幾何軸（zhóu）線圍繞齒輪a、b和構（gòu）件H的公共軸線旋轉（zhuǎn）時，這樣（yàng）的齒輪係就變成了行星齒輪係。根據自由度的（de）不同，行星輪係可分為（wéi）周轉輪係和差動輪（lún）係。行星齒輪係（xì）具有一個自由度，而行星齒輪係具有兩個自由度。

▲周轉輪係

▲差速齒輪（lún）係

齒輪係的傳動比

輪係開始時的驅動輪與結束時的從動輪的轉速之比稱為輪係的傳動比（bǐ），用I表示轉角。

其中n1是驅動輪1的轉速，r/min；Nk——從動輪的轉速，轉/分（fèn）。

齒輪係的功能

1.實（shí）現相距較遠（yuǎn）的兩軸之間運動和動力的傳遞。

在齒輪傳動中，當驅動（dòng）軸與驅動軸之間的距離較遠（yuǎn）時，如果隻用一（yī）對齒輪進行傳（chuán）動，齒輪的尺寸必然很大。這樣不僅增加了機器的結構尺寸和（hé）重量，而且浪費材（cái）料，不便於製造和安裝。如果采用由兩對齒輪組成的輪係進行傳動，齒（chǐ）輪的尺寸會小得多，製造和安裝也更方便。

▲齒輪係變速器

2.實現分流（liú）傳輸

利用輪係，一根主動軸可以同時帶動多根從動軸轉（zhuǎn）動，從而獲得各種所需的轉速。

▲齒輪分（fèn）流變速（sù）器（qì）

3.實現變速傳動。

當主動軸轉（zhuǎn）速不變時，從動軸利用輪係（xì）可以獲得（dé）各種工作速度，稱為（wéi）無級變速傳動。許多機器，如汽車、機床和起重（chóng）機，需要變速傳動。

▲齒輪變速傳動

4.獲得更大的傳動比。

采用定軸輪係或行星輪係可以獲得（dé）大的（de）傳動比。如果采用定軸輪係來獲得大的（de）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（fù）雜而龐大。有了行星（xīng）齒輪係，隻需要幾個齒輪就能（néng）獲得大的傳動比。由於行星輪（lún）係采用多個行星齒輪分擔載荷，且（qiě）多采用內齧合（hé）傳動，合理利用了內齒輪中間的空間，其輸入（rù）軸和輸出軸在（zài）同一軸線上，不僅（jǐn）大大提高了行星減速器的承（chéng）載能力，而且（qiě）使其（qí）徑向尺寸非常緊湊。在（zài）相（xiàng）同（tóng）的功率和傳動比（bǐ）下，行星減速器（qì）的體積和重量（liàng）僅為定軸輪係減速器的1/2 ~ 1/3。

5.實現運動的合成和分解。

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

運動合成:差動輪係有兩個（gè）自由度，三個基本構件中任意兩個給定（dìng）後才能確定第三個基本構件的運（yùn）動。也就是說，第三（sān）個基本部件的運動是另外兩個基本部件運動的合成。

▲錐齒輪差動輪係(運動學合成（chéng）)

運（yùn）動分解（jiě）:利（lì）用差動輪係，可以將（jiāng）一個基本構件的轉動按照所需的比例分解成另外兩個基本（běn）構件的轉動。