基础定轴轮系
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机械设计基础轮系在机械设计中,轮系的设计和布局是至关重要的。
轮系,或者称为齿轮系,是由一系列齿轮和轴组成的,它们通过精确的配合和排列,将动力从一个轴传递到另一个轴,或者改变轴的转速。
这种设计广泛应用于各种机械设备中,如汽车、飞机、机床等。
一、轮系的基本类型根据轮系中齿轮的排列和组合方式,我们可以将其分为以下几种基本类型:1、定轴轮系:在这种轮系中,齿轮是固定在轴上的,因此轴的旋转速度是恒定的。
这种轮系主要用于改变动力的大小和方向。
2、行星轮系:在这种轮系中,有一个或多个齿轮是浮动的,它们可以随着轴一起旋转,也可以绕着轴旋转。
这种轮系主要用于平衡轴的转速和改变动力的方向。
3、差动轮系:在这种轮系中,有两个或多个齿轮的旋转速度是不一样的,它们之间存在一定的速度差。
这种轮系主要用于实现复杂的运动规律。
在设计轮系时,我们需要遵循以下原则:1、确定传递路径:根据机械设备的需要,确定动力从哪个轴输入,需要传递到哪个轴。
2、选择合适的齿轮类型:根据需要传递的动力大小、转速等因素,选择合适的齿轮类型(直齿、斜齿、锥齿等)。
3、确定齿轮的参数:根据需要传递的动力大小、转速等因素,确定齿轮的模数、齿数、压力角等参数。
4、确定齿轮的排列方式:根据需要实现的传动比、转速等因素,确定齿轮的排列方式(串联、并联等)。
5、确定轴的结构形式:根据需要传递的动力大小、转速等因素,确定轴的结构形式(实心轴、空心轴、悬臂轴等)。
6、确定支承形式:根据需要传递的动力大小、转速等因素,确定支承形式(滚动支承、滑动支承等)。
7、确定润滑方式:根据需要传递的动力大小、转速等因素,确定润滑方式(油润滑、脂润滑等)。
在满足设计要求的前提下,我们还可以通过优化设计来提高轮系的性能。
以下是一些常用的优化方法:1、优化齿轮参数:通过调整齿轮的模数、齿数、压力角等参数,来提高齿轮的承载能力和降低噪声。
2、优化齿轮排列:通过优化齿轮的排列方式,来提高传动效率、降低传动噪声和减少摩擦损失。
第10章轮系前面我们己经讨论了一对齿轮传动及蜗杆传动的应用和设计问题,然而实际的现代机械传动,运动形式往往很复杂。
由于主动轴与从动轴的距离较远,或要求较大传动比,或要求在传动过程中实现变速和变向等原因,仅用一对齿轮传动或蜗杆传动往往是不够的, 而是需要采用一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统将主动轴的运动传给从动轴。
这种由一系列相互啮合的齿轮(包括蜗杆、蜗轮)组成的传动系统称为齿轮系,简称轮系。
本章重点讨论各种类型齿轮系传动比的计算方法,并简要分析各齿轮系的功能和应用。
10.1 轮系的分类组成轮系的齿轮可以是圆柱齿轮、圆锥齿轮或蜗杆蜗轮。
如果全部齿轮的轴线都互相平行,这样的轮系称为平面轮系;如果轮系中各轮的轴线并不都是相互平行的,则称为空间轮系。
再者,通常根据轮系运动时各个齿轮的轴线在空间的位置是否都是固定的,而将轮系分为两大类:定轴轮系和周转轮系。
10.1.1定轴轮系在传动时所有齿轮的回转轴线固定不变的轮系,称为定轴轮系。
定轴轮系是最基本的轮系,应用很广。
由轴线互相平行的圆柱齿轮组成的定轴齿轮系,称为平面定轴轮系,如图10.1所示。
a)b)图10.1 平面定轴齿轮系包含有圆锥齿轮、螺旋齿轮、蜗杆蜗轮等空间齿轮的定轴轮系,称为空间定轴轮系,如图10.2所示。
图10.2 空间定轴轮系10.1.2 周转轮系轮系在运动过程中,若有一个或一个以上的齿轮除绕自身轴线自转外,其轴线又绕另一个齿轮的固定轴线转动,则称为周转轮系,也叫动轴轮系。
如图10.3所示。
a) 周转轮系结构图b)差动轮系c)行星轮系图10.3周转轮系其中齿轮2的轴线不固定,它一方面绕着自身的几何轴线O2旋转,同时O2轴线,又随构件H绕轴线O H公转。
分析周转轮系的结构组成,可知它由下列几种构件所组成:1.行星轮:当轮系运转时,一方面绕着自己的轴线回转(称自转),另一方面其轴线又绕着另一齿轮的固定轴线回转(称公转)的齿轮称行星轮,如图10.3中的齿轮2。