在实际机械传动中,轮系得到广泛应用,其主要功用归纳如下。
1.实现相距较远的两轴间的传动
当两轴间的距离a较大但又必须采用齿轮传动时,采用轮系可缩小空间、节约材料、减轻重量,并方便制造和安装。图6-58所示为相同传动比时采用一对齿轮传动(双点画线)与采用定轴轮系传动两种方案的比较。
图6-58 相距较远的两轴间的传动
2.获得大的传动比
如图6-56所示的行星轮系中,当使z1=100,z2=99,z3=100,z4=99时,其传动比iH1可高达10000。可见,这种少齿差的行星轮系可以获得较大的传动比。
3.实现变速、换向的传动
当主动轴转速或转向不变时,利用轮系可使从动轴获得多种转速或改换转向,如汽车、机床等都采用变速箱实现变速传动。图6-59所示为车床走刀丝杠的三星轮换向机构,相啮合的齿2和3空套在三角形构件H的两根轴上。若通过手柄使构件H绕轮4的轴转至图6-59(a)所示位置,则主动轮1的转动经齿轮2和3传给从动轮4,此时,从动轮4与主动轮1的转向相反;当构件H转至图6-59(b)所示位置时,则齿轮2处于空转状态,这时从动轮4与主动轮1的转向相同。
图6-59 三星轮换向机构
4.实现分路传动
实际机械中,常采用轮系使一根主动轴带动几根从动轴一起转动,实现分路传动,以减少原动机数量。图6-60所示为滚齿机工作台传动系统。运动从Ⅱ轴输入,一条路线由1→2传到滚刀A;另一条路线由3→(4-5)→6→7→8→9传到轮坯B。
图6-60 齿轮机工作台传动系统
5.实现运动的合成和分解
利用差动轮系可以把两个独立运动合成为一个运动,或者将一个运动按确定的关系分解为两个运动。(www.daowen.com)
在如图6-61所示滚齿机的差动轮系中,分齿运动由齿轮1传入,附加运动由行星架H传入,合成运动由齿轮3传出,使滚齿机工作台得到需要的转速。若z1=z3,则有
图6-61 滚齿机的差动轮系
可得
即齿轮1和行星架H的两个输入转速n1、nH,经差动轮系合为齿轮3的转速。该差动轮系作为加(减)法机构,广泛应用于机床、计算机构和补偿装置等。
图6-62所示为汽车后桥差速器。该轮系将汽车发动机驱动的原动件5的转速分解为按一定关系变化的左右轮转速n1及n3。
图6-62 汽车后桥差速器
在图6-62中,构件1-2-3-4组成差动轮系,且z1=z3,则
可得
当汽车直线行驶时,n1=n3=n4。这时,差速器实际起到联轴器的作用。
当汽车绕点P左转弯时,由于弯道内外侧半径不等,右轮比左轮滚过的弧线长,所以要求右轮比左轮转得快,两车轮转速与两车轮到弯道中心P的距离成正比,即
联立式(a)和式(b)可得
即该差动轮系可将输入的转速n4分解为左、右轮的转速n1,n3。
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