齒輪系那麼多齒,是如何帶動齒輪轉動而不脫齒的?

 2017-12-18 08:00:00.0

共有三個視頻,多個動圖,讓你科普並且開眼界

齒輪轉動,先來看下原理

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在機械設備中,為了獲得較大的傳動比、或變速和換向,常常要採用多對齒輪進行傳動,如工具機、汽車上使用的變速箱、差速器,工程上廣泛應用的齒輪減速器等,這種由多對齒輪所組成的傳動系統稱為齒輪系,簡稱輪系。

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按照傳動時各齒輪的軸線位置是否固定,輪系分為定軸輪系行星輪系兩種基本類型。傳動時所有齒輪的幾何軸線位置均固定不變,這種輪系稱為定軸輪系。


平面定軸輪系

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空間定軸輪系

傳動時齒輪g的幾何軸線繞齒輪a,b和構件H的共同軸線轉動,這樣的輪系成為行星輪系。根據自由度的不同,行星齒輪系又可分為周轉齒輪系差動齒輪系。周轉輪系有一個自由度,行星輪系有兩個自由度。

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▲周轉輪系 ...▲差動輪系

1、輪系的傳動比

輪系始端主動輪與末端從動輪的轉速之比值,稱為輪系的傳動比,用i表示轉角的大小。

式中n1 ——主動輪1的轉速,r/min; nk——從動輪的轉速,r/min

2、齒輪系的作用

2.1 實現相距較遠的兩軸間運動和動力的傳遞

在齒輪傳動中,當主從動軸間的距離較遠時,如果只用一對齒輪來傳動,齒輪的尺寸勢必很大。這樣,既增大機器的結構尺寸和重量,又浪費材料而且製造安裝都不方便。若改用兩對齒輪組成的輪系來傳動,就可使齒輪尺寸小得多,製造安裝也較方便。

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齒輪系傳動

變速自行車齒輪的工作原理;

2.2 實現分路傳動

利用輪系可以使一根主動軸帶動若干根從動軸同時轉動,獲得所需的各種轉速。


▲齒輪分路傳動

2.3 實現變速傳動

當主動軸的轉速不變時,利用輪系可以使從動軸獲得多種工作轉速,這種傳動稱為變速傳動。汽車、工具機、起重機等許多機械都需要變速傳動。


▲齒輪變速傳動

2.4 獲得較大的傳動比

採用定軸輪系或行星輪系均可獲得大的傳動比。

若用定軸輪系來獲得大傳動比,需要多級齒輪傳動,致使傳動裝置的結構複雜和龐大。而採用行星輪系,只需很少幾個齒輪,就可獲得很大的傳動比。由於行星輪系採用多個行星輪來分擔載荷,而且常採用內嚙合傳動,合理地利用了內齒輪中部空間,兼之其輸入軸輸出軸在同一軸線上,這不僅使行星減速器的承載能力大大提高,而且徑向尺寸非常緊湊。在功率和傳動比相同情況下,行星減速器的體積和重量只是定軸輪系減速器的1/2~1/3。

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2.5 實現運動的合成和分解

機械中採用具有兩個自由度的差動行星輪系來實現運動的合成和分解。這是行星輪系獨特的功用。

運動合成:差動輪系有兩個自由度,只有給定三個基本構件中任意兩個的運動後,第三個基本構件的運動才能確定。這就是說,第三個基本構件的運動為另兩個基本構件運動的合成。

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圓錐齒輪差動輪系(運動合成)

運動分解:利用差動輪系還可以將一個基本構件的轉動按所需的比例分解為另外兩個基本構件的轉動。


▲汽車差速器(運動分解)

點擊看視頻:差速器的工作原理,小學生都看懂了!

最後我們來看一看高大上的

高鐵齒輪聯軸器工作原理3D演示動畫;

下面配一些優美的動圖,養顏漲知識!

內嚙合的齒輪原來可以這麼快樂

(建議在WIFI環境下觀看)

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中間三個圓環你們是幹什麼的

齒輪瘋狂起來簡直可以成為發動機

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好偏心

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模擬走路是一種樂趣,關節真的少不了

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這麼複雜的原理,你看懂了嗎?

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這是幾級傳動

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這些可以令腦洞大開的機械動圖,值得推敲哦!