齿轮机构的类型及应用
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齿轮机构(Gears)是现代机械中应用最广泛的一种传动机构,与其它传动机构相比,齿轮机构的优点是:结构紧凑,工作可靠,效率高,寿命长,能保证恒定的传动比,适用的范围广。
齿轮机构可以分为定传动比齿轮机构和变传动比齿轮机构。
本章仅讨论定传动比的齿轮机构。
齿轮机构的类型很多,根据其传动轴线的相对位置,它可分为三类:1、平行轴齿轮机构(Gears with Parallel Axes)两齿轮的传动轴线平行,这是一种平面齿轮机构,如表5-1所示。
它可分为:外啮合齿轮机构(有直齿轮、斜齿轮和人字齿轮传动三类)内啮合齿轮机构(有直齿轮和斜齿轮传动两类)齿轮齿条机构(有直齿条和斜齿条传动两类)点击表中图形,观察各类齿轮传动的运动特点和齿形。
表5-1 平行轴齿轮机构2、相交轴齿轮机构(Gears with Intersecting Axes)两齿轮的传动轴线相交于一点,这是一种空间齿轮机构,如表5-2所示。
它有直齿圆锥齿轮传动、斜齿圆锥齿轮传动和曲线齿圆锥齿轮传动。
表5-2 相交轴齿轮机构ff3、交错轴齿轮机构(Gears with Skew Axes)两齿轮的传动轴线为空间任意交错位置,它也是空间齿轮机构,如表5-3所示。
表5-3 交错轴齿轮机构此外,还有实现变传动比运动的非圆齿轮机构(Non-circular Gear),如下图所示。
图5-2一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成渐开线直齿齿廓曲面的生成原理如图5-33a 所示,发生面S在基圆柱上作纯滚动时,其上与基圆柱母线平行的直线KK所展成的渐开面即为直齿轮的齿面。
(a) (b) (c)图5-33斜齿轮的齿面形成原理如图5-34a所示,发生面S 沿基圆柱纯滚动时,其上一条与基圆柱母线呈βb角的直线KK所展成的渐开螺旋面就是斜齿轮的齿廓曲面。
(a) (b) (c)图5-34一对直齿轮啮合时,齿面的接触线与齿轮的轴线平行(图5-33b),而一对斜齿轮啮合时,齿面接触线是斜直线(图5-34b),接触线先由短变长,而后又由长变短,直至脱离啮合。
了解齿轮机构的类型及应用齿轮机构是一种由齿轮组成的传动装置,广泛应用于各个行业中,它的类型和应用也非常多样。
下面我将详细介绍齿轮机构的几种主要类型和常见的应用。
一、齿轮机构的类型1. 平行轴齿轮机构:平行轴齿轮机构是指齿轮的轴线平行排列的一种传动形式。
常见的平行轴齿轮机构有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。
其中,直齿轮是最常见的,适用于传递轴上速比不变或接近1的场合;斜齿轮适用于不平行的轴系,可以实现轴线间的交角传动;锥齿轮适用于轴线交叉或交叉变位的场合。
2. 交叉轴齿轮机构:交叉轴齿轮机构是指齿轮轴线相交或交叉的传动形式。
常见的交叉轴齿轮机构有交叉齿轮、曲柄齿轮机构等。
其中,交叉齿轮机构是一种常见的齿轮传动形式,适用于平行齿轮轴和能够传递大扭矩的场合;曲柄齿轮机构适用于输出轴速度或转矩要求变化的场合。
3. 锁定齿轮机构:锁定齿轮机构是指通过锁止装置将齿轮固定不动的传动形式。
常见的锁定齿轮机构有钩齿轮机构、棘轮机构等。
其中,钩齿轮机构适用于以连续运动为主且随时可以切换的场合;棘轮机构适用于需要间歇工作的场合。
4. 齿条齿轮机构:齿条齿轮机构是一种由齿条和齿轮组成的传动形式,齿条的传输方式为直线传输,齿轮则将旋转运动转换为直线运动。
齿条齿轮机构适用于需要直线运动的场合,如升降设备、翻盖机构等。
二、齿轮机构的应用1. 汽车行业:齿轮机构在汽车行业中有着广泛的应用,常见的应用场景包括变速器、差速器、传动轴等。
通过不同类型的齿轮组合,实现不同速比和扭矩的变化,从而实现车辆行驶过程中的高、低速变换和转向控制。
2. 机械设备:齿轮机构在机械设备中起到传动力、速度和转矩变换的作用。
比如,工厂中的机床设备、输送机、提升设备等都广泛使用齿轮机构来实现驱动和传动。
3. 电力传动:齿轮机构在发电厂、输电线路等电力传动领域中也有着重要的应用。
例如,发电机组中的主动齿轮与发动机相连,通过齿轮传动转化为电能。
4. 航空航天:在航空航天领域,由于其重量轻、强度高和可靠性好的特点,齿轮机构被广泛应用于飞行器的起落架、引擎传动等关键部件中。