齒輪傳動的應用特點

1．齒輪、齒輪副與齒輪傳動

齒輪是任意一個有齒的機械元件，它能利用它的齒與另一個有齒元件連續嚙合，從而將運動傳遞給后者，或者從后者接受運動。齒輪副是由兩個相互嚙合的齒輪組成的基本機構，兩齒輪軸線相對位置不變，并各繞其自身的軸線轉動。齒輪副是線接觸的高副。

齒輪傳動是利用齒輪副來傳遞運動和 (或)動力的一種機械傳動。齒輪副的一對齒輪的齒依次交替地接觸，從而實現一定規律的相對運動的過程和形態稱為嚙合。齒輪傳動屬嚙合傳動。如圖3-6所示，當齒輪副工作時，主動輪O1的輪齒1，2，3，4...，通過嚙合點(兩齒輪輪齒的接觸點)處的法向作用力Fn，逐個地推動從動輪O2的輪齒1ˊ，2ˊ，3ˊ，4ˊ...，便從動輪轉動并帶動從動軸回轉，從而實現將主動軸的運動和動力傳遞給從動軸。

2．傳動比

齒輪傳動的傳動比是主動齒輪與從動齒輪角速度 (或轉速)的比值，也等于兩齒輪齒數的反比，即

i= = = (3-2)

式中 1，n1 - 主動齒輪角速度、轉速;

2，n2 - 從動齒輪角速度、轉速;

z1 - 主動齒輪齒數;

z2 - 從動齒輪齒數。

齒輪副的傳動比不宜過大，否則會使結構尺寸過大,不利于制造和安裝。通常,圓柱齒 輪副的傳動比i≤8，圓錐齒輪副的傳動比i≤5。

例3-1一齒輪傳動，已知主動齒輪轉速n1=960r/min,齒數z1=20,從動齒輪齒數z2=50。試計算傳動比i和從動輪轉速n2。

解 由式 (3-2)可得

傳動比 i= = =2.5

從動齒輪轉速 n2= = =384r/min

3．應用特點

齒輪傳動是現代機械中應用^廣的一種機械傳動形式。在工程機械、礦山機械、冶金機械、各種機床及儀器、儀表工業中被廣泛地用來傳遞運動和動力。齒輪傳動除傳遞回轉運動外,也可以用來把回轉運動轉變為直線往復運動 (如齒輪齒條傳動)。與摩擦輪傳動、帶傳動和鏈傳動等比較，齒輪傳動具有如下優點:

1)能保證瞬時傳動比的恒定，傳動平穩性好，傳遞運動準確可靠。

2)傳遞的功率和速度范圍大。傳遞的功率小至低于lW (如儀表中的齒輪傳動)，大至5×l04kW(如蝸輪發動機的減速器)，甚至高達l×l05kW;其傳動時圓周速度可達至300m/s。

3)傳動效率高。一般傳動效率 =0.94～0.99。

4)結構緊湊，工作可靠，壽命長。設計正確、制造精良、潤滑維護良好的齒輪傳動，可使用數年乃至數十年。

齒輪傳動也存在以下不足:

1)制造和安裝精度要求高，工作時有噪聲。

2)齒輪的齒數為整數，能獲得的傳動比受到一定的限制，不能實現無級變速。

3)中心距過大時將導致齒輪傳動機構結構龐大、笨重，因此，不適宜中心距較大的場合。