齿轮系

本文解释了什么是齿轮系及其用途。因此,您将了解齿轮系的含义、齿轮系的示例、齿轮系的传动比如何计算以及最后,齿轮系有哪些不同类型。

什么是齿轮系?

齿轮系是由一组齿轮组成的圆形传动机构。换句话说,齿轮系是由多个相互连接的齿轮组成的系统。

齿轮系可以让您获得比简单齿轮高得多的传动比。因此,齿轮系用于显着增加或减少轴的角速度。另一方面,齿轮通常比简单的齿轮占用更多的空间。

与其他类型的传动机构不同,齿轮不需要连杆机构,例如皮带或链条,而是简单地由多个齿彼此啮合的齿轮组成。

在工程中,齿轮系有着广泛的应用。例如,汽车的变速箱和差速器是齿轮系。此外,许多家用电器都具有内置齿轮系以提高或降低转速。

齿轮系示例

了解齿轮的定义后,下面将解释此类齿轮的示例,以充分理解该概念。

在下图中,您可以看到齿轮系的示例,更准确地说,它是由五个齿轮组成的齿轮系:输入齿轮、双齿轮、中间齿轮和输出齿轮。出口。

齿轮系示例

该机制从输入轮开始,即左轮。当旋转运动施加到输入齿轮时,由于轮子啮合在一起,后续齿轮也会旋转。

在这种情况下,旋转速度分两步增加。首先,输入轮的齿数比齿轮多,因此角速度增加。该齿轮是双齿轮,其轴上连接有另一个齿轮,并且该齿轮的齿数也比输出齿轮多,因此角速度第二次增大。

然而,在输出轮和双轮之间有一个空转齿轮,其作用是改变输出轮的旋转方向,也就是说,该齿轮的功能只是改变最后一个轮的旋转方向。因此,为了确定角速度是增加还是减少,实际上是直接将双齿轮的齿与输出齿轮的齿进行比较。

齿轮系的传动比

齿轮系的传动比是输出角速度与输入角速度的比率。因此,齿轮系的传动比是输出角速度和输入角速度之间的商。

i=\cfrac{\omega_{\text{output}}}{\omega_{\text{input}}}}

齿轮系的传动比也可以通过驱动轮的齿数除以驱动轮的齿数来计算。因此,齿轮系的传动比公式为:

i=\cfrac{\displaystyle \prod_{k=1}^n Z_{\text{conductive}_k}}{\displaystyle \prod_{k=1}^n Z_{\text{conductive}_k} }

请记住,惰轮必须同时放置在公式的分子和分母中,因为它们既是驱动轮又是从动轮。

类似地,齿轮系的总齿轮比等于齿轮对之间的齿轮比的乘积。

\displaystyle i=\prod_{k=1}^n i_k=i_1\cdot i_2\cdot i_3\cdot \ldots \cdot i_n

作为示例,以下齿轮系的齿轮比计算如下:

齿轮系的传动比

i=\cfrac{\displaystyle \prod_{k=1}^n Z_{\text{conductive}_k}}{\displaystyle \prod_{k=1}^n Z_{\text{conductive}_k} }=\cfrac{12\cdot 12}{24\cdot 18}=0,33

在这种情况下,齿轮系的传动比小于1,这意味着它充当减速机构,即输出角速度小于输入角速度。

齿轮系的类型

齿轮系可分为以下类型:

  • 固定轴齿轮系– 轮轴是固定的。可以区分两种亚型:
    • 简单齿轮系:仅由相互啮合的轮子组成,也就是说每个轴安装在单个齿轮上。
    • 复合齿轮系——齿轮系至少有一个双轮。即,两个齿轮安装在一根轴上。
  • 行星(或周转)齿轮系– 某些齿轮的轴不是固定的,但可以移动。让一个轮子(卫星)绕着另一个轮子旋转。

单齿轮系

单齿轮系

复合齿轮系

复合齿轮系

行星列车

行星(或周转)齿轮系

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