7.5.1轮系的功能 （上）在线视频

今天我们讲第五个小节

轮系的功用

首先我们讲一下

第一个就是它可以实现分路传动

实现分路传动

我们可以利用定轴轮系来实现

我们现在看到的这个图就是这样的

通过主动轴

它若干个齿轮分别把运动传给多个工作部位

这样来实现分路传动

我们现在看到的这个是

航空发动机附件传动系统

利用定轴轮系把主轴的运动

分成了六路传递出去的

那么这样就带动了各个附件同时工作了

那我们可以看到在整个轮系里面有圆柱齿轮

也有锥齿轮等等

我们再看一个例子

这个是一个滚齿机的传动系统图

那么在这个系统里面

同样的通过主轴这个地方

传递一个运动过来以后

那么它分成了两路

一路传递给了滚刀

另一路传递给了要加工的齿轮毛坯

那么一路就是通过齿轮1齿轮2

到达加工的滚刀

第二个就是通过3456789一直到齿轮的毛坯

所以同样的也是把主轴的运动

分成了两路来进行了一个传递

来实现了齿轮的加工的

这是第一种功能

第二个功能是可以获得比较大的传动比

比如我们现在看到的这个图

它是一对齿轮传动和轮系的一个比较

一对齿轮传动

为了避免由于齿数过于悬殊

而使小齿轮容易损坏和发生根切这样的问题

一般我们的传动比不能够大于6

在要求获得更大的传动比的时候

我们就可以利用轮系来实现了

尤其是周转轮系

由于它是有行星传动

那么就可以利用内齿轮的空间

所以由周转轮系所组成的传动机构

在实现相同传动比的情况下面

体积就要比定轴轮系小得多

这样就可以使得我们所设计的结构

更加紧凑一些

你比如说我们前面所谈到的那道例题

只用了四个齿轮

就实现了1:10000如此大的传动比

这是一个车床电动三爪卡盘

电动机带动齿轮1转动

然后通过一个3K型的行星轮系

来带动内齿轮4转动

这样就使得固结在齿轮4右端面上的

阿基米德螺旋槽转动起来

驱动了三个卡爪快速径向的移动

这样就可以夹紧和放松工件了

那么在这一个三角卡盘系统里面

它只用了几个齿轮

就实现了传动比

是-588这样一个大的传动比

所以它的结构很紧凑

体积也很小

重量也很轻的

第三个功能实现变速传动

利用定轴轮系

可以在主动轴转速不变的情况下面

使得从动轴得到若干种不同的工作转速

这样就可以实现变速传动了

你比如说我们现在看到的这一个轮系

通过从动轴上的双联齿轮的滑移

可以得到两种不同的传动比

那利用周转轮系也能够实现变速传动

比如说我们现在看到的是

国产的红旗轿车中的自动变速机构的一个简图

它是由4套简单的2K-H型周转轮系

经过比较复杂的连接组成起来的

在这个图里面 B3B2B1以及C

是由液力变扭器控制的带式制动器

和锥面离合器

而Br是由司机控制的倒车制动器

当自动器B1B2B3以及锥面离合器C和制动器Br

分别起作用的时候

就输出轴

就可以由输入轴得到5种不同的车速

4个前进档和1个倒车档

你比如说我们现在看到的这样一个图

在这个图里面

离合器合上了以后

其它都是松开的

那么只有1套周转轮系是起作用的

其它都是空转

这样我们就可以实现的传动比

应该是4.286

为了实现上述的这样一些变速传动

我们也可以采用由定轴轮系组成的变速器

当然换档的时候

一对或者几对齿轮退出啮合

另一对或者是几对齿轮进入啮合

但是由于摩擦力的存在

要使一对正在啮合传动的齿轮

突然退出啮合是比较困难的

而齿轮突然进入啮合时

又往往受到很大的冲击

以至于有可能打断轮齿

为了要保证变速箱内的齿轮既不打牙

又不至于使得发动机闷车

司机就需要采用手脚并用的方式

来实现一个变速

也就是先用脚踩离合器

脱离主动运动

再移动手柄拨动定轴滑移齿轮

使之进入啮合来实现一个变速

而用周转轮系所组成的变速器

可以使得换档条件大大的改善了

因为变速箱内的所有的齿轮

它都是始终处于一个啮合状态的

没有退出和进入啮合的问题

所以它的换挡动作

就是通过液力变扭器

以及制动器

自动逐渐地放松和逐渐地加紧来完成的

就省掉了手脚配合的动作

当汽车发动以后

踩下油门踏板

就可以行走了

踩住刹车就可以停下来

发动机还不会熄火

当车速增加到规定值以后

它就会自动的往高速档

一级一级的转换

当爬坡的时候

它又能够根据车速和输出扭矩的失调

自动的往低速档退回

第四个功能就是实现换向传动

在工程实际里面

常常要求在主动轴转向不变的情况下面

从动轴既可以正转也可以反转

你比如说我们现在看到的

就是一个车床走刀丝杠的三星轮换向机构

齿轮2和3是活套在刚性构件a的这个轴上面的

构件a又可以绕着齿轮4的轴线摆动

在a图所示的这个位置的时候

主动轮1它的运动经过中间齿轮2和3

就传给了从动齿轮4

主从动轮的转向是相反的

当通过手柄转动这个构件a

使得齿轮23处于b图所示的

这样一个位置的时候

齿轮2是空转不参加传动

所以这个时候主动轮1的运动

是经过中间齿轮3就传递给从动轮4了

那这个时候主从动轮的转向就是相同的

第五个功能用作运动的合成

前面我们谈到过差动轮系有两个自由度

所以说需要给定轮系里面

3个基本构件中的任意两个已确定的运动

第3个基本构件的运动

它才能够确定下来

这就是说第3个基本构件的运动

它是由另外两个基本构件的运动合成起来的

利用差动轮系的这样一个特点

我们就可以把两个运动和成为一个运动了

比如我们现在看到的这个由锥齿轮

所组成的差动轮系

它就常被用来进行运动合成

在这个轮系里面

两个中心轮的齿数是一样的

所以说它的转化轮系的传动比就是等于-1的

那把这个式子整理一下

我们就可以得到

3个基本构件转速的一个关系式

nH就等于1/2的n1加n3

这个式子说明什么

也就是系杆H的转数

是由两个中心轮的转速合成而来的

而这种轮系

我们也把它称之为加法轮系

若在该轮系中以系杆H和任意一个中心轮

你比如说齿轮3作为主动件的时候

那么上面的式子就可以改写成

n1等于2倍的nH减n3

这说明这个差动轮系

又可以用做减法机构

由于转速有正负之分

所以这种加减是代数量的加减

差动轮系的这种特性

在机床计算装置以及补偿机构中

都得到了非常广泛的应用

好了

今天我们的课就上到这