轮系的应用

    轮系的应用大致可归纳为以下几个方面。

    1.用于相距较远的两轴之间的传动

    当主动轴与从动轴之间距离较远时，若只用一对齿轮传动，则齿轮尺寸过大，既占空间，又浪费材料，且制造和安装都不方便。而用多个齿轮组成轮系传动（见图9－9），可使结构紧凑。

    图9－9 利用轮系实现较远距离的两轴之间的传动

    2.实现变速和换向转动

    图9－10所示为汽车齿轮变速和换向机构，传动路线有四条：

    （1）离合器x、y接合时，由Ⅰ→Ⅲ；

    （2）拨动双联齿轮使齿轮4、3啮合时，由1（Ⅰ）→2（Ⅱ）＝3（Ⅱ）→4（Ⅲ）；

    （3）拨动双联齿轮使齿轮6、5啮合时，由1（Ⅰ）→2（Ⅱ）＝5（Ⅱ）→6（Ⅲ）；

    （4）拨动双联齿轮使齿轮6、8啮合时，由1（Ⅰ）→2（Ⅱ）＝7（Ⅱ）→8（Ⅳ）→6 （Ⅲ）。

    其中前三条分别为高、中、低速三个前进挡路线，最后一条为低速倒车挡路线。

    图9－10 变速和换向机构

    3.获取大的传动比

    如图9－6所示的大传动比减速器，传动比高达10 000。

    4.实现分路传动

    在同一主动轴带动下，利用轮系可以实现几个从动轴分路输出运动。如图9－11所示为滚齿机上滚刀与齿坯之间作展成运动的传动系统简图。滚齿加工要求滚刀的转速n刀与齿坯转速n坯必须满足的传动比关系。主动轴Ⅰ通过锥齿轮1经齿轮2将运动传给滚刀；同时主动轴又通过直齿轮3经齿轮4、5、6、7及蜗杆8传至蜗轮9，带动被加工的轮坯转动，以满足滚刀与齿坯的传动比要求。

    图9－11 滚齿机轮系

    5.实现运动的合成和分解

    在差动轮系中，当给定两个基本构件的运动后，则第三个构件的运动是确定的，即第三个构件的运动是另两个构件运动的合成。

    同理，在差动轮系中，当给定一个基本构件的运动后，可根据附加条件按所需比例将该运动分解成两个基本构件的运动。

    图9－12所示为滚齿机中的差动轮系。滚切斜齿轮时，由齿轮4传递来的运动传给中心轮1，转速为n1；由蜗轮5传递来的运动传给行星架H，使其转速为n H。这两个运动经轮系合成后变成齿轮3的转速n3输出。

    因z1＝z3，则，故n3＝2n H－n1。

    图9－12 装齿机中的差动轮系

    图9－13所示为汽车后桥差速器。当汽车转弯时，它可将输入转速n5以不同的比例分解成两车轮的转动n1和n3，使两车轮转弯时在地面上滚动，避免车轮与地面的滑动摩擦。

    图9－13 汽车后桥差速器

    若输入转速为n5，两车轮外径相等，轮距为2L，两轮转速分别为n1和n3，r为汽车行驶半径。当汽车绕图示P点向左转弯时，两轮行驶距离不相等，其转速比为

    差速器中齿轮4、5组成定轴轮系，行星架H与齿轮4固联在一起，齿轮1、2、3与行星架H组成差动轮系。对于差动轮系1—2—3—H，因z1＝z2＝z3，有

    即

    联立式（9－5）、式（9－6）求解得

    若汽车直线行驶，因n1＝n3，所以行星轮没有自转运动，此时齿轮1、2、3和4相当于一个整体，作等速运动，即

    由此可知，差动轮系可将一输入转速分解为两个不同的转速。

    差速器广泛应用于汽车、飞机、船舶、农机、起重机等机械的动力传动。