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固相萃取装置所谓基本轮系指的是单一的定轴轮系或单一
作者:管理员    发布于:2016-12-20 08:46:24    文字:【】【】【
所谓基本轮系指的是单一的定轴轮系或单一的周转轮系,固相萃取装置在划分基本轮系 时首先要找出各个单一的周转轮系。具体方法是先找行星轮,即那些几何轴线 不固定而是绕其他轴线转动的齿轮,当行星轮找到后,支持行星轮的构件就是系 杆,而直接与行星轮啮合的齿轮即为中心轮,故行星轮,中心轮及系杆组成一周 转轮系。一个轮系中有几个系杆就包含几个的周转轮系。找出周转轮系后,剩 余的部分就是定轴轮系。 !"# 复合轮系的传动比 #"+ (!)分别列出各基本轮系传动比的方程式 即定轴轮系部分应当按定轴轮系传动比计算方法列出方程式,而周转轮系 部分必须按周转轮系传动比的计算方法列出方程式。 (")找出各基本轮系之间的联系。 (#)将各基本轮系传动比方程式联立求解。 例 !"# 在图 $%&& 所示的轮系中,已知各轮的齿数为:!& ’ !(,!! ’ #(,!!) ’ !(,!" ’ "(,!# ’ *(,试求传动比 "&+ 。 解 &)区分轮系:齿轮 & 和 ! 组成定轴轮系。齿轮 !) 、"、# 和系杆 + 组成行 星轮系。 !)分别列出各基本轮系传动比的计算式 "&! ’ !& !! ’ , !! !& ’ , #( !( ’ , ! !! ’ ,!& ! (-) 对行星轮系有 "+ !) # ’ !!) ,!+ !# ,!+ ’ , !# !!) ’ , *( !( ’ , # 因为 !# ’ ( 所以 !!) ,!+ ,!+ ’ , # (.) ")找出各基本轮系之间的联系并联立求解:从图中可以看出,定轴轮系和 行星轮系是通过齿轮 ! , !) 联系起来的,因此有 !! ’!!) ’ ,!& ! (/) 图 $%&& 复合轮系传动比的计算 将式(/)代入式(.)可得 ,!& ! ,!+ ,!+ ’ , # 从而求得 "&+ ’ !& !+ ’ , &( 负号表明齿轮 & 和系杆 + 的转向相反 例 !"$ 图 $%&! 所示为汽车后桥的差 速器。设已知各轮的齿数,求当汽车转弯时 其后轴左、右两车轮的转速 #" 、#0 与齿轮 ! 的转速 #! 的关系。 解 如图 $%&! 所示,汽车发动机的运动从变速箱经传动轴传给齿轮 &,再带动 !!( 第!章 齿轮系及其设计 图 !"#$ 汽车后桥的差速器 齿轮 $ 及固接在齿轮 $ 上的系杆 % 转动。齿轮 &、’、(、$(%)组成一差动轮系。由 此可知,该差速器是由一个定轴轮系和一个差动轮系串联而成的复合轮系。 由于在差动轮系中 !% &( ) "& * "% "( * "% ) * #( #& ) * # "% ) "$ ) #$ ( "& + "( ) (,) 当汽车直线行驶时,前轮的转向机构通过地面的约束作用,要求后两轮有相 同的转速,即要求齿轮 &、( 转速相等( "& ) "( ),因此由式(,)得到:"& ) "( ) "% ) "$ ,这时齿轮 & 和齿轮 ( 之间没有相对运动,齿轮 ’ 不绕本身轴线转动,这时齿 轮 &、’、( 如一整件,一起随齿轮 $ 转动。 当汽车转弯时,左、右车轮所走的路程不相等,因此,要求齿轮 &、( 具有不同 的转速。汽车后桥上采用了差速器后,就能根据转弯半径的不同,自动改变两后 轮的转速。设汽车向左转弯时,右侧车轮比左侧车轮转得快,齿轮 & 和齿轮 ( 之 间发生相对运动,这时轮系才起到差速器的作用,通过差速器来调整两轮的转 速。设两轮中心距为 $$,弯道平均半径为 %,因为两车轮的直径大小相等,而它 !"# 复合轮系的传动比 $$# 们与地面之间又是纯滚动,所以两车轮的转速与弯道半径成正比,由图可得 !! !" # " $ # " % # (&) 解式(’)、式(&)得 !! # " $ # " !( !" # " % # " !( 这说明,当汽车转弯时,可利用上述差速器自动将主轴的转动分解为两个车轮的 不同转动。 !"# 轮系的功用 $" 实现分路传动 利用定轴轮系,可以通过主动轴上的若干齿轮分别把运动传给多个工作部 件,从而实现分路传动。图 )*+! 所示为滚齿机工作台中的传动机构,电机带动 主动轴转动,通过该轴上的齿轮 + 和 !,分两路把运动传给滚刀 $ 及轮坯 %,从而 使刀具和轮坯之间具有确定的对应关系。 图 )*+! 滚齿机工作台中的传动机构 %" 实现大传动比传动 如例 )*+ 中的行星轮系中,用较少的齿轮即可获得很大的传动比。 

&" 实现变速与换向传动 图 )*+, 所示为汽车变速机构,轴!输入,-! 即轴"输出,, 个 (. $ - 行星轮 系组合使用。并配置锥面离合器 /,摩擦带式制动器 0+ 、0( 、0! 、01 等。在轮系运 动过程中,使不同的制动器分别发挥作用,从而使输出轴得到 " 种不同的速度;, 个前进挡和 + 个倒车挡。这样,在不需要改变各轮啮合状态的情况下,就实现了 ((( 第!章 齿轮系及其设计 变速与换向传动。 图 !"#$ 汽车变速机构 !" 实现运动的合成与分解 利用差动轮系,可以实现运动的合成与分解,如图 !"#% 所示。由锥齿轮所 组成的差动轮系,在该轮系中,两个中心轮的齿数相等,!# & !’ ,故 "( #’ & ## ) #( #’ ) #( & ) !’ !# & ) # 即 #( & #* ( ## + #’ ) 图 !"#% 差动轮系 上式说明,系杆 ( 的转速是两个中心 轮转速的合成。该差动轮系实现了运动的 合成。差动轮系的这种特性在机床、补偿 装置等的一些机构中得到了广泛应用。 差动轮系不仅可以实现运动的合成, 而且还可以将一个原动件的输入转动分解 为两个从动件的输出转动。如例题 !"’ 的 汽车后桥差速器,当汽车转弯时,输入转速 #* 分解成两轮的转速 #’ 和 #% ,实现运动的分解。 #"$ 轮系的设计 !"#"$ 定轴轮系的设计 %" 定轴轮系类型的选择 根据工作要求和使用场合恰当地选择轮系的类型。例如,在一般情况下,优 先选用直齿圆柱齿轮,当设计的定轴轮系用于高速、重载场合时,为了减小传动 的冲击、振动和噪音,宜优先选用由平行轴斜齿轮组成的定轴轮系;由于工作或 !"# 轮系的设计 **’ 结构空间的要求,需要改变方向时,可选含有圆锥齿轮传动的空间定轴轮系;当 设计的轮系要求传动比大、结构紧凑或用于有自锁要求的场合时,则应选择含有 蜗杆传动的空间定轴轮系。 !" 定轴轮系中各轮齿数的确定 要确定定轴轮系中各轮的齿数,关键在于合理地分配轮系中各对齿轮的传 动比。为了把轮系的总传动比合理地分配给各对齿轮,在具体分配时应注意下 述几点: (!)每一级齿轮的传动比要在合理范围内选取。齿轮传动时,传动比为 " # $;蜗杆传动时,传动比不大于 %&。 (’)当齿轮传动的传动比大于 % 时,一般应设计成两级传动;当传动比大于 (& 时,常设计成两级以上齿轮传动。 (()当轮系为减速传动时(工程实际中的大多数情况),按照“前小后大”的 原则分配传动比。同时,为了使机构外廓尺寸协调和结构匀称,相邻两级传动比 的差值不宜过大。运动链这样逐级减速,可使各级中间轴有较高的转速和较小 的扭矩,从而获得较为紧凑的结构。 ())当设计闭式齿轮减速器时,为了润滑方便,应使各级传动中的大齿轮都 能浸入油池,且浸入的深度应大致相等,以防止某个大齿轮浸油过深而增加搅油 损耗。根据这一条件分配传动比时,高速级的传动比应大于低速级的传动比,通 常取 !高 *(!+( # !+))!低 。 根据具体条件合理地分配了各对齿轮传动的传动比,就可以根据各对齿轮 的传动比来确定每一个齿轮的齿数。 !"#"$ 周转轮系的设计 #" 周转轮系类型的选择 周转轮系类型的选择,主要应从传动比范围、效率高低、结构复杂程度以及 外廓尺寸等几方面综合考虑。表 $+’ 给出了几种常用的 ’, - . 型负号机构的类 型及其传动比适用范围,供选择轮系类型时参考。 (!)当设计的轮系主要用于传递运动时,首先考虑能否满足工作所要求的 传动比,其次兼顾效率、结构复杂程度、外廓尺寸和重量。 (’)当设计的轮系主要用于传递动力时,主要考虑机构效率的高低,其次兼 顾传动比、外廓尺寸、结构复杂程度和重量。 !" 周转轮系中各齿轮齿数的确定 为了使行星轮系中的惯性力相互平衡,减轻轮齿上的载荷,减小中心轮轴承 上的作用力,一般采用多个行星轮的对称结构。因此设计行星轮系时其各轮齿 数和行星轮数的选择必须满足下列四个条件,才能装配起来,正常运转并实现预 ’’) 第!章 齿轮系及其设计 定的传动比。


现以自由度 ! ! " 的行星轮系(如图 #$"% 所示)为例,说明如下。 (")传动比条件 因 ""& ! " ’ #( #" 故 #( #" ! ""& ) " 由此可得 #( !( ""& ) ")#" (#$*) 表 !"# 几种常用机构的传动比使用范围 轮 系 类 型 传动比计算式 适 用 范 围 ""& ! " ) "& "( ! " ’ #( #" + , ""& ! ,$- . "( ""& ! " ) "& "( ! " ’ #( #" / , ""& ! "$"* . "$0% ""& ! " ) "& "( ! " ’ #( #" ! , ""& ! , !"# 轮系的设计 ,,0 续表 轮 系 类 型 传动比计算式 适 用 范 围 !!" # ! $ !" !% # ! & "’ "% "! "’( !!" # ) * !+ 图 ,-!+ ’. $ " 行星轮系的设计 (’)同心条件 同心条件即行星架的回转轴线应与中心轮的几何轴线相重合。当采用标准 齿轮时,可知 #"! ’ & #"’ # #"% ’ "! & ’"’ # "% 由此可得 "’ # "% $ "! ’ (,-/) 上式表明:要满足同心条件,两中心轮的齿数应同时为偶数或同时为奇数。 (%)装配条件 装配条件即为了能够将多个行星轮严格均匀地装入两中心轮之间,行星轮 的数目和各轮的齿数之间所必须满足的一定关系。如图 ,-!+0 所示的行星轮系 中,假设行星轮的个数为 $(此例中为 %),其均布行星轮之间的夹角! # ’! $ 。当 ’’+ 第!章 齿轮系及其设计 第一个行星轮在位置!装配好后,中心轮 ! 和 " 的相对位置便确定了,然后固定 中心轮 ",为了在位置!和位置"也能顺利地装入行星轮,必须沿逆时针方向使 行星架转过"# $ %# ! 达到位置!时,中心轮 ! 转过角"!
脚注信息
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