齒輪的一些應用:塔式,行星,同步帶

一,基礎概念

由一系列的齒輪所組成的齒輪傳動系統稱為齒輪系,簡稱輪系。

齒輪一般是靠轉動來實現機構運動的,因此每一個齒輪都會有一個齒輪軸線。根據齒輪軸線的運動情況,可以將齒輪分為兩類:定軸輪系(代表設計為塔式齒輪減速箱)和周轉輪系(代表設計為行星式齒輪減速箱)。

二,定軸輪系

1,簡單機構模型

齒輪在轉動時,各個齒輪的軸線相對於機架的位置是固定的。這種輪系就叫定軸輪系。下圖是最簡單的定軸輪系構造:電機作為輸入帶動齒輪1(較大的那個)轉動,齒輪1和齒輪2嚙合形成轉動,然後齒輪2帶動輸出軸轉動,完成齒輪傳動作用。

2,傳動比

齒輪在裝配的時候,標準中心距L=r1+r2(兩分度圓半徑之和)。

傳動比i=z2/z1(所有從動輪齒數的連乘積/所有主動輪齒數的連乘積)。

舉個栗子~圖中1,2,2´,3,3´,4,5都表示齒輪

1帶動2,2和2´通過轉軸相連,2ˊ帶動3,3和3ˊ通過轉軸相連,3ˊ帶動4,4帶動5。所以傳動比是:

三,周轉輪系

1,簡單機構模型

至少有一個齒輪軸線的位置不固定,而是繞著其他齒輪的固定軸線回轉,這種輪系稱為周轉輪系。

齒輪1和齒輪3的軸線都是固定的,想太陽系中的太陽一樣,隻完成自轉,因此稱之為太陽輪。三個齒輪2通過行星架連接在一起,除瞭本身的自轉以外,還一起繞著太陽輪的軸線坐公轉,因此稱為行星輪。

一般來說,太陽輪和行星架會作為輸入和輸出構件。

根據自由度的狀態,又可以將周轉輪系分為:差動輪系(有兩個太陽輪在轉動)和行星輪系(比如太陽輪3固定不做自轉)。

根據構件不同可以分為2K-H型和3K型,K表示太陽輪,H表示行星架。

2.周轉輪系的傳動比:百度搜一個

列表中的轉化機構是指:給整個周轉輪系加上一個反向公共角速度“-nΗ”,抵消掉行星架的旋轉速度,將整個機構轉化成定軸輪系,然後在套用定軸輪系傳動比的計算公式。

3,行星輪系傳動比

在上述周轉輪系公式中,有一個傳動比公式。前面說過當太陽輪3固定不動時,稱之為行星輪系。那麼就是式中的n3=0。

可以推算出來行星輪系的計算公式為:自己寫一個。

4,行星輪系中各齒輪選型需要滿足的條件:自己再寫一個

四,同步帶

前面兩個是直齒齒輪的常規應用,同步帶根據型號不同可以有很多不同的齒形。

1,簡單機構模型

同步帶一般會有兩個帶輪和一個同步帶。同步帶的材質有:橡膠同步帶,PU同步帶,輸送帶等。

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2,基礎概念

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節距P:同步帶兩個相鄰齒的中心距。(類似於直齒齒輪的齒距)

節徑D:同步帶節圓的直徑。(類似於直齒齒輪的分度圓直徑,上圖中的虛線部分,但是需要註意的是,同步帶與帶輪之間不是在節線處嚙合)

節頂距δ:帶輪的外圓到節線的距離。

齒數Z:帶輪或者同步帶的齒的個數。

可以得到以下關系式:

D*Π(圓周率)=P*Z (節徑可以通過節距和齒數算出,然後節距是根據同步帶型號已經定好的標準參數,比如XL型號的節距為5.08mm)

帶輪外圓直徑De=D-2δ

中心距C:兩個帶輪之間的中心距離,一般由設計決定。

同步帶的接線長度Lˊ計算公式:

c1b235b673ffd1dd95b0c1ffd1176c90

由以上公式和關系可以知道:在選用同步帶長度時,需要確定同步帶齒型(MXL,XL,T,H,XH等),大小帶輪的齒數,中心距即可。

比如110XL同步帶,表示同步帶節線長110inch,齒形是XL型。

3,帶輪

同步帶的帶輪已經是標準件瞭,基本上選定瞭型號和齒數就行瞭,其他的參數型號對應的表格裡面會有。

比如20XL的帶輪,就是齒數為20,查表可以知道外徑為31.83mm。帶輪的厚度以及檔邊還有形狀可以選中現有的,也可以用塑膠開模來定制。

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