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齿轮轮系传动比是指主动轮与从动轮的转速比,通常用符号i表示。传动比可以通过主动轮转速除以从动轮转速计算,也可以通过从动轮齿数除以主动轮齿数计算。在这个例子中,主动轮有12个齿,从动轮有18个齿,因此传动比为1.5,表示主动轮转动1.5圈时,从动轮转动1圈。
定轴轮系是指所有齿轮轴线固定不动的轮系。对于简单齿轮副,传动比等于从动轮齿数除以主动轮齿数。对于简单轮系,总传动比等于各级传动比的乘积。在这个例子中,我们有三个齿轮组成的简单轮系,齿轮1驱动齿轮2,齿轮2驱动齿轮3。齿轮1有10个齿,齿轮2有15个齿,齿轮3有12个齿。计算总传动比时,中间齿轮2的齿数在分子和分母中相互抵消,最终总传动比等于齿轮3的齿数除以齿轮1的齿数,即12除以10等于1.2。
周转轮系是指至少有一个齿轮的轴线是活动的轮系,也称为行星轮系。计算周转轮系传动比通常使用相对速度法,也称为冻结法。最常用的是Willis公式,表示为两个中心轮相对于行星架的角速度比等于它们齿数比的负值。在这个例子中,我们有一个典型的行星轮系,包括太阳轮A、行星轮、内齿圈B和行星架H。太阳轮有20个齿,内齿圈有40个齿。根据Willis公式,当内齿圈固定时,太阳轮与行星架之间的传动比为负2,负号表示它们转向相反。
复杂轮系是由多个简单轮系组成的传动系统。计算复杂轮系的传动比需要分三步:首先,将复杂轮系分解为简单轮系;其次,分别计算各简单轮系的传动比;最后,计算总传动比,即各级传动比的乘积。在这个例子中,我们有一个由定轴轮系和行星轮系组成的复杂轮系。第一级是定轴轮系,齿轮1有14个齿,齿轮2有20个齿,传动比为10比7。第二级是行星轮系,太阳轮有12个齿,内齿圈有24个齿,传动比为-2。因此,总传动比等于两级传动比的乘积,即10/7乘以-2,等于-20/7。负号表示输出轴与输入轴转向相反。
让我们总结一下齿轮轮系传动比的计算方法。首先,传动比定义为主动轮转速与从动轮转速之比,也等于从动轮齿数与主动轮齿数之比。对于定轴轮系,所有齿轮轴线都是固定的,简单轮系的总传动比等于所有从动轮齿数的乘积除以所有主动轮齿数的乘积。对于周转轮系,至少有一个齿轮的轴线是活动的,通常使用Willis公式计算,即两个中心轮相对于行星架的角速度比等于它们齿数比的负值。对于复杂轮系,总传动比等于各级传动比之积。掌握这些计算方法,可以解决各种齿轮轮系传动比的计算问题。