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齿轮转动利用了什么的机械原理

发布时间:2025-07-20 01:12:53

⑴ 物理 齿轮转动的原理知道

齿轮传动

特点
齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。
在所有的机械传动中,齿轮传动应用最广,可用来传递任意两轴之间的运动和动力。
齿轮传动的特点是:齿轮传动平稳,传动比精确,工作可靠、效率高、寿命长,使用的功率、速度和尺寸范围大。例如传递功率可以从很小至几十万千瓦;速度最高可达300m/s;齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备,啮合传动会产生噪声。
[编辑本段]类型
(1)根据两轴的相对位置和轮齿的方向,可分为以下类型:
<1>圆柱齿轮传动;
<2>锥齿轮传动;
<3>交错轴斜齿轮传动。
(2)根据齿轮的工作条件,可分为:
<1>开式齿轮传动式齿轮传动,齿轮暴露在外,不能保证良好的润滑。
<2>半开式齿轮传动,齿轮浸入油池,有护罩,但不封闭。
<3>闭式齿轮传动,齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内,润滑条件良好,灰沙不易进入,安装精确,
齿轮传动有良好的工作条件,是应用最广泛的齿轮传动。
[编辑本段]设计准则
针对齿轮五种失效形式,应分别确立相应的设计准则。但是对于齿面磨损、塑性变形等,由于尚未建立起广为工程实际使用而且行之有效的计算方法及设计数据,所以目前设计齿轮传动时,通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。对于高速大功率的齿轮传动(如航空发动机主传动、汽轮发电机组传动等),还要按保证齿面抗胶合能力的准则进行计算(参阅GB6413-1986)。至于抵抗其它失效能力,目前虽然一般不进行计算,但应采取的措施,以增强轮齿抵抗这些失效的能力。
1、闭式齿轮传动
由实践得知,在闭式齿轮传动中,通常以保证齿面接触疲劳强度为主。但对于齿面硬度很高、齿芯强度又低的齿轮(如用20、20Cr钢经渗碳后淬火的齿轮)或材质较脆的齿轮,通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。如果两齿轮均为硬齿面且齿面硬度一样高时,则视具体情况而定。
功率较大的传动,例如输入功率超过75kW的闭式齿轮传动,发热量大,易于导致润滑不良及轮齿胶合损伤等,为了控制温升,还应作散热能力计算。
2、开式齿轮传动
开式(半开式)齿轮传动,按理应根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算,但如前所述,对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善,故对开式(半开式)齿轮传动,目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。为了延长开式(半开式)齿轮传动的寿命,可视具体需要而将所求得的模数适当增大。
前已述之,对于齿轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位的尺寸,通常仅作结构设计,不进行强度计算。
[编辑本段]齿轮传动类型
1.圆柱齿轮传动
用于平行轴间的传动,一般传动比单级可到8,最大20,两级可到45,最大60,三级可到200,最大300。传递功率可到10万千瓦,转速可到10万转/分,圆周速度可到300米/秒。单级效率为0.96~0.99。直齿轮传动适用于中、低速传动。斜齿轮传动运转平稳,适用于中、高速传动。人字齿轮传动适用于传递大功率和大转矩的传动。圆柱齿轮传动的啮合形式有3种:外啮合齿轮传动,由两个外齿轮相啮合,两轮的转向相反;内啮合齿轮传动,由一个内齿轮和一个小的外齿轮相啮合,两轮的转向相同;齿轮齿条传动,可将齿轮的转动变为齿条的直线移动,或者相反。
2.锥齿轮传动
用于相交轴间的传动。单级传动比可到6,最大到8,传动效率一般为0.94~0.98。直齿锥齿轮传动传递功率可到370千瓦,圆周速度5米/秒。斜齿锥齿轮传动运转平稳,齿轮承载能力较高,但制造较难,应用较少。曲线齿锥齿轮传动运转平稳,传递功率可到3700千瓦,圆周速度可到40米/秒以上。
3.双曲面齿轮传动
用于交错轴间的传动。单级传动比可到10,最大到100,传递功率可到750千瓦,传动效率一般为0.9~0.98,圆周速度可到30米/秒。由于有轴线偏置距,可以避免小齿轮悬臂安装。广泛应用于汽车和拖拉机的传动中。
4.螺旋齿轮传动
用于交错间的传动,传动比可到5,承载能力较低,磨损严重,应用很少。
5.蜗杆传动
交错轴传动的主要形式,轴线交错角一般为90°。蜗杆传动可获得很大的传动比,通常单级为8~80,用于传递运动时可达1500;传递功率可达4500千瓦;蜗杆的转速可到3万转/分;圆周速度可到70米/秒。蜗杆传动工作平稳,传动比准确,可以自锁,但自锁时传动效率低于0.5。蜗杆传动齿面间滑动较大,发热量较多,传动效率低,通常为0.45~0.97。
6.圆弧齿轮传动
用凸凹圆弧做齿廓的齿轮传动。空载时两齿廓是点接触,啮合过程中接触点沿轴线方向移动,靠纵向重合度大于1来获得连续传动。特点是接触强度和承载能力高,易于形成油膜,无根切现象,齿面磨损较均匀,跑合性能好;但对中心距、切齿深和螺旋角的误差敏感性很大,故对制造和安装精度要求高。
7.摆线齿轮传动
用摆线作齿廓的齿轮传动。这种传动齿面间接触应力较小,耐磨性好,无根切现象,但制造精度要求高,对中心距误差十分敏感。仅用于钟表及仪表中。
8.行星齿轮传动 具有动轴线的齿轮传动。行星齿轮传动类型很多,不同类型的性能相差很大,根据工作条件合理地选择类型是非常重要的。常用的是由太阳轮、行星轮、内齿轮和行星架组成的普通行星传动,少齿差行星齿轮传动,摆线针轮传动和谐波传动等。行星齿轮传动一般是由平行轴齿轮组合而成,具有尺寸小、重量轻的特点,输入轴和输出轴可在同一直线上。其应用愈来愈广泛。

⑵ 齿轮传动原理是什么

每一部汽车上都有行星齿轮,少了它们,汽车就不能自由行走。汽车上的行星齿轮主要用在两个地方,一是驱动桥减速器、二是自动变速器。很多网友都想知道,行星齿轮有什么功能,为什么汽车少不了它。
我们熟知的齿轮绝大部分都是转动轴线固定的齿轮。例如机械式钟表,上面所有的齿轮尽管都在做转动,但是它们的转动中心(与圆心位置重合)往往通过轴承安装在机壳上,因此,它们的转动轴都是相对机壳固定的,因而也被称为"定轴齿轮"。有定必有动,对应地,有一类不那么为人熟知的称为"行星齿轮"的齿轮,它们的转动轴线是不固定的,而是安装在一个可以转动的支架(蓝色)上(图1中黑色部分是壳体,黄色表示轴承)。行星齿轮(绿色)除了能象定轴齿轮那样围绕着自己的转动轴(B-B)转动之外,它们的转动轴还随着蓝色的支架(称为行星架)绕其它齿轮的轴线(A-A)转动。绕自己轴线的转动称为"自转",绕其它齿轮轴线的转动称为"公转",就象太阳系中的行星那样,因此得名。
也如太阳系一样,成为行星齿轮公转中心的那些轴线固定的齿轮被称为"太阳轮",如图2中红色的齿轮。 在一个行星齿轮上、或者在两个互相固连的行星齿轮上通常有两个啮合点,分别与两个太阳轮发生关系。如右图中,灰色的内齿轮轴线与红色的外齿轮轴线重合,也是太阳轮。
轴线固定的齿轮传动原理很简单,在一对互相啮合的齿轮中,有一个齿轮作为主动轮,动力从它那里传入,另一个齿轮作为从动轮,动力从它往外输出。也有的齿轮仅作为中转站,一边与主动轮啮合,另一边与从动轮啮合,动力从它那里通过。
在包含行星齿轮的齿轮系统中,情形就不同了。由于存在行星架,也就是说,可以有三条转动轴允许动力输入/输出,还可以用离合器或制动器之类的手段,在需要的时候限制其中一条轴的转动,剩下两条轴进行传动,这样一来,互相啮合的齿轮之间的关系就可以有多种组合:
动力从其中一个太阳轮输入,从另外一个太阳轮输出,行星架通过刹车机构刹死;
动力从其中一个太阳轮输入,从行星架输出,另外一个太阳轮刹死;
动力从行星架输入,从其中一个太阳轮输出,另外一个太阳轮刹死;
两股动力分别从两个太阳轮输入,合成后从行星架输出;
两股动力分别从行星架和其中一个太阳轮输入,合成后从另外一个太阳轮输出;
动力从其中一个太阳轮输入,从另外一个太阳轮和行星架分两路输出;
动力从行星架输入,分两路从两个太阳轮输出;
我们知道,汽车发动机只有一个,而车轮有四个。发动机的转速扭矩等特性与路面行驶需求大相径庭。要把发动机的功率适当地分配到驱动轮,可以利用行星齿轮的上述特性。如自动变速器,也是利用行星齿轮的这些特性,通过离合器和制动器改变各个构件的相对运动关系而获得不同的传动比

⑶ 机械表的齿轮运动原理

机械钟表实现准确的匀速运动,依靠的是里面装置的“擒纵机构”。
机械表工作回的动力是由表内的主答发条提供的,它安装在发条盒里。这个盒里还装着第一齿轮,它负责推动中央齿杆和中央齿轮:中央齿杆和齿轮再推动第三齿杆和齿轮;第三齿杆和齿轮继而推动第四齿杆和齿轮;第四齿轮则推动擒纵齿轮。这些齿轮的转动速度则由擒纵装置来控制。擒纵装置是机械表里最复杂的部分,主要由平衡齿轮、平衡弹簧、杠杆和擒纵齿轮构成。它将主发条产生的力量传到平衡齿轮上,使平衡齿轮来回摆动。当平衡齿轮来回摆动时,会带动杠杆随着来回摆动,这样,棘爪上的小突起就会与擒纵齿轮上的齿依序咬合、松脱。机械表工作时发出的滴答声就是由这里的活动发出的。平衡齿轮摆动的速度和规律决定着机械表能否精确计时。

大的摆钟,就是依靠“钟摆”的等时摆动(相当于单摆),小的手表,游丝的长度也是相当于单摆的“摆长”来控制摆动的周期,钟表的时间快慢调整,就是调这两个地方。

⑷ 什么是机械表

机械表是一种完全由机械原理驱动的时钟装置,通过主发条驱动,依靠一套齿轮转动来带动表针,无需任何电池或电子部件。具体来说:

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