齿轮传动的应用特点

1．齿轮、齿轮副与齿轮传动

齿轮是任意一个有齿的机械元件，它能利用它的齿与另一个有齿元件连续啮合，从而将运动传递给后者，或者从后者接受运动。齿轮副是由两个相互啮合的齿轮组成的基本机构，两齿轮轴线相对位置不变，并各绕其自身的轴线转动。齿轮副是线接触的高副。

齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和 (或)动力的一种机械传动。齿轮副的一对齿轮的齿依次交替地接触，从而实现一定规律的相对运动的过程和形态称为啮合。齿轮传动属啮合传动。如图3-6所示，当齿轮副工作时，主动轮O1的轮齿1，2，3，4...，通过啮合点(两齿轮轮齿的接触点)处的法向作用力Fn，逐个地推动从动轮O2的轮齿1ˊ，2ˊ，3ˊ，4ˊ...，便从动轮转动并带动从动轴回转，从而实现将主动轴的运动和动力传递给从动轴。

2．传动比

齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿轮角速度 (或转速)的比值，也等于两齿轮齿数的反比，即

i= = = (3-2)

式中 1，n1 - 主动齿轮角速度、转速;

2，n2 - 从动齿轮角速度、转速;

z1 - 主动齿轮齿数;

z2 - 从动齿轮齿数。

齿轮副的传动比不宜过大，否则会使结构尺寸过大,不利于制造和安装。通常,圆柱齿 轮副的传动比i≤8，圆锥齿轮副的传动比i≤5。

例3-1一齿轮传动，已知主动齿轮转速n1=960r/min,齿数z1=20,从动齿轮齿数z2=50。试计算传动比i和从动轮转速n2。

解 由式 (3-2)可得

传动比 i= = =2.5

从动齿轮转速 n2= = =384r/min

3．应用特点

齿轮传动是现代机械中应用^广的一种机械传动形式。在工程机械、矿山机械、冶金机械、各种机床及仪器、仪表工业中被广泛地用来传递运动和动力。齿轮传动除传递回转运动外,也可以用来把回转运动转变为直线往复运动 (如齿轮齿条传动)。与摩擦轮传动、带传动和链传动等比较，齿轮传动具有如下优点:

1)能保证瞬时传动比的恒定，传动平稳性好，传递运动准确可靠。

2)传递的功率和速度范围大。传递的功率小至低于lW (如仪表中的齿轮传动)，大至5×l04kW(如蜗轮发动机的减速器)，甚至高达l×l05kW;其传动时圆周速度可达至300m/s。

3)传动效率高。一般传动效率 =0.94～0.99。

4)结构紧凑，工作可靠，寿命长。设计正确、制造精良、润滑维护良好的齿轮传动，可使用数年乃至数十年。

齿轮传动也存在以下不足:

1)制造和安装精度要求高，工作时有噪声。

2)齿轮的齿数为整数，能获得的传动比受到一定的限制，不能实现无级变速。

3)中心距过大时将导致齿轮传动机构结构庞大、笨重，因此，不适宜中心距较大的场合。