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2023-06-30
齿轮是另外一种重要的机械元件,几乎在所有的机器里都会用到。就从一根旋转轴到另一根轴的动力和运动的转换而言,齿轮使机械装置变得简化;它们能增加或减少力、力矩或者速度,并且能改变轴的旋转方向;它们也能把旋转运动变为线性运动。最常见的例子就是汽车变速箱。
图1-29所示为一个简单的齿轮传动装置,由两个齿轮组成。一个直径大一些,另一个直径小一些。每个齿轮都紧固在一根轴上,通过轴传送动力,通过齿轮两轴彼此连接。齿轮周边有轮齿。齿轮的特征之一是它们的轮齿数。转动另一个齿轮的齿轮叫作主动轮,而被动转动的齿轮叫作从动轮。用一个大的齿轮驱动一个小的齿轮叫作加速传动,而用小齿轮来驱动一个大的齿轮叫作减速传动。齿轮之间的比率用来控制输出轴的速度和力矩。在任何齿轮上,比率都由从齿轮中心到接触点的距离来确定。
图1-29一个简单的齿轮传动装置
齿轮必须至少以两个或者更多为一组共同工作。单独的一对齿轮可能对某些动力源和负载来说不充分,在这种情况下更为复杂的组合是必要的。两个以上的齿轮一同工作叫作一个齿轮系,如图1-30所示。传动系统可获得期望的速度、方向、运动、力矩等。如前所述,在传动链上首先加上力/力矩的齿轮叫作主动轮;力/力矩递送到的传动链上最后的齿轮叫作被动齿轮或者从动齿轮;在主动轮和被动轮之间的齿轮叫作惰轮。
图1-30一个齿轮系的典型例子
图1-31示出了不同类型的齿轮,包括正齿轮、锥形齿轮、斜齿轮和涡轮。
图1-31 不同类型的齿轮
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