機(jī)械傳動(dòng) 課程設(shè)計(jì) 齒輪設(shè)計(jì)的案例
機(jī)械設(shè)計(jì)中必須掌握的齒輪系傳動(dòng)知識(shí)！
在機(jī)械設(shè)計(jì)中，我們必須掌握的齒輪系傳動(dòng)知識(shí)！在機(jī)械設(shè)備中，為了獲得較大的傳動(dòng)比、或變速和換向，常常要采用多對(duì)齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，如機(jī)床、汽車上使用的變速箱、差速器，工程上廣泛應(yīng)用的齒輪減速器等，這種由多對(duì)齒輪所組成的傳動(dòng)系統(tǒng)稱為齒輪系，簡(jiǎn)稱輪系。
按照傳動(dòng)時(shí)各齒輪的軸線位置是否固定，輪系分為定軸輪系和行星輪系兩種基本類型。傳動(dòng)時(shí)所有齒輪的幾何軸線位置均固定不變，這種輪系稱為定軸輪系。
▲平面定軸輪系
▲空間定軸輪系
傳動(dòng)時(shí)齒輪g的幾何軸線繞齒輪a,b和構(gòu)件H的共同軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣的輪系成為行星輪系。根據(jù)自由度的不同，行星齒輪系又可分為周轉(zhuǎn)齒輪系和差動(dòng)齒輪系。周轉(zhuǎn)輪系有一個(gè)自由度，行星輪系有兩個(gè)自由度。
▲周轉(zhuǎn)輪系
▲差動(dòng)輪系
1、輪系的傳動(dòng)比
輪系始端主動(dòng)輪與末端從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比值，稱為輪系的傳動(dòng)比，用i表示轉(zhuǎn)角的大小。
式中n1 ——主動(dòng)輪1的轉(zhuǎn)速，r/min； nk——從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，r/min；
2、齒輪系的作用
2.1 實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)的兩軸間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞
在齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)主從動(dòng)軸間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，如果只用一對(duì)齒輪來(lái)傳動(dòng)，齒輪的尺寸勢(shì)必很大。這樣，既增大機(jī)器的結(jié)構(gòu)尺寸和重量，又浪費(fèi)材料而且制造安裝都不方便。若改用兩對(duì)齒輪組成的輪系來(lái)傳動(dòng)，就可使齒輪尺寸小得多，制造安裝也較方便。
▲齒輪系傳動(dòng)
2.2 實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)
利用輪系可以使一根主動(dòng)軸帶動(dòng)若干根從動(dòng)軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，獲得所需的各種轉(zhuǎn)速。
▲齒輪分路傳動(dòng)
2.3 實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)
當(dāng)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速不變時(shí)，利用輪系可以使從動(dòng)軸獲得多種工作轉(zhuǎn)速，這種傳動(dòng)稱為變速傳動(dòng)。汽車、機(jī)床、起重機(jī)等許多機(jī)械都需要變速傳動(dòng)。
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齒輪傳動(dòng)是指由齒輪副傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置，它是現(xiàn)代各種設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)方式。它的傳動(dòng)比較準(zhǔn)確，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)。
齒輪傳動(dòng)方式有很多種，本文以不同的齒輪傳動(dòng)方式舉例說(shuō)明。
圓柱齒輪傳動(dòng)
兩個(gè)齒輪嚙合時(shí)候齒輪的主軸相互平行的時(shí)候我們叫做平行軸齒輪傳動(dòng)。也叫圓柱齒輪傳動(dòng)。具體分為下面幾個(gè)方面：直齒輪傳動(dòng)、平行軸斜齒輪傳動(dòng)、人字齒輪傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)、內(nèi)齒輪傳動(dòng)、擺線齒輪傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)等。
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但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。
例如無(wú)桿氣缸的使用就使得這種類型的機(jī)械手在結(jié)構(gòu)處理上和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手有極大的相似特點(diǎn)，所不同的是，這種類型的機(jī)械手只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)點(diǎn)的位置控制，且抓重力很小。
3、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手
即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、直線導(dǎo)軌、絲桿等)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手，其動(dòng)力是由工作機(jī)械傳遞的。它的主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，動(dòng)作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動(dòng)作程序不可變。它常被用于工作主機(jī)的上、下料。
這種類型的機(jī)械手是目前使用最為廣泛的一種，我們根據(jù)使用的具體特點(diǎn)有以下兩個(gè)大類：
1）齒輪、齒條加直線導(dǎo)軌組合。
2）線性模組組合。
4、電力傳動(dòng)機(jī)械手
即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電機(jī)、直線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度快和行程長(zhǎng)，維護(hù)和使用方便。此類機(jī)械手目前還不多，但有發(fā)展前途。
就我個(gè)人而言，我使用和設(shè)計(jì)最多的是專用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手，也就是配合數(shù)控加工機(jī)床使用的，利用齒輪、齒條、直線導(dǎo)軌組合傳動(dòng)的機(jī)械手，這種類型的機(jī)械手的設(shè)計(jì)，我會(huì)在后續(xù)的文章中詳細(xì)介紹。
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文件目錄清單如下：
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磁極的磁路設(shè)計(jì) 磁環(huán)
實(shí)例 磁齒輪
距離變化引起的轉(zhuǎn)矩變化曲線
使用注意事項(xiàng)
① 兩個(gè)磁齒輪靠近時(shí)，避免相互撞擊，較強(qiáng)的沖擊，可能導(dǎo)致磁齒輪損壞。
② 磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)可能會(huì)給下列物品造成不良影響。如：手機(jī)、磁卡、機(jī)械表等。
③ 由于是非接觸性傳動(dòng)，故不適用于超高速旋轉(zhuǎn)，最高轉(zhuǎn)速為1500rpm。
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實(shí)例 磁齒輪
距離變化引起的轉(zhuǎn)矩變化曲線
使用注意事項(xiàng)
① 兩個(gè)磁齒輪靠近時(shí)，避免相互撞擊，較強(qiáng)的沖擊，可能導(dǎo)致磁齒輪損壞。
② 磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)可能會(huì)給下列物品造成不良影響。如：手機(jī)、磁卡、機(jī)械表等。
③ 由于是非接觸性傳動(dòng)，故不適用于超高速旋轉(zhuǎn)，最高轉(zhuǎn)速為1500rpm。
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具有可靠度約束的齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
具有可靠度約束的齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
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具有可靠度約束的齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì).JPG
基于DSP和FPGA的錐齒輪傳動(dòng)噪聲測(cè)試分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)
了彌補(bǔ)“聽(tīng)力法”過(guò)于依賴工人經(jīng)驗(yàn)且無(wú)法精確判斷錐齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的缺陷，提出了一種基于ＤＳＰ和ＦＰＧＡ的錐齒輪傳動(dòng)噪聲測(cè)試分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。利用ＤＳＰ作為系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理的核心，采集噪聲信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、頻譜分析綜合事Ｉ斷錐齒輪傳動(dòng)質(zhì)量；利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣歹ｌｊ（ＦＰＧＡ）的邏輯控制協(xié)調(diào)ＤＳＰ實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能；利用鍵盤和ＬＣＤ的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)人機(jī)接１＝／；此外，系統(tǒng)還可通過(guò)串口模塊與ＰＣ機(jī)通信實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。該系統(tǒng)功能集成、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為控制錐齒輪傳動(dòng)質(zhì)量提供了一種有效的分析和測(cè)試工具。
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