7.5 轮系的功用
轮系的主要功用大致可归纳为以下3 个方面:
1)能实现变速与换向的传动
主动轴为一种转速与转向,通过轮系中不同的齿轮啮合,可使从动轴获得不同的转速或转向。 如图7.10 所示为汽车变速机构。 该机构为一定轴轮系。 其中,轴Ⅰ为主动轴,轴Ⅱ为从动轴,C,B 为滑移齿轮,括号内的数字为各轮的齿数。 该轮系通过不同的齿轮啮合,可得到不同的运行挡级(见表7.2)。
2)能实现大的传动比
定轴轮系和周转轮系均可获得较大的传动比。 例如,例7.1 中的定轴轮系,其中i15 =250;又如,例7.4 中的行星轮系,其iH1 =10 000。 在传递功率与传动比相同的情况下,一般来说,周转轮系的体积与质量远比定轴轮系小。
图7.10 汽车变速结构
表7.2 汽车变速表
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3)能实现运动的合成与分解
在如图7.11 所示的差动轮系中,齿轮1,3 的齿数相同。 由式(7.12)可得出齿轮1、齿轮3和行星架H 3 个构件转速之间的关系为
此式表明,由外部输入的n1 和n3 可合成为nH 而实现运动的合成;同样,若将行星架H 的转速按一定的比例分配到左右齿轮上,又可实现运动的分解。
图7.11 实现运动合成与分解的差动轮系
图7.12 汽车后矫差速器
如图7.12 所示的汽车后桥差速器,就是用差动轮系来实现运动的分解而达到汽车转弯的目的。 当汽车直线行驶时,左右车轮转速相同,差动轮系中的齿轮1,2,2′,3 之间没有相对运动而构成一个整体;当汽车转弯时,其外侧车轮的转弯半径大于内侧车轮的转弯半径,这就要求外侧车轮的转速必须高于内侧车轮的转速。 此时,齿轮1 与齿轮3 之间产生差动效果。于是,可按2 nH =n1 +n3 和两车轮转弯半径的条件,将行星架(即齿轮4)的转速分配到左右车轮上,以实现外侧车轮转动快、内侧车轮转动慢而顺利转弯的目的。