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固相萃取裝置所謂基本輪系指的是單一的定軸輪系或單一

時間:2020-04-18     瀏覽:44

所謂基本輪系指的是單一的定軸輪系或單一的周轉輪系,固相萃取裝置在劃分基本輪系 時首先要找出各個單一的周轉輪系。具體方法是先找行星輪,即那些幾何軸線 不固定而是繞其他軸線轉動的齒輪,當行星輪找到后,支持行星輪的構件就是系 桿,而直接與行星輪嚙合的齒輪即為中心輪,故行星輪,中心輪及系桿組成一周 轉輪系。一個輪系中有幾個系桿就包含幾個的周轉輪系。找出周轉輪系后,剩 余的部分就是定軸輪系。 !"# 復合輪系的傳動比 #"+ (!)分別列出各基本輪系傳動比的方程式 即定軸輪系部分應當按定軸輪系傳動比計算方法列出方程式,而周轉輪系 部分必須按周轉輪系傳動比的計算方法列出方程式。 (")找出各基本輪系之間的聯系。 (#)將各基本輪系傳動比方程式聯立求解。 例 !"# 在圖 $%&& 所示的輪系中,已知各輪的齒數為:!& ’ !(,!! ’ #(,!!) ’ !(,!" ’ "(,!# ’ *(,試求傳動比 "&+ 。 解 &)區分輪系:齒輪 & 和 ! 組成定軸輪系。齒輪 !) 、"、# 和系桿 + 組成行 星輪系。 !)分別列出各基本輪系傳動比的計算式 "&! ’ !& !! ’ , !! !& ’ , #( !( ’ , ! !! ’ ,!& ! (-) 對行星輪系有 "+ !) # ’ !!) ,!+ !# ,!+ ’ , !# !!) ’ , *( !( ’ , # 因為 !# ’ ( 所以 !!) ,!+ ,!+ ’ , # (.) ")找出各基本輪系之間的聯系并聯立求解:從圖中可以看出,定軸輪系和 行星輪系是通過齒輪 ! , !) 聯系起來的,因此有 !! ’!!) ’ ,!& ! (/) 圖 $%&& 復合輪系傳動比的計算 將式(/)代入式(.)可得 ,!& ! ,!+ ,!+ ’ , # 從而求得 "&+ ’ !& !+ ’ , &( 負號表明齒輪 & 和系桿 + 的轉向相反 例 !"$ 圖 $%&! 所示為汽車后橋的差 速器。設已知各輪的齒數,求當汽車轉彎時 其后軸左、右兩車輪的轉速 #" 、#0 與齒輪 ! 的轉速 #! 的關系。 解 如圖 $%&! 所示,汽車發動機的運動從變速箱經傳動軸傳給齒輪 &,再帶動 !!( 第!章 齒輪系及其設計 圖 !"#$ 汽車后橋的差速器 齒輪 $ 及固接在齒輪 $ 上的系桿 % 轉動。齒輪 &、’、(、$(%)組成一差動輪系。由 此可知,該差速器是由一個定軸輪系和一個差動輪系串聯而成的復合輪系。 由于在差動輪系中 !% &( ) "& * "% "( * "% ) * #( #& ) * # "% ) "$ ) #$ ( "& + "( ) (,) 當汽車直線行駛時,前輪的轉向機構通過地面的約束作用,要求后兩輪有相 同的轉速,即要求齒輪 &、( 轉速相等( "& ) "( ),因此由式(,)得到:"& ) "( ) "% ) "$ ,這時齒輪 & 和齒輪 ( 之間沒有相對運動,齒輪 ’ 不繞本身軸線轉動,這時齒 輪 &、’、( 如一整件,一起隨齒輪 $ 轉動。 當汽車轉彎時,左、右車輪所走的路程不相等,因此,要求齒輪 &、( 具有不同 的轉速。汽車后橋上采用了差速器后,就能根據轉彎半徑的不同,自動改變兩后 輪的轉速。設汽車向左轉彎時,右側車輪比左側車輪轉得快,齒輪 & 和齒輪 ( 之 間發生相對運動,這時輪系才起到差速器的作用,通過差速器來調整兩輪的轉 速。設兩輪中心距為 $$,彎道平均半徑為 %,因為兩車輪的直徑大小相等,而它 !"# 復合輪系的傳動比 $$# 們與地面之間又是純滾動,所以兩車輪的轉速與彎道半徑成正比,由圖可得 !! !" # " $ # " % # (&) 解式(’)、式(&)得 !! # " $ # " !( !" # " % # " !( 這說明,當汽車轉彎時,可利用上述差速器自動將主軸的轉動分解為兩個車輪的 不同轉動。 !"# 輪系的功用 $" 實現分路傳動 利用定軸輪系,可以通過主動軸上的若干齒輪分別把運動傳給多個工作部 件,從而實現分路傳動。圖 )*+! 所示為滾齒機工作臺中的傳動機構,電機帶動 主動軸轉動,通過該軸上的齒輪 + 和 !,分兩路把運動傳給滾刀 $ 及輪坯 %,從而 使刀具和輪坯之間具有確定的對應關系。 圖 )*+! 滾齒機工作臺中的傳動機構 %" 實現大傳動比傳動 如例 )*+ 中的行星輪系中,用較少的齒輪即可獲得很大的傳動比。 


&" 實現變速與換向傳動 圖 )*+, 所示為汽車變速機構,軸!輸入,-! 即軸"輸出,, 個 (. $ - 行星輪 系組合使用。并配置錐面離合器 /,摩擦帶式制動器 0+ 、0( 、0! 、01 等。在輪系運 動過程中,使不同的制動器分別發揮作用,從而使輸出軸得到 " 種不同的速度;, 個前進擋和 + 個倒車擋。這樣,在不需要改變各輪嚙合狀態的情況下,就實現了 ((( 第!章 齒輪系及其設計 變速與換向傳動。 圖 !"#$ 汽車變速機構 !" 實現運動的合成與分解 利用差動輪系,可以實現運動的合成與分解,如圖 !"#% 所示。由錐齒輪所 組成的差動輪系,在該輪系中,兩個中心輪的齒數相等,!# & !’ ,故 "( #’ & ## ) #( #’ ) #( & ) !’ !# & ) # 即 #( & #* ( ## + #’ ) 圖 !"#% 差動輪系 上式說明,系桿 ( 的轉速是兩個中心 輪轉速的合成。該差動輪系實現了運動的 合成。差動輪系的這種特性在機床、補償 裝置等的一些機構中得到了廣泛應用。 差動輪系不僅可以實現運動的合成, 而且還可以將一個原動件的輸入轉動分解 為兩個從動件的輸出轉動。如例題 !"’ 的 汽車后橋差速器,當汽車轉彎時,輸入轉速 #* 分解成兩輪的轉速 #’ 和 #% ,實現運動的分解。 #"$ 輪系的設計 !"#"$ 定軸輪系的設計 %" 定軸輪系類型的選擇 根據工作要求和使用場合恰當地選擇輪系的類型。例如,在一般情況下,優 先選用直齒圓柱齒輪,當設計的定軸輪系用于高速、重載場合時,為了減小傳動 的沖擊、振動和噪音,宜優先選用由平行軸斜齒輪組成的定軸輪系;由于工作或 !"# 輪系的設計 **’ 結構空間的要求,需要改變方向時,可選含有圓錐齒輪傳動的空間定軸輪系;當 設計的輪系要求傳動比大、結構緊湊或用于有自鎖要求的場合時,則應選擇含有 蝸桿傳動的空間定軸輪系。 !" 定軸輪系中各輪齒數的確定 要確定定軸輪系中各輪的齒數,關鍵在于合理地分配輪系中各對齒輪的傳 動比。為了把輪系的總傳動比合理地分配給各對齒輪,在具體分配時應注意下 述幾點: (!)每一級齒輪的傳動比要在合理范圍內選取。齒輪傳動時,傳動比為 " # $;蝸桿傳動時,傳動比不大于 %&。 (’)當齒輪傳動的傳動比大于 % 時,一般應設計成兩級傳動;當傳動比大于 (& 時,常設計成兩級以上齒輪傳動。 (()當輪系為減速傳動時(工程實際中的大多數情況),按照“前小后大”的 原則分配傳動比。同時,為了使機構外廓尺寸協調和結構勻稱,相鄰兩級傳動比 的差值不宜過大。運動鏈這樣逐級減速,可使各級中間軸有較高的轉速和較小 的扭矩,從而獲得較為緊湊的結構。 ())當設計閉式齒輪減速器時,為了潤滑方便,應使各級傳動中的大齒輪都 能浸入油池,且浸入的深度應大致相等,以防止某個大齒輪浸油過深而增加攪油 損耗。根據這一條件分配傳動比時,高速級的傳動比應大于低速級的傳動比,通 常取 !高 *(!+( # !+))!低 。 根據具體條件合理地分配了各對齒輪傳動的傳動比,就可以根據各對齒輪 的傳動比來確定每一個齒輪的齒數。 !"#"$ 周轉輪系的設計 #" 周轉輪系類型的選擇 周轉輪系類型的選擇,主要應從傳動比范圍、效率高低、結構復雜程度以及 外廓尺寸等幾方面綜合考慮。表 $+’ 給出了幾種常用的 ’, - . 型負號機構的類 型及其傳動比適用范圍,供選擇輪系類型時參考。 (!)當設計的輪系主要用于傳遞運動時,首先考慮能否滿足工作所要求的 傳動比,其次兼顧效率、結構復雜程度、外廓尺寸和重量。 (’)當設計的輪系主要用于傳遞動力時,主要考慮機構效率的高低,其次兼 顧傳動比、外廓尺寸、結構復雜程度和重量。 !" 周轉輪系中各齒輪齒數的確定 為了使行星輪系中的慣性力相互平衡,減輕輪齒上的載荷,減小中心輪軸承 上的作用力,一般采用多個行星輪的對稱結構。因此設計行星輪系時其各輪齒 數和行星輪數的選擇必須滿足下列四個條件,才能裝配起來,正常運轉并實現預 ’’) 第!章 齒輪系及其設計 定的傳動比。


現以自由度 ! ! " 的行星輪系(如圖 #$"% 所示)為例,說明如下。 (")傳動比條件 因 ""& ! " ’ #( #" 故 #( #" ! ""& ) " 由此可得 #( !( ""& ) ")#" (#$*) 表 !"# 幾種常用機構的傳動比使用范圍 輪 系 類 型 傳動比計算式 適 用 范 圍 ""& ! " ) "& "( ! " ’ #( #" + , ""& ! ,$- . "( ""& ! " ) "& "( ! " ’ #( #" / , ""& ! "$"* . "$0% ""& ! " ) "& "( ! " ’ #( #" ! , ""& ! , !"# 輪系的設計 ,,0 續表 輪 系 類 型 傳動比計算式 適 用 范 圍 !!" # ! $ !" !% # ! & "’ "% "! "’( !!" # ) * !+ 圖 ,-!+ ’. $ " 行星輪系的設計 (’)同心條件 同心條件即行星架的回轉軸線應與中心輪的幾何軸線相重合。當采用標準 齒輪時,可知 #"! ’ & #"’ # #"% ’ "! & ’"’ # "% 由此可得 "’ # "% $ "! ’ (,-/) 上式表明:要滿足同心條件,兩中心輪的齒數應同時為偶數或同時為奇數。 (%)裝配條件 裝配條件即為了能夠將多個行星輪嚴格均勻地裝入兩中心輪之間,行星輪 的數目和各輪的齒數之間所必須滿足的一定關系。如圖 ,-!+0 所示的行星輪系 中,假設行星輪的個數為 $(此例中為 %),其均布行星輪之間的夾角! # ’! $ 。當 ’’+ 第!章 齒輪系及其設計 第一個行星輪在位置!裝配好后,中心輪 ! 和 " 的相對位置便確定了,然后固定 中心輪 ",為了在位置!和位置"也能順利地裝入行星輪,必須沿逆時針方向使 行星架轉過"# $ %# ! 達到位置!時,中心輪 ! 轉過角"!

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