在齒輪傳動(dòng)中,輸入構(gòu)件的角速度
(或轉(zhuǎn)速
)與輸出構(gòu)件的角速度
(或轉(zhuǎn)速
)的比值,稱為齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比,用符號(hào)
表示。因?yàn)樵谄矫鏅C(jī)構(gòu)的輪系中構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)具有正反兩個(gè)方向,所以齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比計(jì)算不僅要確定其數(shù)值的大小,而且還要確定輸入、輸出構(gòu)件旋轉(zhuǎn)方向的同異。對(duì)于外嚙合齒輪副,兩輪的旋轉(zhuǎn)方向相反,故其傳動(dòng)比為“—”值。對(duì)于內(nèi)嚙合齒輪副,兩輪的旋轉(zhuǎn)方向相同,故其傳動(dòng)比為“+”值。
對(duì)于由圓柱齒輪組成的定軸輪系,它的傳動(dòng)比等于其輸入齒輪的角速度(或轉(zhuǎn)速)與輸出齒輪的角速度(或轉(zhuǎn)速)之比,且等于其輸入、輸出齒輪之間所有各對(duì)齒輪中的從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積與所有各對(duì)齒輪中的主動(dòng)齒輪數(shù)的乘積之比,即定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算公式為
(2-1)
式中
、
——定軸輪系中輸入齒輪、輸出齒輪的角速度,rad/s;
、
——定軸輪系中輸入齒輪、輸出齒輪的轉(zhuǎn)速,r/min;
m——定軸輪系中外嚙合齒輪的對(duì)數(shù)。
由上式可見,若傳動(dòng)比
為正值,則表示輸出齒輪B與輸入齒輪A的旋轉(zhuǎn)方向相同;若
為負(fù)值,則表示齒輪B與A的旋轉(zhuǎn)方向相反。
如前所述,2Z-X型行星齒輪傳動(dòng)的基本構(gòu)件為中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂x.,它們的角速度可以寫成
、
和
眾所周知,若物體以角速度ω繞固定軸旋轉(zhuǎn),則離軸心距離R處點(diǎn)的圓周速度為
。而圓周速度是矢量,因此,規(guī)定它總是正的。但是,角速度ω可能為正的,也可能為負(fù)的。一般規(guī)定:角速度ω順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為正值;反之,逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為負(fù)值。所以,在圓周速度關(guān)系式中應(yīng)取ω的絕對(duì)值,即
=R|ω|。
在行星齒輪傳動(dòng)中,用代號(hào)i 表示兩構(gòu)件間的相對(duì)角速度關(guān)系的傳動(dòng)比時(shí),除了用兩個(gè)下角標(biāo)表示相應(yīng)的輸入、輸出構(gòu)件外,還應(yīng)標(biāo)注上角標(biāo)。該上角標(biāo)符號(hào)表示為相對(duì)角速度的構(gòu)件。例如,在一般情況下,已知行星齒輪傳動(dòng)各構(gòu)件A、B和C的角速度
、
和
,則其相對(duì)角速度的傳動(dòng)比符號(hào)為
,它表示構(gòu)件A相對(duì)構(gòu)件C的相對(duì)角速度與構(gòu)件B相對(duì)于構(gòu)件C的相對(duì)角速度之比值,即
在圖1-1(b)所示的2Z-X(A)型行星齒輪傳動(dòng)中,設(shè)內(nèi)齒輪b固定,即
=0,則得其相對(duì)角速度的傳動(dòng)比為
如果轉(zhuǎn)臂x固定,如圖1-1(c)所示,則中心轉(zhuǎn)a和b的角速度
和
之間的傳動(dòng)比為
上式就是準(zhǔn)行星齒輪傳動(dòng)(轉(zhuǎn)臂x 固定時(shí))的傳動(dòng)比。在個(gè)別情況下,傳動(dòng)比
可簡(jiǎn)寫為
。顯然,轉(zhuǎn)臂x固定時(shí)的傳動(dòng)比
,可根據(jù)已知的定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算公式(2-1)來(lái)確定。
例如,對(duì)于2Z-X(A)型行星傳動(dòng)[見圖1-2(a)]的相對(duì)角速度的傳動(dòng)比
為
(2-2)
式中p——內(nèi)齒輪b與中心輪a的齒數(shù)比,即p=
,稱為2Z-X(A)型行星傳動(dòng)的特性參數(shù)(或稱內(nèi)傳動(dòng)比),一般,可取p=2~8。其中“—”號(hào),表示相對(duì)角速度(
)與(
)的旋轉(zhuǎn)方向相反。
再例如,對(duì)于圖1-2(b)所示的2Z-X(B)型行星傳動(dòng)的相對(duì)角速度的傳動(dòng)比為
仿上,對(duì)于圖1-3(b)或圖1-3(c)所示的2Z-X(E)型行星傳動(dòng)的相對(duì)角速度的傳動(dòng)比為
顯見,傳動(dòng)比
為正值,表示相對(duì)角速度(
)與(
)的旋轉(zhuǎn)方向相同。這是由于齒輪副b-c和d-e都是內(nèi)嚙合傳動(dòng)。