機械基礎_第四章_齒輪傳動

1、 41 齒輪傳動的類型及應用 42 漸開線齒廓43 漸開線標準直齒圓柱齒輪的基 本參數(shù)和幾何尺寸計算44 其他齒輪傳動簡介45 漸開線齒輪失效形式想一想：想一想：日常學習生活中哪里用到了齒日常學習生活中哪里用到了齒輪傳動呢？輪傳動呢？鐘表、機床、汽車、減速器等齒輪傳動應用舉例齒輪傳動應用舉例鐘表機床減速器一、齒輪傳動的常用類型 41 齒輪傳動的類型及應用 利用齒輪副來傳遞運動和（或）動力的一種機械傳動。 齒輪傳動定義：齒輪傳動定義：嚙合：嚙合：齒輪副的一對齒輪的齒依次交替接觸，齒輪副的一對齒輪的齒依次交替接觸，從而實現(xiàn)一定規(guī)律的相對運動的過程和形態(tài)。從而實現(xiàn)一定規(guī)律的相對運動的過程和形態(tài)。齒輪

2、傳動的常見類齒輪傳動的常見類型：型：齒直圓柱齒輪傳動齒直圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動人字齒圓柱齒輪傳動人字齒圓柱齒輪傳動1 外嚙合齒輪傳動按嚙合情況分:內嚙合齒輪傳動齒輪齒條傳動錐齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動蝸輪蝸桿傳動一、齒輪傳動常用類型 兩軸平行兩軸不平行按輪齒方向按嚙合情況直齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動 人字齒圓柱齒輪傳動 外嚙合齒輪傳動 內嚙合齒輪傳動 齒輪齒條傳動 相交軸齒輪傳動交錯軸齒輪傳動錐齒輪傳動 交錯軸斜齒輪傳動 蝸輪蝸桿傳動 齒輪傳動常用類型齒輪傳動常用類型二、齒輪傳動的應用 1傳動比 121221nzinzn1、n2 主、從動輪的轉速，r/minz1、z2 主、從動輪齒數(shù)

3、齒輪傳動的傳動比是主動齒輪轉速與從動齒輪轉速之比，也等于兩齒輪齒數(shù)之反比。 2應用特點 n能保證瞬時傳動比恒定，工作可靠性高，傳遞運動準確可靠n傳遞的功率和圓周速度范圍較寬n結構緊湊、可實現(xiàn)較大的傳動比n傳動效率高，使用壽命長n維護簡便（1）優(yōu)點 n運轉過程中有振動、沖擊和噪聲n齒輪安裝要求較高n不能實現(xiàn)無極變速n不適宜用在中心距較大的場合（2）缺點 一、齒輪傳動對齒廓曲線的基本要求 二、漸開線的形成及性質三、漸開線齒輪嚙合特性42 漸開線齒廓 一、齒輪傳動對齒廓曲線的基本要求l1 要求傳動平穩(wěn) 2 要求承載能力強二、漸開線的形成及性質 動直線沿著一固定的圓作純滾動時，此動直線上任一點K的運動

4、軌跡CK稱為漸開線漸開線，該圓稱為漸漸開線的基圓開線的基圓，其半徑以rb表示，直線稱為漸開線的漸開線的發(fā)生線發(fā)生線。 漸開線齒輪漸開線齒輪以同一個基圓上產生的兩條反向漸開線為齒廓的齒輪。漸開線齒廓的性質：漸開線齒廓的性質： n1 發(fā)生線在基圓上滾過的線段長等于基圓上被滾過的弧長n2 漸開線上任意一點的法線必切于基圓4 漸開線上各點的曲率半徑不相等3 漸開線的形狀取決于基圓的大小n5 漸開線上各點的齒形角（壓力角）不等6 漸開線的起始點在基圓上，基圓內無漸開線三、漸開線齒廓嚙合特性三、漸開線齒廓嚙合特性 l 1 能保持瞬時傳動比的恒定 2 具有傳動的可分離性 一、漸開線標準直齒圓柱齒輪各部分的名

5、稱 二、漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 三、外嚙合標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算 四、直齒圓柱內齒輪簡介 43 漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算寸計算 一、漸開線標準直齒圓柱齒輪各部分的名稱齒輪上各部分名稱齒輪上各部分名稱二、漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)l 標準齒輪的齒形角 l 齒數(shù) z l 模數(shù) m= p/ （幾何計算的最基本的參數(shù)）l 齒頂高系數(shù) ha* l 頂隙系數(shù) c* 1標準齒輪的齒形角 齒形角齒形角在端平面上，過端面齒廓上任意點K的徑向直線與齒廓在該點處的切線所夾的銳角，用表示。K點的齒形角為K。 漸開線齒廓上各點的齒形角

6、不相等，K點離基圓越遠，齒形角越大，基圓上的齒形角=0。 分度圓壓力角分度圓壓力角齒廓曲線在分度圓上的某點處的速度方向與曲線在該點處的法線方向（即力的作用線方向）之間所夾銳角，也用表示。 2齒數(shù)z 一個齒輪的輪齒總數(shù)。 3模數(shù)m 齒距p除以圓周率所得的商，即m p /。 模數(shù)已經(jīng)標準化。 齒數(shù)相等的齒輪，模數(shù)越大，齒輪尺寸就越齒數(shù)相等的齒輪，模數(shù)越大，齒輪尺寸就越大，輪齒也越大，承載能力越大。大，輪齒也越大，承載能力越大。 4齒頂高系數(shù)ha* 對于標準齒輪，規(guī)定ha= ha*m。ha*稱為齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)。我國標準規(guī)定：正常齒ha*1。 5頂隙系數(shù)c* 當一對齒輪嚙合時，為使一個齒輪的齒頂

7、面不與另一個齒輪的齒槽底面相抵觸，輪齒的齒根高應大于齒頂高，即應留有一定的徑向間隙，稱為頂隙頂隙，用c表示。 對于標準齒輪，規(guī)定cc*m。c*稱為頂隙系數(shù)頂隙系數(shù)。我國標準規(guī)定：正常齒c*0.25。三、外嚙合標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算三、外嚙合標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算 名稱名稱代號代號計算公式計算公式齒形角標準齒輪為20齒數(shù)z通過傳動比計算確定模數(shù)m通過計算或結構設計確定齒厚ss=p/2=m/2齒槽寬 e e=p/2=m/2齒距 pp=m基圓齒距 pbpb=pcos=mcos齒頂高 haha=ha*m=m名稱名稱代號代號計算公式計算公式齒根高 hfhf=(ha*+c*)m=1.25m

8、齒高 hh=ha+hf=2.25m分度圓直徑 dd=mz齒頂圓直徑 dada=d+2ha=m(z+2)齒根圓直徑 df df=d-hf=m(z-2.5)基圓直徑 dbdb=dcos標準中心距 aa=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2四、直齒圓柱內齒輪簡介四、直齒圓柱內齒輪簡介 直齒圓柱內齒輪 直齒圓柱內齒輪傳動 n內齒輪的齒頂圓小于分度圓，齒根圓大于分度圓n內齒輪的齒廓是內凹的，其齒厚和齒槽寬分別對應于外齒輪的齒槽和齒厚n為了使內齒輪齒頂?shù)凝X廓全部為漸開線，其齒頂圓必須大于基圓 *五、漸開線直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條 件和連續(xù)傳動條件 1正確嚙合條件 pb1=pb2 l 模數(shù)相等模數(shù)相

9、等 l 分度圓上的齒形角相等分度圓上的齒形角相等 2連續(xù)傳動條件 前一對輪齒尚未結束嚙合，后繼的一對輪齒已進入嚙合狀態(tài)。 一、斜齒圓柱齒輪傳動 二、直齒圓錐齒輪傳動 三、齒輪齒條傳動 44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 一、斜齒圓柱齒輪傳動一、斜齒圓柱齒輪傳動1斜齒圓柱齒輪的形成 直齒輪齒廓的形成 當發(fā)生面沿基圓柱作純滾動時，直線BB形成的一個螺旋形的漸開線曲面，稱為漸開線螺旋面漸開線螺旋面。 b稱為基圓柱上的螺旋角基圓柱上的螺旋角。 2斜齒輪傳動的嚙合性能 n齒的接觸線先由短變長，再由長變短，承載能力大，可用于大功率傳動n輪齒上的載荷逐漸增加，逐漸卸掉，承載和卸載平穩(wěn)、沖擊、振動和噪聲小

10、，使用壽命長n傳動平穩(wěn)、沖擊、振動和噪音較小 n適用于高速重載的場合 3斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 端面：垂直于齒輪軸線的平面，用 t 作標記法面：與輪齒齒線垂直的平面，用 n 作標記。 ：斜齒圓柱齒輪螺旋角 判別方法判別方法：將齒輪軸線垂直放置，輪齒自左至右上升者為右旋，反之為左旋。 4斜齒圓柱齒輪正確嚙合條件 n法面模數(shù)法面模數(shù)（法向齒距除以圓周率所得的商）相等相等，即m n1= m n2 = mn法面齒形角法面齒形角（法平面內，端面齒廓與分度圓交點處的齒形角）相等相等，即n1=n2 =n螺旋角相等、旋向相反螺旋角相等、旋向相反，即1= -2二、直齒圓錐齒輪傳動二、直齒圓錐齒輪傳動 以

11、大端的參數(shù)作為標準參數(shù)。 應滿足的條件：應滿足的條件： l 大端端面模數(shù)相等 l 大端齒形角相等 三、齒輪齒條傳動 斜齒條 直齒條 1齒條 齒輪的齒數(shù)增加到無窮多時，其圓心位于無窮遠處，齒輪上的基圓、分度圓、齒頂圓等各圓成為基線、分度線、齒頂線等互相平行的直線，漸開線齒廓也變成直線齒廓，齒輪即演化成為齒條。 齒條的主要特點：齒條的主要特點： n齒廓上各點的法線相互平行。傳動時，齒條作直線運動，且速度大小和方向均一致。n齒條齒廓上各點的齒形角均相等，且等于齒廓直線的傾斜角，標準值=20n不論在分度線上、齒頂線上，還是在與分度線平行的其他直線上，齒距均相等，模數(shù)為同一標準值。 2齒輪齒條傳動 v=

12、 n1d1=n1mz1 L=d1=mz1 v 齒條的移動速度，mm/minn1齒輪的轉速，r/mind1齒輪分度圓直徑，mmm齒輪的模數(shù)，mmz1齒輪的齒數(shù) L齒輪每回轉一周齒條的移動距離 一、齒面點蝕 二、齒面磨損 三、齒面膠合 四、齒面塑變五、輪齒折斷 45 漸開線齒輪失效形式漸開線齒輪失效形式 失效失效齒輪傳動過程中，若輪齒發(fā)生折斷、齒面損壞等現(xiàn)象，齒輪失去了正常的工作能力。 一、齒面點蝕點蝕多發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上。點蝕多發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上。 二、齒面磨損 齒面磨損是開式開式齒輪傳動的主要失效形式主要失效形式。 三、齒面膠合 高速和低速重載高速和低速重載的齒輪傳動，容易發(fā)生齒面膠合。 四、塑性變形 當齒輪的齒面較軟，在重載情況下，可能使表層金屬沿著相對滑動方向發(fā)生局部的塑性