精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第6章

1、1. 傳動(dòng)比恒定；2. 適用圓周速度和功率范圍廣；3. 效率高；4. 結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠且壽命長(zhǎng)。5. 制造安裝精度高，成本高；6. 不適宜傳遞遠(yuǎn)距離的運(yùn)動(dòng)。 第六章 齒輪機(jī)構(gòu)一、優(yōu)缺點(diǎn) 齒輪機(jī)構(gòu)是目前應(yīng)用最廣的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一，用來傳遞空間任意兩軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 1 齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和分類 二 分類：按傳動(dòng)時(shí)兩輪軸的相對(duì)位置分1.平面齒輪機(jī)構(gòu)（平行軸）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)外嚙合齒輪傳動(dòng)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)齒輪與齒條傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng)2.空間齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)(直、斜、曲齒)(兩軸相交)蝸桿傳動(dòng).(兩軸相錯(cuò)) 3 按齒輪工作情況分： 1）開式傳動(dòng) 2）閉式傳動(dòng) 4 按齒的園周速度

2、分：高，低，中三類KO1O212nnv1v2ZP不卡不離.處處相切接觸.法線上沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng).abc瞬時(shí)傳動(dòng)比 i12 =對(duì)齒廓曲線的要求:2 齒廓嚙合基本定律一、齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)角速比(傳動(dòng)比)因?yàn)镵ab 與KO2Z相似，則節(jié)點(diǎn)（公法線與連心線的交點(diǎn)）節(jié)圓（以O(shè)1、O2為圓心,過節(jié)點(diǎn)的圓 ）二、齒廓嚙合的基本定律KO1O212nnv1v2ZPabc 不論兩齒廓在何位置接觸，過其接觸點(diǎn)所作兩齒廓的公法線均須與連心線交于一定點(diǎn)P 。常用的齒廓曲線有: 擺線、漸開線、圓弧 瞬時(shí)傳動(dòng)比等于齒廓接觸點(diǎn)的公法線將連心線截為兩段線段的反比。傳動(dòng)比恒定的條件：3 漸開線及漸開線齒輪一、漸開線的形成 當(dāng)一直線在一

3、圓周上作純滾動(dòng)時(shí)，此直線上任一點(diǎn)的軌跡稱該圓的漸開線。 該圓稱基圓；該直線稱為發(fā)生線。發(fā)生線K基圓半徑rbAB基圓K二、漸開線的性質(zhì)1. NK = AN .2. 法線切于基圓 ( NK = rK)3. 漸開線形狀取決于 rb .4. 基圓內(nèi) 漸開線 無NArKaKaKKrKrbONAcosaK = ， rKrbrK aK F漸開線的極坐標(biāo)參數(shù)方程kaK的漸開線函數(shù)（表8-1）5.漸開線上各點(diǎn)壓力角不等。三.漸開線齒廓的嚙合特性1. 能保證恒定傳動(dòng)比 法線必同時(shí)切于兩基圓傳動(dòng)中 兩基圓大小和位置均不變、 且同一方向的內(nèi)公切線N1N2只有一條故 接觸點(diǎn)法線與連心線的交點(diǎn)P位置不變傳動(dòng)比恒定2. 力

4、作用線方向不變3. 具有中心距可分性Frb4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪各部分名稱和幾何尺寸一、外齒輪各部分名稱或分度圓（d、p、s、e 、 = 20o ）模數(shù)有標(biāo)準(zhǔn)系列（表8-2）分度圓（定義） 模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓.令齒數(shù) ZdfdaSkek齒頂圓直徑 da齒根圓直徑 df任意圓齒厚 sk任意圓齒槽寬 ek任意圓齒距 Pk= sk + ekd(基本參數(shù)為 m、Z、 和 h 、c* )*a1.分度圓直徑 2.基圓直徑4.齒頂高5.齒根高頂隙系數(shù)齒頂高系數(shù)正常齒制3.齒全高 基準(zhǔn)6. 齒頂圓直徑7. 齒根圓直徑8. 齒距9. 齒厚10.齒槽寬dhahfhdfdaes二、基本參數(shù)和計(jì)算三、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱

5、齒輪幾何尺寸的計(jì)算1、齒輪模數(shù)、幾何尺寸計(jì)算（P75表6-3）2、標(biāo)準(zhǔn)齒條特點(diǎn): 2）與分度線平行的任一條直線上齒距p相等p=m 。1）齒廓為一直線,壓力角不變,也稱為齒形角.5 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)一、正確嚙合的條件 保證前后兩對(duì)輪齒有可能同時(shí)在嚙合線上相切接觸。條件：傳動(dòng)比m1 = m2 = ma1 = a2 = a二、齒輪傳動(dòng)的中心距（無側(cè)隙、頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值）a1. 節(jié)圓 d 、嚙合角 2.具有標(biāo)準(zhǔn)頂隙的中心距a = r1 + r2= r1 (h*+c*) m +c* m + r2 + h*m = rf1 +c+ ra2rf1ra2= r1 + r2標(biāo)準(zhǔn)中心距3. 無側(cè)隙嚙合中心

6、距條件:S1 = e2 ; e1 = S2 .4. 標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)齒輪: S = e = m/2 且 m1 = m2 .當(dāng)兩標(biāo)準(zhǔn)直齒輪按分度圓相切來安裝, 為正確安裝。a重合度分析：1） =1 表示在嚙合過程中，始終只有一對(duì)齒工作； 2） 1 2 表示在嚙合過程中，有時(shí)是一對(duì)齒嚙合， 有時(shí)是兩對(duì)齒同時(shí)嚙合。 重合度傳動(dòng)平穩(wěn)性承載能力。五、連續(xù)傳動(dòng)條件重合度的計(jì)算重合度與Z1、Z2及有關(guān) 齒數(shù)愈多 重合度愈大 嚙合角愈大 重合度愈小6 漸開線齒廓的切制原理、根切和最少齒數(shù)一、切削原理刀號(hào)12345678加工齒數(shù)范圍12 1314 1617 2021 2526 3435 5455 134135 每

7、把刀的刀刃形狀,按它加工范圍的最少齒數(shù)齒輪的齒形來設(shè)計(jì)。刀具的選擇與m、z有關(guān)1.仿型法（成型法） 精度低、生產(chǎn)率低刀具：1. 指形銑刀 2. 圓盤銑刀2.范成法切削 （沿輪坯軸向）進(jìn)刀和讓刀 （沿輪坯徑向）范成運(yùn)動(dòng) （模擬齒輪嚙合傳動(dòng)）刀具與輪坯以i12=1/2=Z2 /Z1回轉(zhuǎn) 用同一把刀具,通過調(diào)節(jié)i12 ,就可以加工相同模數(shù)、相同壓力角 ,不同齒數(shù)的齒輪。齒輪插刀齒條插刀齒輪滾刀二、根切現(xiàn)象、不根切的最少齒數(shù)和變位修正法1.根切現(xiàn)象 用范成法切削標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí),如果齒輪的齒數(shù)過少，刀具的齒頂就會(huì)切去輪齒根部的一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。2.根切原因.刀具的齒頂線超過了極限嚙合點(diǎn)N PN1aB

8、23 .避免發(fā)生根切的方法不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)PN1 PB2harrsinaa hasinamZ 2sina msina*ha得: Zsin2a*ha2當(dāng) = 200、*ha= 1、Zmin = 17不根切條件4.避免發(fā)生根切的措施限制小齒輪的最小齒數(shù)；減少齒頂高系數(shù)(重合度減少、非標(biāo)準(zhǔn)刀具)；增大分度圓壓力角(正壓力徑向力增大、非標(biāo)準(zhǔn)刀具)；BPN1xm（x 變位系數(shù)，m 模數(shù)） 通過改變刀具與輪坯的相互位置以避免根切，從而達(dá)到可以制造較少齒數(shù)的齒輪。這樣制造出來的齒輪稱為變位齒輪。切齒刀具所移動(dòng)的距離 xm 稱為移距。 采用變位修正法：7 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)1.齒廓曲面的形成 直齒輪:AA是

9、直線。 斜齒輪:AA是螺旋線。斜齒輪齒廓曲面為: 螺旋漸開面一、斜齒圓柱齒輪的形成原理和噬合特點(diǎn)2.特點(diǎn)（與直齒圓柱齒輪比較） 傳動(dòng)較為平穩(wěn)，適用于高速傳動(dòng)，沖擊和噪聲小。 二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸的計(jì)算1.主要參數(shù)(端面參數(shù))進(jìn)刀方向其它幾何尺寸計(jì)算（見表8-6） 螺旋角(左旋右旋） 齒 距 Pn=Ptcos 模 數(shù) mn=mtcos 齒 寬 b=B/cos法向參數(shù)規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值。為什么？（mn、n、han*,cn*）PtPndbB(法向參數(shù))2.幾何尺寸分度圓直徑 d = mtz= mnz/cos中心距 a = mn（z1+z2）/2 cos求:旋向左旋右旋2、重合度三、正確嚙合

10、條件和重合度 模數(shù)和壓力角分別相等且螺旋角的大小相等、旋向相反（一個(gè)左旋，另一個(gè)右旋）。B2B1BVe1、正確嚙合條件四、當(dāng)量齒數(shù)不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)為當(dāng)量齒輪 齒形與斜齒輪的法向齒形接近的“直齒輪”當(dāng)量齒數(shù) “直齒輪”的齒數(shù) 橢圓在節(jié)點(diǎn)的曲率半徑為當(dāng)量齒輪的分度圓半徑：斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù) 五 斜齒輪的優(yōu)缺點(diǎn) 與直齒輪相比，斜齒輪具有以下優(yōu)點(diǎn):1齒廓接觸線是斜線，輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合和逐漸脫離嚙合的，故運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊和噪聲小。2重合度較大，并隨齒寬和螺旋角的增大而增大。故承載能力較高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，適于高速傳動(dòng)。3最少齒數(shù)小于直齒輪的最小齒數(shù) 。 齒輪的主要缺點(diǎn)是斜齒齒面受向力F時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向分力需要安

11、裝推力軸承，從而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。8 圓錐齒輪機(jī)構(gòu)一 直齒圓錐齒輪的傳動(dòng)比兩輪分度圓錐角 ， 兩輪大端分度圓直徑時(shí) 二 直齒圓錐齒輪的背錐和當(dāng)量齒數(shù) 1背錐2當(dāng)量齒數(shù) 將背錐面展成一扇形平面，故圓錐齒輪傳動(dòng)可以轉(zhuǎn)化為平面扇形齒輪傳動(dòng) 。由圖可知，當(dāng)量齒輪的分度圓半徑為 故得三 直齒圓錐齒輪幾何尺寸計(jì)算為了便于計(jì)算和測(cè)量，圓錐齒輪的參數(shù)和幾何尺寸均以大端為準(zhǔn)，取大端模數(shù)m為標(biāo)準(zhǔn)值，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪各部分名稱和幾何尺寸計(jì)算公式見P92表6-6。 9 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)一 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)1傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)、沖擊和噪聲均很小。 2能獲得較大的單級(jí)傳動(dòng)比，故結(jié)構(gòu)比較緊湊。 3當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角 小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角 時(shí)，機(jī)構(gòu)具有自鎖性。 4由于嚙合輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度較高，使得摩擦損耗較大，因而傳動(dòng)效率較低 二 蝸桿蝸輪傳動(dòng)的類型 蝸桿蝸輪傳動(dòng)按照蝸桿的形狀不同，可分為圓柱蝸桿傳動(dòng)、圓弧面蝸桿傳動(dòng)和錐面