機械設(shè)計課件09齒輪機構(gòu)

1、1傳動系統(tǒng)的設(shè)計方案設(shè)計運動與動力設(shè)計零的工作能力計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計傳動系統(tǒng)的組成及主要類型組成傳動裝置軸及軸系零離合器、制動器等傳動類型齒輪傳動蝸桿傳動帶傳動鏈傳動傳動系統(tǒng)的特性及參數(shù)轉(zhuǎn)速、線速度、傳動比機械效率、功率和轉(zhuǎn)矩機械傳動系統(tǒng)vvFF2Gear & Gearing Types(續(xù))Gear Form and Shaft arrangementSpur, ParallelHelical, Parallel or SkewWorm, PendicularBevel,ersectingTooth ProfileInvolute curveCycloidGleason tooth1.2 Gea

2、r & Gearing TypesAccording to working conditionopen, enclosed and half enclosed gearingTooth surface hardnesssoft tooth surface gearing軟齒面齒輪(350 HBS)stiff tooth surface gearing硬齒面齒輪(350 HBS)Transmisratiocylindrical gear圓形齒輪傳動(i 恒定即定比傳動)non-cylindrical gear非圓形齒輪傳動(i 是變化的即變比傳動)1.1 齒輪傳動的特點Advantages:Th

3、e wide scope ofer and velocityConstant transmisratioHigher efficiencyLonger Life-spanCompact mechanical structureDisadvantages:制造齒輪需要機床和設(shè)備，成本較高，齒輪精度(preci)低時，傳動噪聲(noise)和振動 (vibration, shock)較大，不宜用于軸間距離過大的場合。Gears and Gearingroduction齒輪傳動的特點Gear & Gearing Types齒輪傳動應(yīng)滿足的基本要求Fundamental law of toothed

4、gearingInvolute-shGear漸開線齒輪的加工根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)2 齒廓嚙合基本定律G1O1nOOCt r1vvCKN11211221OCCi12OCt r2212如何保證定傳動比？N2節(jié)點(Pitch Po)n節(jié)圓(Pitch Circle)G2O23齒輪傳動類型選擇的原則滿足使用要求考慮工藝條件考慮合理性、先進性和經(jīng)濟性的要求1.3 齒輪傳動應(yīng)滿足的基本要求Provioular velocity ratios t are exactly constant傳動準(zhǔn)確平穩(wěn)即要求其瞬時傳動比i 恒定不變，以免齒輪傳動在工作的過程中產(chǎn)生沖擊、振動和噪聲。Higher Capacity承

5、載能力高即要求齒輪傳動尺寸小，重量輕，傳遞較大的動力，且有較長的安全使用。英文名稱Spur Gear TransmisHelical Gear TransmisCrossed-axis helical gearsBevel Gear TransmisStraight Bevel GearsSpiral Bevel Gears螺旋錐齒輪Herringbone Gear TransmisWorm Gear Transmis3.1 Involute GenerationAO43 Involute-shGearInvolute generation 2.Involute properties 3.漸開

6、線齒廓的嚙合特性漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動共軛齒廓(Conjugate Gear-tooth)凡是滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓稱為共軛齒廓共軛齒廓的齒廓曲線稱為共軛曲線。Conjugate CurveInvolute curveCycloidGleason toothDefinitionThe basic law of conjugate gear-tooth action sest:As the gears roe, the common normal to the poof contact must alwaysersect the line of centers

7、at the same poC, called ttch p.一對齒廓在任一位置嚙合時，過接觸點作齒廓公法線，必通過固定節(jié)點C，它們的傳動比與連心線O1O2被節(jié)點C所分成兩個線段成反比。這一規(guī)律稱為齒廓嚙合基本定律。5aa幾個概念O2輪2不同瞬時嚙合點的軌跡，稱為嚙合線。2r rb2 b2理論上，漸開線齒輪的嚙合線為線段N2N1N2，又稱線段N1N2為理論嚙合線。tKCt理論嚙合線N1N2與兩K節(jié)圓公切線tt之間所夾的銳角，稱為嚙rb1rb1N1合角。1輪1O13.3 漸開線齒廓的嚙合特性O(shè)2輪2能實現(xiàn)定比傳動2r rb2b2N2中心距可變性KtCt傳力方向不變Krb1rb1N11輪1O13.

8、2 Involute Properties發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的圓弧vk長度Kt漸開線上任一點的法線恒trk切于基圓A 漸開線上離基圓愈遠的部k 分，其曲率半徑愈大rbkBO漸開線的形狀取決于基圓的大小基圓內(nèi)無漸開線相關(guān)名詞當(dāng)直線BK沿半徑為rb的圓作純滾動時，直線上任一點K的vk軌跡就是該圓的漸開線。Kt這個圓稱為基圓(Basecircle)，rb稱為基圓半徑trk直線BK稱為漸開線的發(fā)生線A k(Generating line)kK稱為漸開線上點K的展角rbB(Developed angle)Ok, Prere angle6英文名稱基圓齒距與法向齒距分度圓pn pb基圓3

9、.4.1 外齒輪各部分的名稱分度圓齒頂圓、齒根圓齒全高h=hf+ha基圓齒厚齒槽寬齒距法向齒距漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪分類：（一）外齒輪 (External gear)齒輪各部分的名稱和符號基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的幾何尺寸（二）內(nèi)齒輪 (ernal gear)（三）齒條 (Rack)7分度圓模數(shù)m分度圓周長為d=zp，于是d=zp/z為整數(shù)，而p/為無理數(shù)，因而d也是無理數(shù)，用無理數(shù)尺寸作為設(shè)計基準(zhǔn)是很不利的。為了便于設(shè)計、加工和檢驗，人為地將p/用m表示，并取其為一有理數(shù)列。即m p外齒輪基本參數(shù)齒數(shù)z分度圓模數(shù)m分度圓壓力角齒頂高系數(shù) h*ha h *maa頂隙系數(shù)C * h h *c*mfa中英

10、對照(續(xù))Center Distance 實際中心距aWorking Pitch Diameter節(jié)圓直徑dAddendum 齒頂高Whole Depth齒全高 Outside Diameter 齒頂圓直徑 Root Diameter齒根圓直徑 Involute Function漸開線函數(shù)Center Distance Increment Factor 中心距分離系數(shù)中英對照Module模數(shù)mPrere Angle壓力角Number of Teeth 齒數(shù)zPitch Diameter分度圓直徑d Base Diameter基圓直徑db Center Distance 標(biāo)準(zhǔn)中心距aCoeffi

11、cient of Profile Shift變位系數(shù)xWorking Prere Angle嚙合角6104050m8漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸d mzhh *md dcosa abp mhf h * a c*m mh ha h f2 *ha*c s e 2cc * ma1 d d m zzda d 2 a h2 122 12p pcosdf d 2 f hb標(biāo)準(zhǔn)齒輪基本參數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值，具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根高，分度圓齒厚等于齒槽寬(s=e)的直齒圓柱齒輪稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。分度圓壓力角Prere angles of gear sets are standrdized at a faew value

12、s.The standard values are 14.5, 20 ,25 with 20 being te most commonly h used.的定義整分度圓完：分度圓就是齒輪中具有標(biāo)準(zhǔn)模。力角的圓壓數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)Standard Modules11.251.522.5345128162025329正確嚙合條件欲使處于嚙合線上的各對輪齒都能嚙 合，必須使兩輪的相鄰?fù)瑐?cè)齒廓間的法向齒距相等。即正確嚙合條件為：m1=m2=m1=2=3.5 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動（一）正確嚙合條件（二）連續(xù)傳動條件（三）標(biāo)準(zhǔn)安裝中心距齒條(Rack)與齒輪不同點齒條齒廓直線上各點壓力角相同，且等于齒廓線的傾

13、斜角，此角稱為齒形角，標(biāo)準(zhǔn)值為20 。與齒頂線平行的各直線上齒距都相同。模數(shù)為同一標(biāo)準(zhǔn)值，與齒頂線平行的各直線中，有一條為中線，中線上齒條的齒厚等于齒槽寬。Bph中線ahfes3.4.3 內(nèi)齒輪與外齒輪不同點內(nèi)齒輪頂圓小于分度B圓，根圓大于分度esp hfr圓。harbar rf內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的，其齒厚和齒槽寬分別對應(yīng)于外齒輪的齒槽寬和齒厚。10標(biāo)準(zhǔn)安裝中心距齒輪傳動的正確安裝，指的是無齒側(cè)間隙安裝，一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確安裝的中心距，稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距，用a表示。m z z a 12 2注意重合度越大，表示同時參與嚙合的輪齒的對數(shù)多，傳動就越平穩(wěn)，每對輪齒承擔(dān)的載荷也越小，從而提高了齒輪的承載能力

14、。實際嚙合線段與重合度實際嚙合線段B 1B22個概念： 重合度Pb齒輪傳動連續(xù)傳動的條件：連續(xù)傳動條件一對漸開線齒輪連續(xù)傳動，意指從一對輪齒的嚙合過渡到另一對輪齒嚙合不但要滿足定傳動比傳動，同時還要滿足連續(xù)傳動。11加工展成法這是目前齒輪加工中最常用的 法。它是利用一對齒輪（或齒輪與齒條）互相嚙合時，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來切齒的。用展成法切齒常用的刀具有：齒輪插刀、齒條插刀和齒輪滾刀。仿形法仿形法是用與齒輪齒槽形狀相同的盤形銑刀或指狀銑刀在銑進行加 工4 漸開線齒輪的加工仿形法展成法125.1 根切(Undercut)現(xiàn)象為了減小齒輪傳動的尺寸和重 量，當(dāng)傳動比和模數(shù)一定時，希望選用齒數(shù)z1較少的小齒輪，從而使大齒輪的齒數(shù)z2隨之減少。