模塊三 項(xiàng)目三 汽車齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及輪系課件

1、項(xiàng)目三 汽車齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及輪系學(xué)習(xí)目的：通過本章的學(xué)習(xí)具備汽車機(jī)械所應(yīng)用的齒輪傳動(dòng)的基本知識(shí)。學(xué)習(xí)要求：了解齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、應(yīng)用與分類；掌握漸開線齒輪基本特征以及傳動(dòng)特點(diǎn)；掌握漸開線斜齒輪的傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇一、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用齒輪傳動(dòng)依靠主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的嚙合，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。與其他傳動(dòng)相比，具有以下特點(diǎn)：1優(yōu)點(diǎn)1）適應(yīng)性廣。2）傳動(dòng)比恒定。3）效率較高，齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率一般在95以上。4）工作可靠，壽命較長(zhǎng)。5）可以傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)。2缺點(diǎn)1）制造和安裝精度要求高，成本高。第一節(jié)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、應(yīng)用與分類 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇2）低精度齒輪傳動(dòng)時(shí)噪

2、聲和振動(dòng)較大。3）不適于距離較大的兩軸間的運(yùn)動(dòng)傳遞等。二、齒輪傳動(dòng)的類型1）按照一對(duì)齒輪兩軸線的相對(duì)位置和輪齒的齒向，齒輪傳動(dòng)可分為：齒輪傳動(dòng)兩軸線平行圓柱直齒外嚙合 圖7-1a內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合 圖7-1b內(nèi)嚙合齒輪齒條嚙合 圖7-1c斜齒圖7-1d人字齒圖7-1e兩軸線平行圓柱直齒圖7-1f曲齒 圖7-1g兩軸線相錯(cuò)圓柱斜齒 圖7-1h蝸桿蝸輪 圖7-1i 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇2）按齒輪的齒廓曲線不同，齒輪傳動(dòng)又可分為漸開線、擺線和圓弧等三種。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇一、漸開線的形成及其嚙合特性1漸開線的形成如圖7-2所示，當(dāng)直線NK沿一圓作純滾動(dòng)時(shí)，直線上任意一點(diǎn)K的軌跡AK稱為該圓的漸

3、開線。這個(gè)圓稱為漸開線的基圓，其半徑和直徑分別用rb和db表示，直線NK稱為漸開線的發(fā)生線。第二節(jié)漸開線直齒圓柱齒輪 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇根據(jù)漸開線的形成過程可知，漸開線具有下列基本性質(zhì)：1）發(fā)生線沿基圓滾過的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的弧度。2）發(fā)生線NK是漸開線在任意點(diǎn)的法線。3）漸開線形狀取決于基圓的大小，如圖7-3所示。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇4）漸開線齒廓上任意點(diǎn)的法線與該點(diǎn)的速度方向線所夾的銳角ak稱為該點(diǎn)的壓力角，如圖7-4所示。5）基圓以內(nèi)無漸開線。2漸開線齒輪傳動(dòng)的嚙合特性（1）恒定的傳動(dòng)比 漸開線齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)比恒定、傳動(dòng)平穩(wěn)的特點(diǎn)。齒輪的傳動(dòng)比是指主、從動(dòng)齒輪角速度之比

4、，工程上又常用主從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速之比表示，即i12=1/ 2=n1/n2 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇2漸開線齒輪的基本參數(shù) （1）齒數(shù)z（2）齒頂圓da、齒根圓df（3）齒厚sk、齒槽寬ek和齒距pk（4）分度圓d、模數(shù)m和壓力角a（5）齒頂高、齒根高、齒全高 如圖7-6所示。三、內(nèi)齒輪與齒條1內(nèi)齒輪圖7-8所示為一圓柱內(nèi)齒輪，內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的漸開線。其特點(diǎn)是：1）齒厚相當(dāng)于外齒輪的齒槽寬，而齒槽寬相當(dāng)于外齒輪的齒厚。2）內(nèi)齒輪的齒頂圓在分度圓之內(nèi)，而齒根圓在分度圓之外。其齒根圓比齒頂圓大。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇3）齒輪的齒頂齒廓均為漸開線時(shí)，其齒頂圓必須大于基圓。2齒條圖7-9所示為一齒

5、條，其齒廓是直線。其特點(diǎn)是：1）齒廓上各點(diǎn)的法線相互平行，齒條移動(dòng)時(shí)，各點(diǎn)的速度方向、大小均一樣，故齒條齒廓上各點(diǎn)的壓力角相同。如圖所示，齒廓的壓力角等于齒形角，數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)壓力角值。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇2）齒條可視為齒數(shù)無窮多的齒輪，分度圓無窮大，成為分度線。任意與分度線平行的直線上的齒距均相等，即pk=m。分度線上s=e，其他直線上skek。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇4齒面膠合膠合是相嚙合齒面的金屬，在一定壓力下直接接觸發(fā)生粘著，同時(shí)隨著齒面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使金屬從齒面上撕落而引起的一種嚴(yán)重粘著磨損現(xiàn)象。膠合又有熱膠合和冷膠合之分。5塑性變形在過大的應(yīng)力作用下，輪齒材料因屈服產(chǎn)生塑性流動(dòng)

6、而形成齒面或齒體的塑性變形。齒輪的失效形式與傳動(dòng)工作情況相關(guān)。按工作情況，齒輪傳動(dòng)可分為開式傳動(dòng)和閉式傳動(dòng)兩種。開式傳動(dòng)是指?jìng)鲃?dòng)裸露或只有簡(jiǎn)單的遮蓋，工作時(shí)環(huán)境中粉塵、雜物易侵入嚙合齒間，潤(rùn)滑條件較差的情況，如圖7-13a所示。閉式傳動(dòng)是指被封閉在箱體內(nèi)，且潤(rùn)滑良好的（常用浸油潤(rùn)滑）的齒輪傳動(dòng)，如圖7-13b所示。開式傳動(dòng)以磨損及磨損后的折齒失效為主，閉式傳動(dòng)則以疲勞點(diǎn)蝕或膠合為主。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇一、斜齒圓柱齒輪齒面的形成和特點(diǎn)如圖7-14所示，直齒圓柱齒輪的齒廓，實(shí)際上是由與基圓柱相切做純滾動(dòng)的發(fā)生面S上一條與基圓柱軸線平行的任意直線KK展成的漸開線曲面

7、。第四節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇當(dāng)一對(duì)直齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，輪齒的接觸線是與軸線平行的直線，如圖7-15a所示，輪齒沿整個(gè)齒寬突然同時(shí)進(jìn)入嚙合和退出嚙合，所以容易引起沖擊、振動(dòng)和噪聲，傳動(dòng)平穩(wěn)性差。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇如圖7-18所示，斜齒輪按其齒廓漸開螺旋面的旋向，可以分為右旋和左旋兩種，旋向判別方法與螺桿相同。當(dāng)觀察者沿齒輪分度圓柱面的直母線方向看過去，輪齒上遠(yuǎn)離觀察者的任意一個(gè)端面齒廓，相對(duì)于接近觀察者的任意一個(gè)端面齒廓，按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過了一個(gè)角度時(shí)，此輪齒就稱為右旋齒。若按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過了一個(gè)角度時(shí)，此輪齒就稱為左旋齒。其判定方法也可用右手法則判別：手心對(duì)著自己，

8、四個(gè)手指順齒輪軸線方向擺著。若齒向與右手拇指指向一致，則該齒輪為右旋齒輪，如圖7-18a所示，反之，為左旋，如圖7-18b所示。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇三、幾何尺寸計(jì)算利用表7-3計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇一、錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)如圖7-19所示，錐齒輪傳動(dòng)用于相交軸之間的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力的傳遞。兩軸間的軸交角可根據(jù)傳動(dòng)的需要來確定。第五節(jié)錐齒輪傳動(dòng) 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇二、錐齒輪的參數(shù)和幾何計(jì)算 由于錐齒輪是以大端參數(shù)為基準(zhǔn)的，故其幾何尺寸計(jì)算也是以大端為準(zhǔn)，其齒頂高系數(shù)為ha*=1，頂隙系數(shù)c*=0.2。圖6-20中R為分度圓錐的錐頂?shù)酱蠖说木嚯x，稱為錐距。齒寬

9、b與錐距R的比值稱為錐齒輪的齒寬系數(shù)用R表示，一般取R=b/R=0.250.3，由6=RR計(jì)算出的齒寬應(yīng)圓整，并取大小齒輪的齒寬相等。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇錐齒輪傳動(dòng)的主要尺寸計(jì)算公式見表7-5。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇一、圓弧齒輪的應(yīng)用及類型圓弧齒輪傳動(dòng)在冶金、礦山、起重運(yùn)輸機(jī)械以及高速齒輪傳動(dòng)中得到廣泛應(yīng)用，目前在汽車主減速器中也多采用圓弧齒輪傳動(dòng)。圖7-21為圓弧齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它是一種以圓弧做齒廓的斜齒（或人字齒）輪。為加工方便，一般法面齒廓做成圓弧，而端面齒廓只是近似的圓弧。按照?qǐng)A弧齒輪的齒廓組成，圓弧齒輪可分為單圓弧齒輪傳動(dòng)和雙圓弧齒輪傳動(dòng)兩種型式。第六節(jié)圓弧齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介 電子

10、發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇二、圓弧齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)圓弧齒輪傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：1）圓弧齒輪齒面接觸強(qiáng)度比漸開線齒輪高11.5倍以上。 2）摩擦損失小，效率高（可達(dá)0.990.995），齒面磨損小。3）具有良好的跑合性，跑合后在齒廓法面上呈線接觸。4）圓弧齒輪無根切現(xiàn)象。小齒輪齒數(shù)可?。▃1min=68），其最小齒數(shù)主要是受軸的強(qiáng)度及剛度限制。5）對(duì)中心距及切齒深度、螺旋角的精度要求高。6）單圓弧齒輪輪齒的彎曲強(qiáng)度較弱。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇一、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)與類型如圖7-22所示，蝸桿傳動(dòng)用于傳遞空間兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常兩軸垂直交錯(cuò)，軸交角=90。蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)比大，在動(dòng)力傳動(dòng)

11、中一般i=8100，在分度機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)比可達(dá)1000；傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲??；結(jié)構(gòu)緊湊。主要缺點(diǎn)是：蝸桿傳動(dòng)效率低；蝸輪常需要用較貴重的青銅制造，故成本較高。在蝸桿傳動(dòng)中，是用蝸桿帶動(dòng)蝸輪傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。第七節(jié)蝸桿傳動(dòng) 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇按照蝸桿形狀的不同，蝸桿傳動(dòng)有以下類型：蝸桿傳動(dòng)圓柱蝸桿傳動(dòng)（圖7-23a）普通圓柱蝸桿傳動(dòng)阿基米德蝸桿（ZA蝸桿，圖7-25a）法向直廓蝸桿（ZN蝸桿，圖7-25b）漸線蝸桿（ZI蝸桿，圖7-25c）圓弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)（圖7-23b）錐蝸桿傳動(dòng)（圖7-23c）蝸桿傳動(dòng) 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇二、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸阿基米德蝸桿的軸向齒廓

12、是直線（圖7-25a），端面齒廓是阿基米德螺旋線。如圖7-26所示的阿基米德蝸桿傳動(dòng)。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇1模數(shù)m和壓力角a由于中間平面為蝸桿的軸面（腳標(biāo)用a1）與蝸輪的端面（腳標(biāo)用t2），因此蝸桿的軸向模數(shù)ma1、軸向壓力角aa1與端面模數(shù)mt2、端面壓力角at2分別相等，即ma1=mt2=maa1=at2=a2正確嚙合條件對(duì)非平行軸斜齒輪而言，其軸交角=|1+2|。蝸桿傳動(dòng)是非平行軸斜齒輪傳動(dòng)=90的特例，且蝸桿導(dǎo)程角=90-1，因此蝸輪螺旋角2必須與導(dǎo)程角相等，旋向相同，即2=。 綜上所述，阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件可歸納為ma1=mt2=maa1=at2=a2= 電子發(fā)燒

13、友 電子技術(shù)論壇3蝸桿分度圓直徑d由于加工蝸輪所用的刀具是與蝸桿分度圓相同的蝸輪滾刀，因此加工同一模數(shù)的蝸輪，有幾種蝸桿分度圓直徑，就需要幾種滾刀。4蝸桿的導(dǎo)程角、頭數(shù)z1和傳動(dòng)比i蝸桿頭數(shù)z1通常為1、2、4、6，蝸桿頭數(shù)越多，加工越不容易，但傳動(dòng)效率高。當(dāng)具有大的傳動(dòng)比或反行程自鎖（蝸輪主動(dòng)時(shí)自鎖）時(shí)，取z1=1，此時(shí)效率較低，一般分度機(jī)構(gòu)中多用z1=1；當(dāng)要求蝸桿具有較高效率時(shí)，取z1=2、4、6。當(dāng)傳遞功率較大時(shí)，為提高效率，可取z1=4。作為動(dòng)力傳動(dòng)，通常取z1=23。與螺桿相同，蝸桿的旋向分為左旋和右旋，常用右旋。導(dǎo)程角越大，傳動(dòng)的效率越高。常用的范圍為333.5。蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比

14、由下式確定 i=n1/n2=z1/z2=d2/d1tan式中，i為蝸桿傳動(dòng)比；n1，n2為分別為蝸桿和蝸輪的轉(zhuǎn)速；d1、d2為分別為蝸輪和蝸桿的分度圓直徑。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇5幾何尺寸阿基米德蝸桿傳動(dòng)的凡何尺寸關(guān)系如圖7-26所示， 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇三、蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向的總判定1螺旋方向的判定蝸輪與斜齒輪一親，也分左旋齒和右旋齒，如圖7-27所示。蝸桿、蝸輪的螺旋方向可用右手法則判定，其判室方法同斜齒輪的旋向判定。圖7-27所示的蝸桿和蝸輪均為右旋。2蝸桿傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向聽判定蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向，不僅與蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)，而且還與蝸桿的螺旋方向有關(guān)。蝸輪旋轉(zhuǎn)方向的判定方法如下：當(dāng)蝸桿是

15、右旋（或左旋）時(shí)，伸出右手（或左手）半握拳，用四指順著蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向，這時(shí)與大拇指向相反，就是蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向，如7-28所示。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇一、選擇題 1、齒輪傳動(dòng)中大體有三種齒廓曲線的齒輪，其中齒輪制造容易、便于安裝、互換性亦好，應(yīng)用最廣。A、漸開線B、擺線C、圓弧2、齒輪傳動(dòng)能保證兩輪恒等于常數(shù)。A、傳動(dòng)比B、平均傳動(dòng)比C、瞬時(shí)傳動(dòng)比3、一對(duì)剛性齒輪外嚙合時(shí)，過齒廓接觸點(diǎn)所作的公法線與兩輪中心線連線的交點(diǎn)所作的兩個(gè)相切的圓稱為。A、分度圓B、節(jié)圓C、齒項(xiàng)圓D、齒根圓4齒條的齒廓曲線是一條直線，其原因是變成無窮大。A、分度圓B、節(jié)圓C、基圓D、齒項(xiàng)圓5、剛性齒廓嚙合傳動(dòng)比為定值的

16、條件是為定點(diǎn)。A、節(jié)圓B、分度圓C、基圓D、節(jié)點(diǎn)C復(fù)習(xí)試題 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇6、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)與直齒圓柱齒輪傳動(dòng)相比最大的優(yōu)點(diǎn)是： 。A、傳動(dòng)效率高B、傳動(dòng)比恒定C、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小7、能夠?qū)崿F(xiàn)相交軸之間的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力的傳遞的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是 。A、直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)B、斜齒圓齒輪機(jī)構(gòu)C、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)8、直齒錐齒輪的輪齒分布在圓錐面上，因此有大端、小端之分。為便于計(jì)算和測(cè)量，通常取錐齒輪的為標(biāo)準(zhǔn)值，即 為標(biāo)準(zhǔn)值。A、小端參數(shù)B、小端模數(shù)C、大端參數(shù)D、大端模數(shù)9、蝸桿傳動(dòng)用于傳遞軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。A、兩平行B、兩相交C、兩空間交錯(cuò)10、阿基米德蝸桿的軸向齒廓是 ，端面齒廓是 。A、阿基米

17、德螺旋線B、直線 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇二、填空題1、按齒輪的齒廓曲線不同，齒輪又可分為、 和等三種齒輪。2、漸開線齒輪傳動(dòng)的為恒定值，就保證了漸開線齒輪傳動(dòng)的 。3、漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合條件為：兩輪的和必須分別相等并為標(biāo)準(zhǔn)值。4、內(nèi)齒輪的齒厚相當(dāng)于外齒輪的 ，而齒槽寬相當(dāng)于外齒輪的 。5、避免發(fā)生齒輪根切的措施是和 。6、為使設(shè)計(jì)、制造和互換方便，在齒輪上取某一個(gè)圓，使其具有和 ，這個(gè)圓就是分度圓。7、常見的失效形式有 、 、齒面磨損、 以及塑性變形等幾種形式。 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇8、斜齒輪按其齒廓漸開線螺旋面的旋向，可以分為和兩種。 9、直齒錐齒輪按其頂隙沿齒寬是否變化，可分

18、為收縮齒和 收縮齒兩種。10、普通圓柱蝸桿傳動(dòng)主要有 、法向直廓蝸桿傳動(dòng)和三種類型。三、判斷題1、漸開線形狀取決于基圓的大小。（ ）2、在制造、安裝過程中，一對(duì)相互嚙合的齒輪的中心距的微小誤差會(huì)改變其瞬時(shí)傳動(dòng)比，因此在制造、安裝要求較高。（ ）3、齒輪參數(shù)中最基本的參數(shù)是齒數(shù)、模數(shù)、壓力角。（ ）4、兩齒輪模數(shù)相同時(shí)，說明其漸開線齒廓曲線一致。（ ） 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇5、用展成法加工齒輪時(shí)，當(dāng)齒數(shù)較少時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)刀具的頂部切人齒輪的根部，將齒輪根部的漸開線切去的現(xiàn)象，通常稱之為根切。（ ）6、內(nèi)齒輪與外齒輪一樣，其齒頂圓大于分度圓，也大于齒根圓。（ ）7、斜齒圓柱齒輪螺旋角8越大，輪齒越傾斜，則傳動(dòng)的平穩(wěn)性越好，但軸向力也越大。（ ）8、蝸桿傳動(dòng)與其他齒輪傳動(dòng)相比較，最大的特點(diǎn)是傳動(dòng)比大，是其他齒輪機(jī)構(gòu)所無法實(shí)現(xiàn)的。（ ）9、蝸桿傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比，輪齒相互接觸的時(shí)間較長(zhǎng)，所以傳動(dòng)平穩(wěn)。（ ）10、圓弧齒與漸開線齒一樣可以制成直齒，也可制成斜齒等形式。（ ） 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇四、計(jì)算題1、有一齒輪傳動(dòng)，主動(dòng)輪齒數(shù)z1=2