齒輪課件學習

1、2021/3/141 齒輪 2021/3/142 第一節(jié) 概述 齒輪機構是一種是應用最廣泛的機械傳動, 是一種嚙合傳動。 2021/3/143 優(yōu)點優(yōu)點 1.1. 傳動比準確傳動比準確 2.2. 結構緊湊結構緊湊 3.3. 工作可靠工作可靠 4.4. 效率高效率高,=0.97-0.99,=0.97-0.99 5.5. 壽命長壽命長 6.6. 適用范圍廣適用范圍廣, ,允許傳遞允許傳遞 的功率大的功率大, ,速度高速度高 2021/3/144 缺點缺點 1.1. 制造精度要求高制造精度要求高 2.2. 成本較高成本較高 3.3. 不適用較大中心距不適用較大中心距 傳動傳動 4.4. 減振性能和抗

2、沖擊減振性能和抗沖擊 性能不如帶傳動性能不如帶傳動 齒輪 2021/3/145 分類 按工作條件 1) 開式齒輪傳動 2) 閉式齒輪傳動 按齒面硬度 1) 軟齒面 HB 350 2) 硬齒面 HB 350 2021/3/146 直齒輪(內嚙合) 齒輪齒條 直齒輪(外嚙合) 兩軸平行兩軸平行 2021/3/147 斜齒輪人字齒輪 2021/3/148 圓錐齒輪 兩軸相交兩軸交叉 非平行軸齒輪 2021/3/149 不完整的齒輪傳動 2021/3/1410 非圓齒輪 橢圓齒輪機構對數螺線齒輪機構 三角形齒輪機構矩形齒輪機構 2021/3/1411 兩軸平行(圓 柱齒輪) 1. 兩軸相交 (圓錐齒輪

3、) 1. 兩軸交錯 直齒 圓柱齒輪 齒輪齒條 外嚙合 內嚙合 斜齒 人字齒 直齒 曲齒 圓柱齒輪 齒輪齒條 外嚙合 內嚙合 曲齒(圓錐齒輪) 斜齒輪 齒輪傳動 （按兩嚙合 齒輪軸線的 相對位置） 2021/3/1412 第二節(jié) 齒廓嚙合基本定律 對齒輪傳動的基本要求: 瞬時傳動比恒定,傳動平穩(wěn) 齒輪靠主動輪齒廓推動 從動輪齒廓來傳遞運動和動 力,因此要研究齒廓的形狀 對瞬時傳動比的影響。 1 2 2 1 12 z z n n i 2021/3/1413 畜力翻車汲水圖 早期的齒輪是用木 料制造的,齒廓為直 線形,齒距要求不嚴 格，承載能力很小， 傳動質量也很低。 2021/3/1414 為什么

4、齒輪的齒形是曲線? 1 1 2 3 1 1 ,2a時, cos cos coscos)( 2121 arrrr bb coscos) ( 2121 arrrr bb coscosaa 2021/3/1431 4、嚙合角 嚙合線與過節(jié)點C所 作兩節(jié)圓的公切線 的夾角,稱為嚙合角 。 嚙合角節(jié)圓壓力 角。 2021/3/1432 思考題 嚙合角與壓力角有什么關系和 區(qū)別? 關系:標準安裝的標準齒輪的 嚙合角與壓力角的大小相同, 都是20。 區(qū)別: 嚙合角就是嚙合線與過節(jié)點C 所作兩節(jié)圓的公切線的夾角, 隨安裝中心距的不同而不同。 壓力角在齒輪齒廓上各點位置 的不同而不同。 2021/3/1433

5、思考題 漸開線齒輪在嚙合時,兩個齒 面之間是否是純滾動? O2 O1 2 1 K 1 2 v2 v1 N N C 2211 coscosvv 2211 sinsinvv Vt0,兩個齒面之間就不是純 滾動。 2211 sinsinvvvt 相對滑動速度: 2021/3/1434 齒根圓直徑df 齒寬b 齒厚sk槽寬ek 分度圓直徑d,標準齒輪的 分度圓上: s=e 齒距（周節(jié)）p ,分度圓 上的齒距p=s+e 齒頂高ha 齒根高hf 全齒高h h=ha+hf 頂隙c 齒頂圓直徑da 第四節(jié) 漸開線標準直齒圓柱齒輪 各部分名稱及基本參數 各部分名稱 2021/3/1435 二基本參數 直齒圓柱齒

6、輪的參數有五個直齒圓柱齒輪的參數有五個: : 齒數齒數z z, , 模數模數m m, , 壓力角壓力角， 齒頂高系數齒頂高系數h ha a* *, , 頂隙系數頂隙系數c c* *; ; 其中其中m m， h ha a* *, c, c* *已標準化。已標準化。 如果如果m， h ha a* *, c*是標準值，且是標準值，且 s=e，稱為，稱為標準齒輪標準齒輪 2021/3/1436 二基本參數 1模數m dzp d p z p m 令：mzd 2021/3/1437 模數與尺寸的關系 2021/3/1438 2壓力角 O N K rb r Fn v ) r r b cos 標準值 =20

7、分度圓: 具有標準模數和標準壓 力角的圓 基圓直徑 cos ddb 1 2 1 2 2 1 12 d d z z n n i 2021/3/1439 思考題思考題: :分度圓和節(jié)圓有什么關系和區(qū)別分度圓和節(jié)圓有什么關系和區(qū)別? ? 1 2 1 2 1 2 b b r r r r CO CO i O1 1 r 1b r 2 r 2b r O2 N1 N2 C 1 2 1 2 2 1 12 d d z z n n i 2021/3/1440 徑節(jié)制齒輪 在采用英制為計量單位的國家中,徑節(jié)DP是齒輪 的基本參數,單位是1/in、1/ft。 徑節(jié)DP是指每英寸長度分度圓直徑有多少個齒: DP=z/d

8、1/in 例:英制齒輪的齒數為80，分度圓直徑為10in 則其徑節(jié)：DP=z/d=80/10=8 當齒輪的齒數一定時，DP越大，輪齒尺寸越小 2021/3/1441 徑節(jié)與模數的關系 由DP=z/d m=d/z 得: DP=1/m25.4(1/in) 或 m=25.4/DP(mm) 徑節(jié)制齒輪不能用模數制齒輪來替換,也不能 用模數制齒輪刀具生產出來。 例:DP10(1/in)的輪齒,根據 m=25.4/DP(mm) 2.54mm 模數標準系列中沒有2.54這個模數。 2021/3/1442 為什么壓力角取20 ? 確定齒輪分度圓上壓 力角大小的目的是為 了在一定基圓的漸開 線上,取哪一段作為

9、齒輪的齒廓最合適。 從傳遞力矩的大小及 效率來看:分度圓上 壓力角越小,越省力， 效率越高。 Fn K Ft Fr 2021/3/1443 壓力角的取值 壓力角過小: 齒的根部厚度較薄,容 易在根部折斷,齒輪的 承載能力較差; 一部分齒廓在基圓以 內，導致齒根部分無 法滿足漸開線齒輪傳 動的要求，影響傳送 質量。 2021/3/1444 壓力角的取值 壓力角過大: 做出的齒形上尖下寬,齒 根較厚,齒頂較尖。 輪齒強度有所提高，但 傳動很費力，效率降低。 2021/3/1445 壓力角的取值 我國規(guī)定標準齒輪壓 力角=20,就表示取 漸開線的中間一段。 =20時,齒形勻稱， 強弱比較合適。 20

10、21/3/1446 3齒頂高系數ha* mhh aa * 齒頂高: 短齒 8 . 0 * a h 1 * a h 正常齒 ha 齒頂圓直徑 )(22zmhdd aa 2021/3/1447 4頂隙系數c* 25. 0 * c mcc * 齒根高 正常齒 全齒高mhhh fa 252. mmchh af 251.)( * 齒根圓直徑).(522zmhdd ff 頂隙c (儲存潤滑油） 一齒輪齒頂至另一齒輪齒根之間的徑向間隙 短齒 3 . 0 * c 2021/3/1448 5.5.標準中心距標準中心距 為避免沖擊為避免沖擊,要求兩齒輪要求兩齒輪 嚙合時嚙合時,齒廓齒側無間隙，齒廓齒側無間隙， 即

11、即: 1 2 2 1 eses或 節(jié)圓上一個齒輪的齒節(jié)圓上一個齒輪的齒 厚等于另一個齒輪的齒槽厚等于另一個齒輪的齒槽 q 一對齒輪傳動一對齒輪傳動 按照標準中心距安裝按照標準中心距安裝 21 rra 標準中心距標準中心距 aa a 安裝中心距安裝中心距 a 如何保證兩個標準齒輪如何保證兩個標準齒輪 能夠無側隙傳動呢能夠無側隙傳動呢? 中心距變動 2021/3/1449 分度圓與節(jié)圓重合分度圓與節(jié)圓重合 兩分度圓相切兩分度圓相切 2211 eses 嚙合角嚙合角 = 壓力角壓力角 具有標準頂隙具有標準頂隙 mcc * )( 2 21 zz m a 標準中心距標準中心距 標準齒輪不按標準中心距安裝

12、標準齒輪不按標準中心距安裝,嚙合線變陡嚙合線變陡 節(jié)圓節(jié)圓 分度圓分度圓 嚙合角嚙合角 分度圓壓力角分度圓壓力角 2021/3/1450 三幾何尺寸計算 分度圓直徑mzd )2(2zmhdd a )5 . 2(2zmhdd f cos ddb 2)(2)( 2121 zzmdda mmhh aa * mmchh af 25. 1)( * mhhh faf 25. 2 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 中心距 齒頂高 齒根高 全齒高 2021/3/1451 汽車變速箱中的齒輪比標準齒輪短而粗,但齒頂 并不尖。為什么? 在變速箱中常使用一 種短齒齒輪。 短齒齒輪的齒頂高系 數為0.8,頂隙系數為

13、0.3,所以齒頂高為 0.8m，齒根高為 0.8m+0.3m1.1m。 短齒齒輪的齒頂圓和 齒根圓都向分度圓靠 近，徑向間隙增加， 分度圓齒厚不變，輪 齒短而粗。 m 0.8m s 2021/3/1452 汽車變速箱中的齒輪比標準齒輪短而 粗,但齒頂并不尖。為什么? 也可以采用“雙模數制”設計短齒齒輪的尺 寸: 雙模數m1/m2為2.5/2, 其中m1=2.5,用于計算分度圓直徑d、齒厚s、齒 距e、基圓直徑db、基圓齒距sb和中心距a 而m2=2，用于計算齒頂高ha、齒根高hf、全齒高 h、齒頂圓直徑da和齒根圓直徑df。 2021/3/1453 模數相同的齒輪,它們的齒形是否一樣? mmh

14、h aa * mmchh af 25. 1)( * mhhh faf 25. 2 當模數一定時,齒高、齒厚等參數是一定的,不隨 齒輪齒數的多少而變化 標準齒輪的分度圓上: s=e=p/2=m/2 2021/3/1454 模數相同的齒輪,它們的齒形是否一樣? 但漸開線齒形取決于基圓直徑的大小,而 db=d cos=mz cos 當模數一定時: 齒數少,基圓小，齒形平均曲率較大，齒根較薄 齒數大，基圓大，齒形漸趨于平直，齒根增厚 齒數趨于無窮大，齒形變成直線，即齒條齒形 Z=10Z=25Z= 2021/3/1455 齒根圓與基圓哪個大? 如果齒根圓比基圓小,則肯定有一部分齒 廓不能做成漸開線。 基圓: db=dcos20=0.94mz 齒根圓