第一讲 齿轮传动的特点及渐开线齿廓啮合的基本定律.ppt

齿轮传动和轮系 第十六章 三一工业职业技术学院主讲蔡启方 上海环球金融中心上海环球金融中心建筑主体高度达到492米 是以办公为主 集商贸 宾馆 观光 会议等设施于一体的综合性大厦 40小时内一次性不间断浇注混凝土方28000立方米 最大泵送高度492m 采用强度等级为C60的混凝土 在世界高楼史上创造了泵送封顶高度世界第一的记录 我为三一而自豪 成就 3 第一讲齿轮传动的特点及渐开线齿廓啮合的基本定律 4 教学目的及教学重点 教学目的和要求 1 掌握齿轮传动的类型和应用特点2 了解渐开线齿廓的形成及其性质3 掌握齿廓啮合的基本定律 教学重点和难点 1 齿轮传动的应用特点2 渐开线的性质3 齿廓啮合的基本定律 5 复习上次课教学内容 1 普通V带的正确使用应注意哪些方面 2 平带传动与V带传动张紧轮安装的位置如何 3 链传动的安装和维护应注意哪些方面 6 新课导入 摩擦传动 带传动 和链传动都不能保证瞬时传动比准确 在机械传动中为了得到瞬时传动比的准确可靠 须采用齿轮传动 7 16 1齿轮传动的特点和分类 8 一 齿轮传动应用特点 齿轮传动是机械传动中最重要的 也是应用最为广泛的一种传动型式 优点 1 结构紧凑 工作可靠 寿命较长 2 能保证恒定的传动比 传动比稳定 传动效率高 3 可实现平行轴 任意角相交轴 任意角交错轴之间的传动 4 适用的功率 传递功率可达100MW 和速度 线速度可达300m s 范围广 9 一 齿轮传动应用特点 缺点 其制造安装费用较高 低精度齿轮传动的振动噪声较大 1 加工和安装精度要求较高 制造成本也较高 2 不适宜于两轴之间远距离的传动 3 低精度齿轮传动的振动噪声较大 10 二 齿轮传动的基本要求 从传递运动和动力两方面来考虑 对齿轮传动必须满足以下两个要求 1 传动要平稳对于齿轮传动最重要的是要求其保持恒定的瞬时传动比 即要求两轮的角速度之比要为一常数 否则 主动轮以等角速度回转时 从动轮角速度为变数 从动轮在运转中时快时慢 必将产生惯性力 从而引起冲击和振动 直接影响工作质量 噪声大 齿轮强度降低 特别是高速传动中 由于角速度的波动所引起的附加动载荷很大 甚至比齿轮所传递的静载荷还大 2 承载能力强 11 三 齿轮传动的常用类型 两轴平行的齿轮传动 两轴不平行的齿轮传动 齿轮传动 圆柱齿轮传动 斜齿 人字齿 直齿 外啮合 内啮合 齿轮与齿条啮合 外啮合 内啮合 两轴相交的齿轮传动 圆锥齿轮传动 两轴交错的齿轮传动 直齿 曲齿 交错轴斜齿轮 蜗杆蜗轮 12 两轴平行直齿轮副 外啮合直齿轮副 内啮合直齿轮副 直齿齿轮齿条副 13 两轴平行斜齿轮副 斜齿齿轮齿条副 内啮合斜齿轮副 外啮合斜齿轮副 人字齿轮副 14 两轴相交的齿轮副 斜齿锥齿轮副 直齿锥齿轮副 15 两轴交错的齿轮副 交错轴斜齿轮副 蜗杆副 16 16 2渐开线齿廓满足齿廓啮合的基本定律 17 一 齿廓啮合的基本定律 一对齿轮传动时 两轮在啮合点P的线速度相同 上式说明 两齿轮的瞬时角速度之比 等于节圆半径的反比 18 一 齿廓啮合的基本定律 齿廓啮合基本定律 瞬时传动比为定值 问题的提出 何种曲线做为齿廓曲线 来满足齿廓基本定律呢 下面介绍渐开线齿轮 19 二 渐开线齿廓 一 渐开线的形成在平面上 一条动直线AB 发生线 与半径为rb的圆相切 直线沿该圆作纯滚动时 此动直线上一点的轨迹 即为该圆的渐开线 渐开线的形成 渐开线 发生线 基圆 20 二 渐开线的性质 由渐开线形成可知 它有以下性质 1 发生线在基圆上滚过的一段长度等于基圆上相应被滚过的一段弧长 2 发生线KN是渐开线K点的法线 渐开线上任一点的法线必与基圆相切 21 二 渐开线的性质 3 发生线与基圆的切点N即为渐开线上K点的曲率中心 线段为K点的曲率半径 随着K点离基圆愈远 相应的曲率半径愈大 而K点离基圆愈近 相应的曲率半径愈小 22 二 渐开线的性质 4 渐开线的形状取决于基圆的大小 基圆越小 渐开线越弯曲 基圆越大渐开线越趋平直 基圆趋于无穷大 渐开线为一直线 齿轮就成为齿条 5 基圆内无渐开线 基圆大小与渐开线形状的关系 23 二 渐开线的性质 压力角 k 渐开线齿廓在任意一点K与另一齿轮的渐开线齿廓相接触时 所受作用力Fk的方向 即渐开线在K点的法线方向 与该点绕基圆圆心o回转时的速度vk方向所夹的锐角称为渐开线齿廓上任意一点K处的压力角 k压力角 k的概念还可表述为 过齿廓上任意点K处的径向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角 渐开线齿廓上的齿形角 24 二 渐开线的性质 6 渐开线上的各点处的压力角不相等 K点在基圆上 rk rb cos k 1 k 0 即基圆上的压力角等于零 渐开线齿廓上的齿形角 k 齿轮传动越省力 K点离基圆越远 k K点越靠近基圆 k 25 三 渐开线齿廓满足齿廓啮合的基本定律 一对齿轮传动时 两轮节点P的位置是不变的 瞬时传动比与基圆半径成反比 而基圆半径对齿轮来说是不变的 由此可知 渐开线齿廓能满足齿廓啮合的基本定律 26