齿轮机构35558

齿轮机构 齿轮机构的特点和分类定角速比传动的条件渐开线齿廓齿轮各部分的名称极渐开线标准齿轮的基本尺寸渐开线标准齿轮的啮合渐开线齿轮的切齿原理根切 最少齿数和变位齿轮平行轴斜齿轮机构圆锥齿轮机构 齿轮机构的特点 主要优点 应用的速度和功率范围广 效率高 传动比稳定 寿命长 工作可靠性高 可实现两轴各种角度的传动 缺点 制造和安装的精度较高 生产成本高 传动距离小 齿轮机构的分类 齿轮分类的基本图形 齿廓实现定角速比传动的条件 齿轮传动的基本条件 瞬时角速度之比必须保持不变特点 传动齿轮的瞬时角速度与其连心线被齿廓接触点公法线所分割的两线段长度成反比 欲使两齿轮瞬时角速比恒定不变必须使c点为连小线上的固定点 共轭齿廓 能实现预期运动的的一对齿廓 节圆 过节点相切的两个圆 常用齿廓 渐开线齿廓 摆线齿廓和圆弧齿廓渐开线的形成和特性当一直线在一圆周上作纯滚动时 此直线上任意点的轨迹 称为渐开线 这个圆称为基圆 半径为 改直线称为发生线 1 BK 弧AB 2 渐开线上任意一点的法线必与基圆相切 即基圆的切线必为渐开线上某一点的法线 3 渐开线上各点的压力角不等 越大 压力角越大 4 渐开线的形状决定于基圆的大小 5 基圆内无渐开线 渐开线齿廓 基圆大小对渐开线形状的影响 基圆半径大小相同 则渐开线的形状相同 基圆半径不同 则渐开线的形状也不同 半径越大 渐开线的曲率半径就越大 渐开线愈平直 曲率半径为无穷大时 渐开线称为直线 形成齿条的齿廓 渐开线齿廓满足定角速比要求 定角速比分析 根据渐开线的特点 任一接触点的必与两基圆相切 基圆的位置不变 公切线只有一条 且与连心线的交点不变 传动比 渐开线齿轮啮合的特点 可分性 渐开线齿轮制成后 基圆半径不变 因此 即使两轮的中心距发生变化时 其传动比不变 据此可设计变位齿轮 啮合线 即齿廓接触点的运动轨迹 基圆内切线就是渐开线齿轮的啮合线 啮合角 过节点C作两节圆的公切线tt 它与公切线的夹角就是啮合角 啮合角与压力角相等 力矩恒定 轮齿之间 轴与轴承之间的压力大小和方向不变 有利于齿轮传动 齿轮各部分名称 齿顶圆齿根圆分度圆d齿槽宽e齿厚s齿距p模数压力角 齿顶高齿根高全齿高 渐开线标准齿轮的基本尺寸 标准模数系列 GB1357 87 相关参数与模数的关系 齿距 分度圆直径 齿全高 齿顶高 齿根高 基圆直径 渐开线标准齿轮的基本尺寸2 渐开线圆柱齿轮齿顶高系数和顶隙系数 顶隙 是指一对齿轮啮合时 一个齿轮齿顶圆到另一个齿轮齿根圆的径向距离 主要用于传动过程中润滑油的流动 齿顶圆直径 齿根圆直径 标准齿轮 分度圆上的齿厚和齿槽宽相等 且齿齿顶和齿根高为标准值的齿轮 渐开线标推齿轮的啮合 一 正确啮合的条件二 标准中心距三 重合度 正确啮合的条件 正确啮合的条件 两齿轮相邻两个齿同侧齿廓沿法线的距离相等 即 设 分别为两轮的模数 压力角和基圆齿距 根据渐开线的性质可得到 所以 齿轮正确啮合的条件为 由于模数和压力角已经标准化 事实上很难拼凑满足上述关系 所以必须使 齿轮传动比可表示为 标准中心距 齿侧间隙 一轮节圆上的齿槽宽与另一轮节圆上的齿厚之差 正确安装的齿轮是按照无齿侧间隙计算的 标准中心距 一对标准齿轮分度圆相切时的中心距 顶隙 注意 分度圆和压力角与节圆和啮合角是两个不同的概念 只有二者重合时才相等 重合度 啮合弧 一对齿从开始啮合到终止啮合 分度圆上任一点所经过的弧线长度 重合度 啮合弧与齿距的比 用来表示 齿轮连续传动的条件是 1 重合度越大 表示同时啮合的齿的对数越多 渐开线齿轮的切齿原理 切齿方法按其原理可分为成形法和范成法两类一 成形法切齿方法简单 不需要专用机床 但生产率低 精度差 范成法加工 二 范成法范成法是利用一对齿轮 或齿轮与齿条 互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的 如果把其中一个齿轮 或齿条 做成刀具 就可以切出与它共扼的渐开线齿廓 用范成法切齿的常用刀具如下 1 齿轮插刀 2 齿条插刀 齿条的齿廓为一直线 由图可见 不论在中线 齿厚与齿槽宽相等的直线 上 还是在与中线平行的其他任 直线上 它们都具有相同的齿距 相同的模数M和相同的压力角 齿条插刀的加工 加工标准齿轮时 应使轮坯的径向进刀直至刀具中心线与齿轮分度圆相切 并保持轮坯的纯滚动 3 齿轮滚刀 根切 最少齿数及变位齿轮 根切 当刀具齿顶线超过点 由于基圆以内没有渐开线 因此 超过点的刀刃不仅不能范成渐开线 而且会将已经加工出的渐开线齿廓切除一部分 这种现象称为根切 最少齿数 标准齿轮的根切现象与齿轮的数量有关 齿数越少 其分度圆的半径越小 极限啮合端点越低 适当增加齿数 分度圆半径增大 极限点随啮合线上移 使之处于齿条齿顶线的上方 从而避免根切 因此 要避免根切 标准齿轮的齿数应大于或等于不根切的最小齿数 根据计算 标准齿轮无根切的最少齿数为17 变位齿轮 变位齿轮的来由 标准齿轮必须大于或等于最少齿数 当实际中心距不等于标准中心距时 会增大齿侧间隙或无法安装 小齿轮的齿根厚度小于大齿轮的齿根厚度 强度下降 变位齿轮 将刀具自轮坯向外移动xm 以避免根切而加工的齿轮 分正变位喝负变位 齿厚 槽宽 变位齿轮传动 等移距变位齿轮传动小轮为正变位 大轮为负变位 即 不产生根切的条件 中心距不变 压力角不变 但齿根高和齿顶高和标准齿轮不同 所以称作高变位 不等移距变位齿轮传动除标准齿轮和等移距变位齿轮传动外的变位齿轮 通过调整中心距来实现大小齿轮齿厚和齿槽的匹配采用不同变位系数可使不等移距变位齿轮传动实现任意非标准中心距 所以常用于齿轮变速箱中滑移齿轮的设计 平行轴斜齿轮机构 两齿轮内公切面上与齿轮轴线成一定角度的KK形成齿廓曲面 垂直于轴线的端面上的齿廓曲线为渐开线 其满足定角速比的要求传动冲击小 适用于高速传动斜齿轮正确啮合的条件 两齿轮具有相同的模数和压力角两轮分度圆上的螺旋角相等 斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算 斜齿轮几何参数有端面和法向之分 其中 法向齿距 为端面齿距 压力角 法向 AOC 端面 AOB 而所以 斜齿轮传动的重合度 为斜齿轮的附加重合度 斜齿轮的重合度随齿宽和螺旋角的增加而增加 因此 斜齿轮传动平稳 承载能量强 斜齿轮的当量齿数 当量齿轮 以法面上一点的曲率半径为圆柱半径 以法向模数为模数 曲标准压力角所作的一直齿圆柱齿轮 其齿数为当量齿数 椭圆长轴 椭圆短轴 C点曲率半径 当量齿数 最小齿数 斜齿轮的优缺点 优点 1 接触线是斜线 运转平稳 噪声小2 重合度大 承载能力高 运转平稳 高速传动3 最小齿数小于直齿轮的最小齿数缺点 1 运转时产生轴向力 可采用人字齿轮2 制造困难 成本高螺旋角 圆锥齿轮机构 传动比 圆锥齿轮的背锥和当量齿数 球面渐开线外锥距背锥当量齿轮当量齿数 由和