第四章齿轮分析.ppt

第四章齿轮机构,第九节圆锥齿轮机构*,第一节齿轮机构的特点和分类,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,第七节渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮,第六节渐开线标准齿轮的公法线和固定弦齿厚,第五节渐开线齿轮的啮合传动,第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸,第三节渐开线齿廓的啮合性质,第二节齿廓啮合基本定律,下一页,退出,本章目录,第一节齿轮机构的特点和分类,一、齿轮机构的特点,优点,缺点,制造和安装精度要求高，成本高，不适于中心距较大的传动,二、齿轮机构的分类,平面齿轮机构,直齿圆柱齿轮,平行轴斜齿轮,人字齿轮,空间齿轮机构,圆锥齿轮,交错轴斜齿轮,蜗杆传动,齿廓曲线,渐开线,摆线,圆弧,齿轮与齿条,第一节齿轮机构的特点和分类,直齿圆柱齿轮,外齿轮啮合传动,第一节齿轮机构的特点和分类,内齿轮啮合传动,第一节齿轮机构的特点和分类,齿轮、齿条啮合传动,第一节齿轮机构的特点和分类,平行轴斜齿轮,第一节齿轮机构的特点和分类,人字齿轮啮合传动,第一节齿轮机构的特点和分类,直齿锥齿轮啮合传动,第一节齿轮机构的特点和分类,曲齿锥齿轮啮合传动,第一节齿轮机构的特点和分类,螺旋齿轮啮合传动,第一节齿轮机构的特点和分类,蜗轮蜗杆传动,第一节齿轮机构的特点和分类,第二节齿廓啮合基本定律,齿廓啮合基本定律,第二节齿廓啮合基本定律,齿廓啮合基本定律,两齿廓在任意位置接触，过接触点的公法线都通过连心线上位置固定点。,N,N,K,r1,r2,1,2,E1,E2,vk1,vk2,a,b,Z,共轭齿廓，节圆。纯滚动,第三节渐开线齿廓的啮合性质,一、渐开线的形成及其性质,性质1：,发生线在基圆rb上作纯滚动,K,B,A,rb,O,渐开线上任一点K的法线切于基圆，切点B是K的曲率中心。,性质2：,第三节渐开线齿廓的啮合性质,性质3：,渐开线上各点压力角不等,压力角,第三节渐开线齿廓的啮合性质,A4,性质4：基圆大小决定渐开线的形状，同一基圆上渐开线形状相同，法向距离相等。,性质5：基圆内无渐开线。,二、渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律,O1,O2,N1,N2,K,C,n,n,设两轮齿廓在K接触,由于K点接触的任意性，故渐开线齿廓满足定传动比基本定律,二、渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律,O1,O2,t,t,N1,N2,K,C,n,n,传动比i:,渐开线齿廓特性：1.可分性中心距变动不影响传动比2.啮合线N1N2为直线接触点的轨迹称为啮合线，3.啮合角不变接触点的公法线与两节圆内公切线所夹的锐角为啮合角。4.渐开线齿廓间作用力的大小、方向不变沿啮合线,第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸,一、直齿圆柱齿轮各部分的名称,第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸,模数,二、直齿圆柱齿轮的基本参数,第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸,第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸,齿顶高系数和齿顶间隙系数,第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸,三标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式,模数，压力角，齿顶高系数，齿顶间隙系数,第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸,第五节渐开线齿轮的啮合传动,一、正确啮合条件,模数、压力角相等。,K11K21=K12K22,B1B2=A1A2,二、连续传动条件,当前啮合的齿对退出接触前，后继齿对进入啮合。,N2,N1,第五节渐开线齿轮的啮合传动,第六节渐开线标准齿轮的公法线和固定弦齿厚,一、公法线长度,A,A1,A2,B,B1,B2,W,W,EA,EB,公法线跨齿数,公法线长度,取大于计算值的整数,第六节渐开线标准齿轮的公法线和固定弦齿厚,二、固定弦齿厚,齿轮的测量项目还有很多。,第六节渐开线标准齿轮的公法线和固定弦齿厚,第七节渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮,一、齿轮轮齿的加工方法切削加工,范成法:利用一对齿轮互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿。,齿轮插刀,齿条插刀,齿轮滚刀,铣齿法,拉齿法,冲齿法,I,成形法:在铣床上使用具有渐开线齿形的铣刀直接切出齿形的方法。,特点：精度低，效率低；刀具廉价，设备简单。,适用：单件或小批生产低精度齿轮。(9级或9级以下）,成形法,范成法插齿,范成法滚齿,加工方法的特点,特点：精度较高，效率较低。,适用：批量生产较高精度齿轮。(67级),特点：精度较高，效率高。,适用：批量生产较高精度齿轮。(67级),第七节渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮,二、根切现象及最少齿数,根切范成法加工齿轮时，如果齿数太少，刀具的顶部将齿廓根部的渐开线切去一部分的现象。,2.标准齿轮不根切的最少齿数zmin=17,3.避免根切，可采用变位齿轮,第七节渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮,三、变位齿轮,标准齿轮的局限性：齿数不能少于最少齿数zmin；一对啮合齿轮中，小齿轮的强度较低。,用改变刀具与轮坯的相对位置来切制齿轮的方法为变位修正法。变位修正法切制的齿轮为变位齿轮。刀具沿轮坯径向移动的距离为变位量.用xm表示。x称为变位系数，m模数。,第七节渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮,刀具由轮坯中心远离时为正变位，x为正；加工出的齿轮为正变位齿轮。,刀具移近轮坯中心时为负变位，x为负；加工出的齿轮称为负变位齿轮,刀具中线与齿轮分度圆相切，加工出的齿轮为标准齿轮。,第七节渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮,变位齿轮与标准齿轮的异同,齿顶圆、齿根圆、齿厚、齿形变化,第七节渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮,变位齿轮的用途,(1)可提高齿轮的强度和承载能力（正）(2)改变齿面滑动状况，改善齿轮的耐磨性和抗胶合性能(3)配凑中心距(4)可以避免根切,分度圆：具有标准模数和标准压力角的圆。,第七节渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,一、斜齿轮的共轭齿廓曲面,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,正确啮合条件：,模数和压力角相等,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,二、斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算,端面参数与法面参数,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,端面压力角与法面压力角,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,法面参数是标准值,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,主要尺寸,斜齿轮的齿顶高和齿根高从法面和端面看是相同的。,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,三、斜齿轮传动的重合度,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,过斜齿轮分度圆上一点C作法面，得一椭圆。长半轴a=d2cos短半轴b=d2C点曲率半径=a2b=d2cos2,四、斜齿轮的当量齿数,强度计算，成型法加工刀具选择斜齿轮法面齿形,n,n,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,以模数mn、压力角n、以为分度圆半径作直齿轮。其齿形与斜齿轮法面齿形近似，该假想直齿轮称为斜齿轮当量齿轮，其齿数当量齿数，用zv表示。,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,zv的用途,（3）确定标准斜齿轮不根切的最少齿数zmin=zvmincos3,（1）计算斜齿轮强度,（2）成型法加工时选择铣刀,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,五斜齿轮的主要优缺点,第八节平行轴斜齿圆柱齿轮机构,第九节圆锥齿轮机构,一、圆锥齿轮概述,二、背锥和当量齿数,背锥过锥齿轮大端,母线与齿轮分度圆锥母线垂直的圆锥。,当量齿轮将背锥展成的扇形齿轮的缺口补满，所得到的假想的圆柱齿轮。其齿形与锥齿轮大端齿形一致.齿数用zv表示.,A,理论齿廓曲线为球面渐开线,第九节圆锥齿轮机构,当量齿数用zv表示。分度圆半径则为rv。因rv=rcos=mz2cosrv=mzv/2zv1=z1/cos1zv2=z2/cos2,第九节圆锥齿轮机构,(1)由当量齿轮得出一对锥齿轮正确啮合条件：大端m1=m2=m；1=2=；两轮的锥距相等。(2)按当量齿轮近似计算锥齿轮传动的重合度；(3)计算不根切的最少齿数zmin=zvmincos,当量齿轮的意义,第九节圆锥齿轮机构,分度圆直径：d1=mz1d2=mz2齿顶圆直径：da1=d1+2hacos1da2=d2+2hacos2=m（z1+2cos1）=m（z2+2cos2）齿根圆直径：df1=d1-2hfcos1df2=d2-2hfcos2=m（z1-2.4cos1）=m（z2-2.4cos2）锥距：R=