齿轮设计指南PPT课件

1，1 .齿轮廓网面的基本规则：齿轮传动的基本要求是确保瞬时传动比，i12=1/2=c(常数)要使两个齿轮的瞬时传动比成为常数，无论在任何位置上的接触点，由接触点产生的两个齿轮廓孔法都必须与合选线和特定点c相交。这是平面齿轮廓网面的基本规则。符合齿轮廓网面预设规则的一对齿轮廓称为共轭齿轮廓，它最常用于渐开线齿轮廓，vK1和v22必须在法线处分割为与v k1 cosk1=vK2 cosk2相等的速度，并且要将传动比设定为值，c点必须是连接线上的点，此点c称为节点。一、渐开线齿轮的啮合原理和运动特性，2，2。渐开线和渐开线齿轮廓由渐开线形成具有以下特性：1)引用线在基准圆上滚动的线段的长度等于基准圆上相应滚动的圆弧的长度(KN=AN2)。引用线KN是渐开线k点的法向，因为n点是沿基准圆滚动时速度瞬间的中心。复本线永远与基准圆相切，因此渐开线点的法线与基准圆相切。3)复本线和基准圆上的切点n是渐开线上k点的曲率中心，段是k点的曲率半径。k点距离基准圆越远，相应的曲率半径就越大。k点越靠近基准圆，其曲率半径越小。4)渐开线形状取决于基本圆的大小。如图c所示，基本圆的半径越小，渐开线弯曲越大。基本圆的半径越大，渐开线直。基准圆半径达到无穷大时，将成为渐开线线。因此，渐开线齿条(直径无限的齿轮)具有直齿轮廓。5)渐开线从基准圆向外逐渐扩展，因此基准圆内没有渐开线。3，渐开线方程，1 .以极坐标表示，2 .x=Rb sinu-rbucosuy=RBC OSU r bussin，4以直角座标表示，如图d所示，两个渐开线齿轮的基准圆必须与两个齿轮廓的共线N1N2相切，共线必须与两个基准圆相切，具体取决于渐开线性质两轮的基准圆是花园，因此同一方向只有一条内部公共切线。因此，两个齿轮廓在任意位置的接触点形成的两个齿轮廓的共线必须是固定线，并且与接合线O1O2的相交c必须是特定点。因此，渐开线齿轮廓符合角速度比要求。3 .渐开线齿轮廓是齿轮廓网面的基本规则，5，4。渐开线齿轮廓的压力角度、一对齿轮廓啮合过程中齿轮廓接触点的垂直压力和该点处齿轮廓速度方向的角度，在此点称为齿轮廓的压力角度。齿轮廓k点的垂直压力Fn与该点的速度vK之间的角度k称为齿轮廓k点的压力角度，如图e所示。如图所示，直径越大，压力角越大，6，5 .啮合线、啮合角、压力工作线一对齿轮啮合时，齿廓啮合点轨迹被称为啮合线。对于渐开线齿轮，与齿截面轮廓接触的孔法始终是两个基本圆的内部公共切线N1N2(图d)。齿轮啮合时，齿轮廓接触点均在公法线上，因此内部公共切线N1N2是渐开线齿轮廓的啮合线。节点c是两个圆的公共切线，与夹线N1N2的角度称为夹角。啮合角度等于节圆中齿截面轮廓的压力角1，渐开线齿截面轮廓的啮合线是线性N1N2，因此啮合角度的大小始终保持不变。分度圆和压力角位于单个齿轮本身上，而节圆和啮合角仅在两个齿轮相互啮合时显示。标准齿轮传动只有在分度圆与节圆匹配时，压力角和啮合角才相同。6.建立渐开线齿轮的可分离性渐开线齿轮对后，预设圆半径无法变更，因此，(ii)即使两个操控盘的中心距离略有变更，角度速度比率仍保持原始值不变。这种特性称为渐开线齿轮传动的可分离性。渐开线齿轮传动的另一个重要优点，为齿轮制造和安装提供了极大的方便。，一对渐开线直齿轮齿廓的啮合特性：保证恒齿轮比传动；啮合线是两个基准圆的内共切线。*中心距离的变化对角度速度比没有影响。啮合角度根据节圆的压力角值确定恒定啮合角度，7，基本参数：m，z，ha*，c*，2，渐开线标准齿轮的基本参数和几何计算，1。齿数：Z2。百分度圆模块：m=p/(d=z*p/，防止不合理的计数)4。齿高系数h a*；齿高：ha=ha*m5。顶部间隙系数c *:齿根高度：hf=(ha* c*)指定m标准：m1mm时：h *=1；如果c *=0.25 m1 mm:h *=1；C*=0.35，分度圆是为齿轮的齿设计计算的基本圆。8，6。共法线长度与两个齿轮最接近的平行直线之间的距离(通过多个齿进行测量)，w=mcos(k-0.5)zinvk=z/0.5 w =w2x msinPb=wk1-wk ppb，9，标准齿轮：标准齿轮具有标准值m、ha*、c*，它们具有标准齿和齿根高度，分度圆齿厚度等于槽宽度。10，3，1对渐开线齿轮啮合驱动器，11，B2B1=pb连续中断b2b1 Pb，即B2B1pb或b2b1/Pb 1，3.1匹配度 的计算1)外部啮合 与ha*中的，12，2)内啮合=Z1(TGa1-TG)-z2(TGa2-TG)/23)机架啮合=z1(，a)标准机架工具：加工的齿轮：hf=ha*m c*m要求：刀具比标准机架高c*m段，b)倒角标准齿轮。根据小齿轮的齿圆直径预先加工小齿轮的外圆。将工具的中心线与坯的分度圆相切安装。齿轮和刀具具有相同的模块和压力角度，并且总运动等于齿隙网格：齿轮的齿厚=刀具的螺距宽度=和，因此加工齿轮为标准齿轮，14，1。形成齿根切削：刀具齿线位于理论啮合点上，2 .没有根部切削的最小位移系数，5，可变齿轮，15，时，此时，刀具必须在齿条刀具的螺距方向上移动相当远，以避免根部切削。齿轮的分度圆必须远离齿条刀具的中心线。当时工具只能以绝对根切削的角度在车轮心方向移动。索引圆与中心线相交。3 .应用位移齿轮：1 .防止Z17中的根切削；2.中心距离3。减小齿轮大小。4.提高齿轮弯曲疲劳强度。1 .应用等距齿轮以避免根部切削，2 .提高小齿轮的寿命(齿轮越大，小齿轮的厚度越大，齿轮的齿厚越小，一对齿轮的寿命就越接近)。3 .应用角度位移驱动可以调整中心距离。16，4，可变齿轮大小计算，1)，与标准齿轮相比未变更的大小和参数：标注：2)，与标准齿轮相比已变更的大小(1)，分度圆齿厚度s与齿之间的e，(2)，齿根高度与齿高度，17，3可变齿轮传动，正确啮合条件对连续传动条件(相同标准齿轮传动)。，中心距离和啮合角度，中心距离要求：1)。没有齿隙驱动器，2)。满足标准齿隙并且与中心距离啮合角度之间的关系仍然是：19，法规：a=a ym(ym表示两个齿轮分度圆的分离): y=x1x2-y定义：y中心距离波动系数 y齿高度变化系数，20，21，6。可变齿轮传动的类型和特性，1，0驱动：齿数条件：齿数条件：优点：减小机构大小，提高磨损；提高小齿轮强度，提高承载能力。缺点：略有减少，互换性差。22，2，角度可变驱动器：1)正驱动器：齿数条件：无限制。优点：您可以拟合中心距离。结构尺寸小，磨损改善；强度高，承载能力大。缺点：减少，互兼容差异。2)负驱动：齿数条件：优点：中心距离适用；略有增加。缺点：强度下降，承载能力下降，交换性下降。23，7。选择转移系数，选择转移系数必须满足的基本条件：转移系数必须满足的质量的要求选择：1等弯曲强度；2)等的磨损强度。位移系数选择方法：闭合图法；图表方法。24，25，6，渐开线齿轮传动的滑动系数，1。滑动系数的基本概念一对啮合齿轮在同一啮合点处两个齿轮廓的线速度不相同(节点除外)，因此齿侧面之间存在滑动，可能会磨损或损坏接头。滑动系数通常表示牙齿表面相对滑动的程度。滑动系数表示为，表示为齿接触点k到两个齿面的相对切向速度(即滑动速度)与该点的切向速度之间的比率。换句话说，小齿轮1齿侧滑动系数是小齿轮2齿侧滑动系数，齿在k啮合时，齿侧之间的滑动速度v21=vt2-vt1和v12=vt1-vt2的值相同，方向相反，因此滑动系数1和2的符号不同。26，1)滑动系数是啮合点k的位置函数，当k点位置变更时，其值会在0到之间变更。节点c啮合时1=2=0，节点两侧不同位置啮合时滑动速度方向改变，符号改变。滑动系数的数值大小是测量齿侧磨损的指标之一。2)齿在极限啮合点N1，N2附近啮合时，1或2分别接近；齿轮磨损严重，应避免在极限啮合点附近啮合。讨论：1或2只能在实际啮合线上啮合，当B2点啮合时，齿轮1齿的滑动系数1达到实际最大 1 max。当B1点啮合时，正齿轮2齿根的滑动系数2达到实际最大2max。图5-29显示了以下结果：27，图5-30是外齿轮滑动系数曲线。表明，向左移动实际啮合线B1B2可以减小1max。这可以作为置换齿轮实现，通过适当地选择置换系数，降低滑动系数值，并且可以使用1max=2max。滑动系数的大小会影响齿表面磨损和粘合剂破坏，因此，必须最小化滑动系数值。一般要求：节圆速度v 20m/s时需要max，改进：1)硬小齿轮材料；2)位置改变，ha1ha228，7，行星轮系运动特性方程，1 .单排单行星轮系的结构根据图1所示，行星齿轮扭矩平衡条件如下：根据行星齿轮力的平衡条件，F1R3=F2R3(即F1=F2)如下：F3=F2 F1，因此，F3=2F1行星齿轮机构的三个元件扭矩导致了三个元件中太阳能车轮、齿轮环齿轮和行星齿轮传动系统的扭矩分别为M1、M2、M3、m1=f1和R1。M2=F2R2=F1R2M3=-F3 (R1 R3)=-f1 (R2 R1)功率守恒：太阳能轮、行星齿轮和环形齿轮3零件的输入和输出功率M1n1 M2n2 M3n3=0(样式的n1、n2和n3分别为太阳能轮、环形齿轮特性表达式在单个齿轮机构中有两个自由度，因此，如果选择太阳轮、环内啮合齿轮和行星齿轮三个机构中的两个作为活动零件和从动齿轮，并使其他零部件固定或具有特定约束(即该零部件的速度为特定值)，则机构中只有一个自由度，并且整个车轮将以特定传动比传递动力。下面分别讨论三种情况。30，1，固定环，太阳轮是驱动零件，顺时针旋转，太阳轮是小齿轮，手动行星齿轮与特定齿数没有驱动关系，因此定义行星托架的等效齿数等于太阳轮和环齿数的总和。这样，前轮驱动行星齿轮旋转仍属于小齿轮驱动的最大齿轮，它是减速运动，具有最大传动比。此时，n2=0，因此使用传动比，i13=n1/n3=1 a。31，2，前轮固定，行星架驱动，顺时针旋转，齿轮被动。行星齿轮框架旋转时，行星齿轮一定会顺时针旋转，但太阳能齿轮会使行星齿轮b齿产生反作用力F1，行星齿轮会在F1的作用下顺时针旋转，齿轮齿会给齿轮齿a施加F2的推力，齿轮会在F2的作用下顺时针旋转。这里，主动行星齿轮框架的旋转方向与被动齿轮相同。由于行星齿轮是齿数最大的齿轮，因此手动齿轮以齿轮速度输出，两者之间的传动比小于1。此时，n1=0，因此传动比i23=n3/N2=a/(1 a)，32，3，行星齿轮固定，太阳轮是活动零件，顺时针旋转，环轮是手动零件。行星齿轮固定时，机构属于双轴驱动，太阳能车轮顺时针旋转，行星齿轮a力F1，行星齿轮逆时针旋转，齿轮F2逆时针旋转，齿轮逆时针旋转，结果与齿轮相反。在双轴传动中，行星齿轮起到了变径轮的作用，改变了手动零件齿轮的旋转方向。此时，n3=0，因此传动比i12=n1/N2=-a .33，4，驱动行星齿轮机构的两个分量。行星齿轮机构的太阳轮、行星齿轮和环形齿轮三个齿轮中的任意一个驱动时，每个齿轮之间没有相对运动，整个行星齿轮机构旋转为一个，这与直接驱动相同。太阳轮与圆环结合后，太阳轮的齿和圆环的齿之间没有任何相对运动，太阳轮和圆环之间的行星轮相对不运动，因此太阳轮、圆环、行星带成为一个，传动比为1。34，5，没有固定组件。行星齿轮机构的太阳能、行星齿轮和环形齿轮三个零部件中的任何一个不固定，两个机构不驱动，则每个零部件可以自由移动，不受约束。驱动部旋转时，驱动部可能不会移动，因此无需传送动力即可获得空位。环形齿轮输出是增长或减速问题。从原理图中已经可以看出，太阳轮的齿数属于齿轮驱动大齿轮的驱动关系，因此齿轮处于减速状态，即两者