机械基础(高职高专)第三章齿轮传动幻灯片.ppt

第一节概述，齿轮传动是现代机械中应用最广泛的机械传动(汽车飞机儿童玩具钟)，用于传递任意两轴之间的运动和动力(平行、交叉、空间)。 优点： (1)传动力大(最大1105kw )，效率高(max=99.5% ) (2)寿命长(工作情况好几年到几十年)，工作平稳(比链条传动平稳，链条传动工作有冲击和动载荷，不稳定)，工作可靠性高(传动运动正确，一定的瞬时齿轮比)。 (3)能够保证一定的速度比，传递任意角度的两轴间的运动。 缺点： (1)制造、安装精度要求高，成本也高；(2)不得进行远距离传动。 1.1齿轮传动特点，第一节概述，齿轮传动，平面齿轮传动，空间齿轮传动，正齿圆柱齿轮传动，斜齿圆柱齿轮传动，交叉运动，交叉轴运动，交叉轴运动。、内啮合、外啮合、齿条、正齿、斜齿、交叉轴螺旋齿轮传动、蜗轮、准双曲面齿轮、曲线齿、人字齿轮齿轮运动、1.2齿轮传动分类、一般齿轮传动分类、 1.2.1平行轴传动1.2.2交叉轴传动、1.2.3空间(锯齿)轴传动、1.2.1平行轴传动、人字齿轮传动、齿条传动(斜齿条)、正齿圆锥齿轮传动、曲齿圆锥齿轮传动、1.2.2交叉轴传动、1.2.3空间(锯齿)轴传动，根据齿轮齿形曲线的不同， 渐开线齿轮摆线齿轮圆弧齿轮中应用最广的是渐开线齿轮，1.3 .渐开线齿轮的齿形与啮合特性，1.3.1渐开线曲线的形成，基圆：画成半径的圆。 产生线： BK渐开线： AK，各齿轮齿形由同一基圆产生的两条对称渐开线构成，1.3.2渐开线的性质，1，产生线沿基圆滚动的线段长度等于基圆滚动的弧长。 2、(因为发生线在基圆上纯粹地滚动，所以没有相对滑动)的话，发生线和基圆的切点b是渐开线上的k点的瞬时速度中心，发生线是渐开线上的k点的法线，(因为发生线总是与基圆相接触)发生线是基圆的b点的切线. 3， (切点b为渐开线上k点的瞬时速度中心)时，b点为k点的曲率中心，BK为渐开线上k点的曲率半径. 4，渐开线的形状仅依赖于基圆的大小。 (由形成可知，大小相等的基圆、渐开线形状相同) (基圆越小，渐开线曲线越弯曲，基圆越大，渐开线曲线越平坦，基圆的半径无限大时，渐开线曲线成为直线) ) 5、产生线总是成为基圆1.3.3渐开线齿形的啮合特性、2、啮合特性四条线合为一条(啮合线、过啮合点的公共线、基圆的公共线、正压力线四条线合为一条)。 1 .齿轮比的表现，1-小轮2-大轮不考虑二轮的转向，只考虑大小。 一般情况下由于是降速，I 1、两齿轮的基圆为rb1、rb2，超过两齿轮的齿形的啮合点k作为渐开线的齿形的法线，两齿形相接，因此得到公法线N1N2。 根据渐开线的性质，这条公法线必定与两基圆相切，即两基圆的内公切线。 公法线是通过啮合点制成的，啮合点在公法线上，但公法线只有一条，所以所有啮合点都在这条线上，即啮合线也在这条线上的齿轮传动时，正压力的作用线必定沿着接触点的法线方向，即沿着共同的法线方向，所以线是正的(2)从中心距离的可分性可知，渐开线齿轮的齿轮比等于两轮基圆半径的反比。 (齿轮加工后，基圆的大小确定，齿轮比确定，齿轮对中心距离的变化不敏感，在安装和使用过程中，由于安装误差和轴承磨损，中心距离稍有变化时，齿轮的齿轮比不变化。 该性质被称为中心距离可分性，在发现咬合线之后，其与连心线o 1、o 2的交点c必定是一定点。 将c点称为节点，分别以中心为中心，以O1C和O2C为半径制作圆，称为节圆。 两个齿轮的啮合传动可以看作是两个节圆的纯滚动。在c点线速度的大小和方向相同。 (3)齿轮的传动平稳，如果没有摩擦，则主动齿轮齿对从动齿轮齿施加的力只有正的压力，其方向必须沿着接触点的法线方向，基于四条线即N1N2线，正的压力方向始终沿着该线，在齿轮的加工结束后，该方向的内公切线为一定的直线，因此第二节渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，2.1齿轮各部分名称，符号2.2齿轮主要参数2.3标准直齿圆柱齿轮尺寸2.4渐开线标准直齿圆柱齿轮传动分析2.5渐开线标准直齿圆柱齿轮加工2.6标准直齿圆柱齿轮设计基础2.7齿轮常用材料，2.1 .齿轮各部分名称，符号渐开线正齿圆柱齿轮的例子：1)齿顶圆：在所有齿顶部形成的圆称为齿顶圆，其直径和半径分别为da和ra；2 )齿根圆：通过齿轮齿根部形成的圆称为齿根圆，直径和半径分别用df和rf表示。 3 )基圆：产生渐开线齿形的圆称为基圆，直径和半径分别用db和rb表示。 4 )齿厚：在直径dk的任意一个圆周上，将一个齿轮齿的两侧的齿形间的弧长称为其圆周上的齿厚，用s表示。 5 )齿槽宽度： (相邻齿之间的空间称为齿槽)。 )在直径dk的圆周上，齿槽两侧的齿形间的弧长称为该圆周上的齿槽宽度，用e表示。 6 )在直径为dk的圆周上，节距：的相邻两个齿的同侧齿形之间的弧长称为同一圆周上的节距，并且表示为p=s e。 (齿数z :齿轮整个圆周上的齿轮齿的总数)、7 )将齿槽宽度与分度圆：标准齿轮的齿厚相等的圆称为齿轮的分度圆，直径用d表示。 注意：分度圆上的参数没有下标的是直径d、半径r、模块m、压力角、间距p、齿槽宽度e、齿厚s，m=p/=d/z，注意：每个齿轮只有一个分度圆，在分度圆上，模块一定，压力角为20。 压力角：渐开线上各点的压力角不同，通常压力角是指分度圆上的压力角，用表示。 国家基准将齿轮分度圆的压力角规定为基准值=20。 9 )齿根高：日元的圆与齿根圆的径向距离称为齿根高，用hf表示。 很明显hf=(d-df)/2。 10 )全齿高：的齿顶圆与齿根圆的径向距离称为全齿高，用h表示。 显然h=ha hf。 11 )宽度：沿齿轮轴线的长度称为齿宽，用b表示。 8 )齿顶高度：齿顶圆与分度圆的径向距离称为齿顶高度，用ha表示。 显然ha=(da-d)/2。 (2)分度圆上的组件： (3)分度圆的直径，(4)分度圆的间距p为：p=s e=m，2.2齿轮的主要参数，(1)齿轮的全圆周上的齿轮的总数称为齿数，z。 2.2.1主要参数，1 .齿顶高度系数ha* :齿顶高度ha=ha*m，2 .齿顶高度系数c* :规定齿顶间隙(为了防止咬住和不积油，在两轮齿径方向留下间隙，称为齿顶间隙)。 )齿根高hf=(ha* c*)mC=c*m为：全齿高： h=ha hf=(2ha* c*)m，3 .标准齿轮：模块、压力角、齿顶高度系数和间隙系数均为标准值，分度圆上齿厚与齿槽宽度的齿轮相等。 2.2.2若干系数：我国标准规定：标准齿制： ha*=1，c*=0.25短齿制： ha*=0.8，c*=0.3，p=se=ms=e/2=m/2，2.3 .标准正齿圆柱齿轮几何尺寸计算，2.3 .标准正齿圆柱齿轮几何尺寸计算，2.4 .渐开线标准正齿圆柱齿轮的1 .正确啮合是指两齿轮未固定和未产生横向间隙2 .为使两齿轮正确啮合，两齿轮相邻两齿在同侧齿形的啮合线上的长度必须相等。 否则，两个齿轮的齿形会分离或重叠，产生横向间隙或咬合。 2.4.1渐开线正齿圆柱齿轮的正确啮合条件、两齿轮的正确啮合条件，两齿轮的模块和压力角分别相等。m1=m2=ma1=a2=a、2.4.1渐开线正齿圆柱齿轮的正确啮合条件、2.4.2渐开线齿轮连续传动的条件、2.4.2.1对齿轮的啮合过程、齿轮的啮合始于主动齿轮的齿根部分按压从动齿轮的齿顶，因此为最初的啮合啮合点沿着N1N2向N2方向移动，且在主动轮齿形上从齿根向齿根移动，在从动轮的齿形上从齿根向齿根移动，齿轮的齿与主动齿轮的齿根啮合而按压从动齿轮的齿根的点结束，因此，终止啮合点与主动齿轮的齿根圆开始啮合点：继续啮合点：实际啮合线，理论啮合线，2.4.2.2连续传动条件，1 .要求：前一对齿轮齿脱离啮合时，后一对齿轮齿必须已经啮合或刚刚进入啮合，2 .重叠3 .齿轮传动连续性条件：5 .重叠度的含义：重叠度不仅是齿轮传动的连续性条件，也是衡量齿轮承载能力和传动稳定性的重要指标。 4 .重叠度的含义：例如：是齿轮使一个圆齿节距旋转的时间内，30%的时间为双齿啮合，70%的时间为单齿啮合。受制造和安装误差的影响，为1，通常为1.11.4 )，非标准安装：安装中心距离与标准中心距离不相等。 (分度圆与节圆重合)、2.4.3标准安装，含义：(以其他啮合为例)分度圆与节圆重合的安装。 (即无间隙安装)标准中心距离：标准安装时的中心距离。 注意：圆和压力角有单一的齿轮。 节圆和啮合角在两个齿轮啮合时出现。 标准安装时，分度圆与节圆重合，压力角与啮合角相等。 2.5渐开线齿轮的加工2.5.1齿轮的加工方法：铸造法、模锻法、热轧法、粉末冶金法、切削加工法等。 切削加工法(最常用):一、仿形法二、范成法、一、仿形法一、加工方法：仿形法如图所示，是在通常的铣床中使用轴向截面形状与被切削齿轮的齿槽形状完全相同的铣床来切削齿轮的方法。 对一个齿槽进行铣削加工后，分度头将坯料旋转3600/z，对下一个齿槽进行铣削加工，直至所有齿槽都被铣削加工。 (指盘状)、牙膏：轴向移动铣刀：旋转运动铣刀后，分度头使牙膏旋转3600/z，2 .特征：仿形加工容易，但不能保证精度。 要加工正确的齿形，对于模块和压力角相同、齿数不同的齿轮，必须采用不同的工具，这在工程中实际上是不可能的。 生产中常用的同号立铣刀切割同一模块、不同齿数的齿轮，因此齿形通常近似。 表格列出了1-8号圆盘刀具加工齿轮的齿数范围。 3 .应用：适用于修理和单件生产。 (由于间断切削，生产率低。 另外，范成法1、加工方法：在一对齿轮没有齿隙的情况下，利用两个齿轮的齿形相互成为包络线的原理来加工齿轮。 加工时的工具和坯料的运动就像齿轮啮合一样，最后的工具是将坯料切成渐开线齿形。 用扇形成法切割齿轮常用的工具有3种： (1)齿轮插入刃为齿形的外齿轮，(2)齿条插入刃为齿形的齿条(也称为梳齿刃)方法：刀片，沿材料的轴线方向往复移动旋转，材料以一定的角速度旋转。 特点：断续切削，生产率低。 方法：轮坯和滚刀以一定的角速比旋转。 特点：连续切削，生产率高。 (3)齿轮滚刀如梯形螺钉的螺杆，轴向截面的齿形为正确的直线齿形，即齿条，相当于滚刀旋转时齿条移动。 可连续加工，生产率高。 2 .在采用特征：扇形成法加工齿轮的情况下，如果刀具与被切削齿轮的模块的压力角相同，则无论被加工齿轮的齿数如何，用同一刀具加工给生产带来了极大的便利，因此展示法得到广泛应用。 3 .应用：生产效率高、精度高，广泛应用于批量生产。2.5.2根切割现象，用锥体法加工齿轮时，被加工齿轮齿根附近的渐开线齿形被部分切割的现象叫做根切割。 1 .切根结果：减弱齿轮齿的弯曲强度降低重合度。 (对于标准齿轮，通过限制最小齿数的方法避免切根。 2 .标准齿轮的不发生根切的最小齿数： Zmin=2ha*/sin2取=20、ha*=1，在Zmin=17加工后的齿轮的齿数Z25m/s的情况下，喷嘴位于齿轮啮合侧，直接冷却刚被润滑油啮合的齿轮，并且润滑齿轮1 .已知对外啮合正常齿制标准正齿圆筒齿轮m=3mm、z1=19、z2=41，试图计算该齿轮的分度圆直径、中心距离。 解：两齿轮分度圆直径： d1=mz1=319=57mm2 .知道对外啮合标准直齿轮的标准中心距离a=160mm，齿数z1=20，z2=60，求出模块和分度圆直径。 作业，知道d2=mz2=341=123mm、中心距离： a=(d1 d2)/2=(57 123)/2=90mm、3 .正常齿制标准正齿圆筒齿轮齿数z=25、齿顶圆直径da=135mm，求出该齿轮的模块. *4.