齿轮机构及其设计复习PPT课件

.,1,齿轮机构及其设计,.,2,齿轮机构的应用和分类,1）传递两平行轴之间的运动；,2）传递两相交轴之间的运动；,3）传递两空间交错轴之间的运动；,4）实现直线运动和定轴转动运动间的转换；,齿轮传动的优缺点,优点：传递功率和速度范围很广，传动比准确，传动可靠、寿命长，效率高，结构紧凑。,缺点：不宜用于轴间距离很大的传动，精度低时噪音大，制造成本高，需专用机床和设备。,齿轮机构的应用,.,3,齿轮机构的分类,平面齿轮机构,空间齿轮机构,1）按相对运动形式分,直齿轮,平行轴斜齿轮,人字齿轮传动,外啮合齿轮传动,内啮合齿轮传动,齿轮齿条传动,圆锥齿轮传动,交错轴斜齿轮传动,蜗轮蜗杆传动,直齿,斜齿,曲齿,.,4,齿廓啮合基本定律两相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的角速度1/2都等于节点P所分连心线的两段线段和的反比。,节圆以齿轮轴心为圆心，过节点P所作的圆为节圆。其半径分别为为r1、r2。,齿轮传动满足定传动比要求的条件是：P在连心线上为一定点。,.,5,2渐开线的特性,1）发生线滚过基圆的长度等于基圆被滚过的弧长。即：,4）基圆以内无渐开线,3）B点为K点的曲率中心，,BK为K点的曲率半径，即：,渐开线离基圆越近的点其曲率半径越小，,渐开线起始点A处曲率半径为0。,BK=K,.,6,5）渐开线的形状取决于基圆的大小,.,7,6）同一基圆上任意两条渐开线公法线处处相等。,（1）两条异向渐开线间的法向距离相等,.,8,（1）两条同向渐开线间的法向距离相等,.,9,5渐开线齿廓之间的正压力方向不变,1）啮合线:过接触点所作的公法线都在一条直线N1N2上，即所有的啮合点均在N1N2上，故N1N2为齿轮传动的啮合线；,2）压力线：两齿廓接触点间的正压压力总是沿其接触点的公法线方向。,当两基圆位置确定后,N1N唯一确定，即：,N1N,基圆公切线,公法线,啮合线,压力线,.,10,i12=i12,2）若中心距略有误差，此时传动比为：,6渐开线齿廓传动具有可分性,1）正确安装时，中心距a为O1O2此时传动比为：,.,11,任意圆齿厚si；,渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸,基圆（db，rb）；,任意圆（di，ri）；,任意圆齿距pi；,任意圆齿槽ei；,1齿轮各部分的名称和符号,齿顶圆（da，ra）；,齿根圆（df，rf）；,pi(=si+ei),.,12,齿顶高ha,，,分度圆齿距p，,分度圆设计基准圆（d，r）；,da=d+2ha,df=d2hf,(p=s+e),分度圆齿槽e,齿根高hf,全齿高h；,齿顶圆直径：,齿根圆直径：,分度圆齿厚s；,.,13,2）模数：m,2渐开线齿轮的基本参数,分度圆圆周为：,分度圆直径为：,d=ZP,令：,则：,1）齿数：z,.,14,3）分度圆压力角a,由上式可知：同一齿廓的不同半径处，压力角不同,分度圆压力角：,齿顶圆压力角：,基圆压力角：,分度圆压力角为标准值,=20（正常齿制）,=25（短齿制）,离基圆越远的部位压力角越大。齿顶圆压力角最大，基圆压力角等于零。,.,15,压力角是决定渐开线齿廓形状的一个重要参数。,定义分度圆压力角为齿轮的压力角,模数m是决定齿轮尺寸的一个基本参数,渐开线标准齿轮的五大基本参数,.,16,3渐开线齿轮的几何尺寸,d分度圆直径,ha齿顶高,ha*齿顶高系数,hf齿根高,c*齿顶隙系数,h齿全高,=0.25(正常齿制),=0.3(短齿制）,=1(正常齿制),=0.8(短齿制）,da齿顶圆直径,df齿根圆直径,db基圆直径,.,17,由渐开线的性质可知：,沿渐开线齿廓法线测量的齿距Pn等于基圆齿距Pb。,.,18,标准齿轮参数:,分度圆厚s与齿间e,p分度圆齿距,pb基圆齿距,Pb与P的关系由以下两式导出：,B齿宽,.,19,2）具有标准齿顶高ha；,3）具有标准齿根高hf；,1）具有标准模数m和标准压力角；,4）具有标准齿厚s与齿间e，且s=e=m/2。,.,20,渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动,Pb1Pb2,m1m2,不能正确啮合,1一对渐开线齿轮正确啮合条件,m1m2,Pb1Pb2,不能正确啮合,.,21,能正确啮合,一对渐开线齿轮正确啮合条件为,.,22,2渐开线齿轮的中心距及啮合角,标准渐开线齿轮正确安装应满足的两个条件：,2)保证两轮齿侧无间隙;,1)保证两轮的顶隙为标准值。,满足上述两条件正确安装的结果为：,分度圆与节圆相重合。,中心距a为标准中心距。,a=,标准中心距标准齿轮满足正确安装条件的中心距,s=s=e=e,.,23,分度圆压力角、节圆压力角和啮合角的关系。,1）在标准中心距状态下,分度圆和节圆重合,故:,分度圆压力角=节圆压力角=啮合角,2）在非标准中心距状态下,分度圆和节圆不重合,故:,分度圆压力角节圆压力角,在上述两种情况下：,节圆压力角恒等于啮合角,啮合角a齿轮啮合时，节点P的速度方向线与啮合线间的夹角。,.,24,a,.,25,本节小结：,渐开线的5个特性,渐开线方程:,invaK=tgaK-aK.,rb=rKcosaK,基圆内公切线,公法线,啮合线,压力线,渐开线齿廓传动具有可分性,渐开线标准齿轮的五大基本参数,.,26,2）具有标准齿顶高ha；,3）具有标准齿根高hf；,1）具有标准模数m和标准压力角；,4）具有标准齿厚s与齿间e，且s=e=m/2。,渐开线齿轮的几何尺寸,渐开线齿轮的任意圆齿厚si,.,27,小结：渐开线齿轮传动应掌握的常用公式：,1.,2.,3.,4.,.,28,9.尺寸公式,（正常齿制）,.,29,本节概念要点、难点：,1）渐开线齿轮传动的可分性；,2）渐开线齿轮正确啮合条件；,3）渐开线齿轮连续啮合条件；,6）理论啮合线、实际啮合线及其关系；,4）标准中心距和实际中心距及其关系；,5）分度圆压力角、节圆压力角、啮合角及其关系；,7）实际啮合线起始点、终止点对应主从动轮共轭点；,8）单双齿啮合区的确定。,.,30,10-8蜗杆传动,1.蜗动杆传动及其特点,应用用于空间两交错轴之间的传动（轴交角=90）,特点（1）传动平稳（蜗杆的齿是连续不断的螺旋齿）；（2）传动比大，一般传动i=570;分度机构可达1000；（3）效率低，制造成本高；（4）当蜗杆主动，蜗杆的导程角V时，反行程具有自锁功能。,组成,蜗杆蜗杆主动时，作减速运动,蜗轮蜗轮主动时，作增速运动,.,31,2蜗杆传动的类型,按蜗杆的形状分,圆柱蜗杆传动,环面蜗杆传动,锥蜗杆传动,新型传动，目前尚不普及,阿基米德蜗杆传动,渐开线蜗杆传动,圆弧齿圆柱蜗杆传动,.,32,本章重点讨论阿基米德蜗杆传动,（1）阿基米德蜗杆（ZA）也称普通蜗杆,轴面呈齿条（直廓）,阿基米德螺旋线,刃面过轴面,3时，在车床上用直线刀刃的双刀加工。,3时，在车床上用直线刀刃的单刀加工。,单刀加工,双刀加工,II,端面齿廓为阿基米德螺旋线，轴面为直廓线,阿基米德螺旋线,.,33,（2）法向直廓（延伸渐开线）蜗杆（ZN）,直齿廓,凸齿廓,齿廓特点：端面齿廓为延伸渐开线，法面齿廓为直线。轴面齿廓为凸齿廓。,加工方式：用直线刀刃在车床上车削加工，直线刀刃处在蜗杆齿面的法平面内。,延伸渐开线,.,34,（3）渐开线蜗杆(ZI蜗杆),渐开线,齿廓特点：端面齿廓为渐开线，在法面和面内的齿廓形状均为为曲面（凸面）。,加工方式：用两把直线刀刃的车刀在车床上切削加工，刀刃与蜗杆的基圆柱相切,.,35,3.蜗杆蜗轮正确啮合的条件,中间平面通过蜗杆轴线（a）、平行蜗轮端面（t）的平面（也称主平面）,在中间平面上蜗杆蜗轮的啮合相当于,齿条和齿轮的啮合,主平面,.,36,蜗杆蜗轮正确啮合的条件为：,即：在中间平面（主平面）内，一对相啮合的蜗轮蜗杆的模数、压力角对应相等且等于标准值。蜗杆的螺旋升角等于蜗轮的螺旋角。,.,37,4.普通蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算,（1）模数m和压力角,阿基米德蜗杆传动：=20动力传动压力角可