chap齿轮机构PPT课件

1、第第4 4章章 齿轮机构齿轮机构 齿轮类型渐开线特性啮合特性切齿原理教学内容 齿廓啮合基本定律 渐开线特性 啮合条件本章重点第1页/共39页 1 概述： 齿轮机构是高副机构，用来传递空间任意两轴间的运动和动力，运用最为广泛。 2 齿轮机构的特点 (1) 优点： 适用的圆周速度和功率范围广 功率较高、传动比稳定 寿命较长 、工作可靠性高 可实现平行轴、相交轴、交错轴之间传动 (2)缺点: 制造和安装精度高，成本高。 不适于远距离两轴之间传动。 4-1 齿轮机构的特点和类型第2页/共39页3 齿轮机构的类型齿轮机构的类型（1）平面齿轮机构： 1).直齿圆柱齿轮传动（直齿轮） 外啮合齿轮传动 （两齿

2、轮转向相反） 内啮合齿轮传动 （两齿轮转向相同） 齿轮与齿条传动 (2) 斜齿圆柱齿轮传动（斜齿轮） 分内、外啮合和齿轮、齿条传动三类 3).人字齿轮传动（2）空间齿轮机构： 1).锥齿轮传动（直齿、斜齿、曲齿） 2).交错轴斜齿轮 3).蜗杆传动第3页/共39页 1 1 传动比：i i1212=1 1/2 2 工程实际中，要求i i1212 =Const, =Const,否则 1 1= Const= Const，则2 2 Const Const，产生惯性力 2 2 齿轮齿廓与i i1212的关系 节点C C：公法线nnnn与连心线的交点， 即1 1、2 2的相对速度瞬心，有 3 3 齿廓啮合

3、基本定律 4-2 4-2 齿廓啮合基本定律 COCO1221第4页/共39页 推论推论4 4 共轭齿廓：凡能实现给定传动比要求的一对齿廓。5 5 齿廓曲线的选择 对于定传动比齿轮机构，凡满足C C为定点曲线均可作齿廓曲线。常用曲线： 渐开线 - - 加工、度量、安装方便、运用广泛。 摆线 圆弧线 本章主要讨论渐开线齿轮 若要求一对齿廓啮合传动，且能保持传动比为定值，则啮合齿廓在任意位置接触时，过接触点所作的齿廓公法线交连心线为定点，即节点C C为定点。节圆：以O O1 1,O,O2 2为圆心，以O O1 1C C， O O2 2C C为半径所作的圆。 两齿轮啮合时两节圆作纯滚动。第5页/共39

4、页一、渐开线的形成和特性 1 定义：直线（发生线）沿圆周（基圆）作纯滚动 ，直线上任一点的轨迹。4-2 4-2 渐开线齿廓 第6页/共39页2 特性： (1) (1) (2) (2)渐开线上任意点的法线恒 与基圆相切 (3) B(3) B是K K点的曲率中心，BKBK是 点K K的曲率半径 (4)(4)压力角：法线与速度所夹锐角 cosk=OB/OK=rb/rkcosk=OB/OK=rb/rk rk rk， k k 基圆上压力角等于零 第7页/共39页(5)(5)渐开线的形状取决于基圆(r(rb b) )的大小。 (6)(6)基圆内无渐开线 第8页/共39页二、渐开线齿廓的啮合特性1 1 渐开

5、线齿廓满足定传动比要求 2 2 可分性： 3 3 正压力方向不变性 第9页/共39页4-4 齿轮各部分名称及齿轮各部分名称及 渐开线直齿圆柱齿轮基本尺寸渐开线直齿圆柱齿轮基本尺寸 一、直齿圆柱齿轮各部分及基本参数直齿圆柱齿轮各部分及基本参数(1) 齿数 z(2) 齿顶圆 - da (3) 齿根圆 - df(4) 齿槽宽- ek(5) 齿 厚 - sk(6) 周 节(齿距)pk pk= sk+ek=dk/z dk= pk z/ 第10页/共39页(8)(8)模数m m -( -(为了便于计算, ,制造, ,检验) ) 将比值 人为地规定为标准值。(7)分度圆: 尺寸基准 分度圆模数与压力角均为标

6、准值。db=dcos=mzcos 第11页/共39页 (9) 齿顶高ha : ha=ha*m (10) 齿根高hf : hf=(ha*+c*)m (11)全齿高 h : h=(2ha*+c*)m (12)顶隙: c=c*m第12页/共39页渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算第13页/共39页小小 结结1 h1 ha a* *，C C* *决定了齿顶圆，齿根圆的大小。决定了齿顶圆，齿根圆的大小。 2 2 标准齿轮标准齿轮是指是指m m， ，h ha a* *，C C* *均为标准值，而且均为标准值，而且s=es=e的齿轮。的齿轮。3 3 标准安装标准安装：节圆与分度圆重合的安装，标准中心距：节圆

7、与分度圆重合的安装，标准中心距4 4 啮合角啮合角与与： 标准安装时，分度圆与节圆重合，标准安装时，分度圆与节圆重合，= = )(21)(2212121ddzzmrra第14页/共39页5 5 齿条齿条：齿数为无穷多的齿轮的一部分齿数为无穷多的齿轮的一部分 特点：特点： （1 1）齿形角齿形角。 （2 2）P=P=m m第15页/共39页一、一、正确啮合的条件正确啮合的条件 两齿轮上相邻两齿同侧齿两齿轮上相邻两齿同侧齿廓间法向齿距应相等廓间法向齿距应相等, ,即即 p n1= p n2因因 故有故有 因模数和压力角均已标准化因模数和压力角均已标准化, ,故应使故应使: : 4-5 渐开线直齿圆

8、柱齿轮的外啮合渐开线直齿圆柱齿轮的外啮合 一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件: : 两齿轮的模数和压力角必须分别相等两齿轮的模数和压力角必须分别相等. . pn= pb=p*cos 2第16页/共39页二、二、重合度重合度 为了使齿轮连续传动,必须在前一对齿轮尚未脱离啮合时,后一对齿轮及时进入啮合。 1 开始啮合点：B2 2 终止啮合点：B1 3 实际啮合线段： B1 B2 4 理论啮合线段：N1N2 5 啮合弧：FG 若FGp, 能连续传动 若FG=p, 传动边界状态 若FG1 (2) b， 第32页/共39页 四四 斜齿圆柱齿轮的当量齿数斜齿圆柱齿轮的

9、当量齿数1 当量齿轮： 研究法向齿形与直齿圆柱齿轮的关系 2 当 量齿数 3 结论：斜齿轮的齿数Zmin可小于17 Zmin=Zvmin cos3即Zv17即可防止根切以为分度圆半径,以mn、n作直齿圆柱齿轮第33页/共39页 五五 斜齿圆柱齿轮的特点斜齿圆柱齿轮的特点1 优点：1) 啮合性能好 2) 重合度大 3) 不产生根切的最少齿数比直齿轮少, 机构更为紧凑2 缺点：轴向力设计时，=820第34页/共39页( 4-9 圆锥齿轮机构圆锥齿轮机构一 、 概述 用来传递相交两轴之间的运动和动力的. 参数：圆柱圆锥 第35页/共39页二、背锥和当量齿数二、背锥和当量齿数背锥-扇形齿轮-当量齿轮 当量齿数：圆锥齿轮正确啮合条件： 两轮大端模数相等，压力角相等。 二轮的外锥距必须相等。 第36页/共39页1 不等顶隙收缩齿 特点；齿顶圆锥、齿根圆锥、分度圆锥具有同一锥顶点。顶隙由大端向小端收缩。 缺点；小端轮齿强度较差且润滑不良。2 2 等顶隙收缩齿 特点：齿根圆锥和分度圆圆锥共锥顶，齿顶圆锥不一分度圆共锥顶 优点：增加小端顶隙，改善润滑状况 降