齿轮传动任务一：齿轮传动基本知识及渐开线齿廓

1、任务一：齿轮传动基本知识及渐开线齿廓 第九章 齿轮传动机械设计基础 齿轮传动第一节 齿轮机构的特点及分类第二节 渐开线齿廓第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮第四节 分度圆弦齿厚及公法线长度第五节 渐开线标准直齿圆柱齿轮 的啮合传动第六节 渐开线轮齿的切制原理、 根切及最少齿数第七节 变位齿轮传动简介第八节 齿轮传动的失效形式与设计准则第九节 齿轮常用材料和热处理第十节 圆柱齿轮传动精度简介第十一节 标准直齿圆柱齿轮传动的 强度计算第十二节 斜齿圆柱齿轮传动第十三节 直齿圆锥齿轮传动第十四节 齿轮结构及齿轮传动的维护基本要求:了解齿轮机构的类型及功用、齿廓啮合基本定律掌握渐开线的性质及渐开线齿廓的特

2、点掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算理解直齿轮正确啮合条件、重合度了解范成法切齿的基本原理和根切现象掌握齿轮失效形式掌握直齿轮强度计算方法掌握斜齿轮与直齿轮的异同，理解当量齿数了解斜齿轮、圆锥齿轮传动（齿廓曲面的形成和啮合特点、基本参数、几何尺寸计算和当量齿数、强度计算）机械设计基础 齿轮传动第一节 齿轮机构的特点及分类一、应用二、特点三、分类机械设计基础 齿轮传动一、应用齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构用来传递空间任意两轴的运动和动力应用实例：机械手汽车变速箱摄像机游乐设施机械设计基础 齿轮传动二、特点可用来传递空间任意两轴之间的运动和动力传动比准确、平稳结构紧凑

3、，适用圆周速度和功率范围广机械效率高使用寿命长，工作安全可靠机械设计基础 齿轮传动三、分类按齿轮传动的工作情况分： 开式齿轮传动低速、易磨损 闭式齿轮传动重要的传动按传动时两轮轴的相对位置分：平面齿轮机构：（平行轴间传动） 直齿轮、斜齿轮、人字齿 外啮合、内啮合、齿轮与齿条传动空间齿轮传动： (相交轴间传动): 圆锥齿轮、 (交错轴间传动) :交错轴斜齿轮机构、蜗杆传动机械设计基础 齿轮传动一般分类平面机械设计基础 齿轮传动直齿轮平行轴斜齿轮传动人字齿外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮与齿条传动圆锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动齿轮机构空间1 平面齿轮机构 ( 二轴平行)直齿圆柱齿轮机构外

4、啮合传动内啮合传动齿轮齿条传动 外啮合传动二轮转向相反机械设计基础 齿轮传动外齿轮内啮合传动二轮转向相同齿轮齿条传动转动移动内齿轮外齿轮 齿条外齿轮斜齿圆柱齿轮机构外啮合传动内啮合传动齿轮齿条传动 机械设计基础 齿轮传动人字齿轮传动外啮合传动内啮合传动齿轮齿条传动机械设计基础 齿轮传动2 空间齿轮机构圆锥齿轮传动二轴相交外啮合传动二轮转向相反机械设计基础 齿轮传动斜齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动（螺旋齿轮传动）二轴交错机械设计基础 齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗杆传动二轴交错，通常交90机械设计基础 齿轮传动蜗杆传动第二节 渐开线齿廓一、齿廓啮合基本定律二、渐开线的形成及特性三、渐

5、开线齿廓啮合特性机械设计基础 齿轮传动一、齿廓啮合基本定律1、对齿廓曲线的要求：直观上 不卡不离几何学上 处处相切接触运动学上 法线上没有相对运动根据三心定理，二齿轮啮合之速度瞬心机械设计基础 齿轮传动2、齿廓啮合基本定律：互相啮合的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线被其啮合点的公法线所分两线段成反比(即P为定点)12O1O2C2C1nnPvK1vK2KvK2K13、节点、节圆定传动比条件：若两轮作定传动比传动机械设计基础 齿轮传动则P点为定点，即不论两齿轮轮廓在何位置接触，过接触点所作的两齿廓公法线与连心线相交于定点P定点P节点节圆(d1,d2): 过节点所作的两圆思考：若变传动比

6、(如椭圆齿轮)，情况如何？12O1O2C2C1nnPvK1vK2KvK2K1节圆节圆4、齿廓曲线的确定能满足定传动比(或某种变传动比规律)要求的齿廓曲线，理论上有无穷多个机械设计基础 齿轮传动理论上无穷多共轭曲线：能满足定传动比(或某种变传动比规律)要求的齿廓曲线实际选用, 须考虑设计、制造、安装、使用等因素常用: 渐开线、摆线、圆弧线、抛物线等本章主要研究渐开线齿廓的齿轮12O1O2C2C1nnPvK1vK2KvK2K1节圆节圆二、渐开线及渐开线齿轮一、渐开线的形成二、渐开线的性质三、渐开线齿轮的啮合特性机械设计基础 齿轮传动1、渐开线的形成当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任一点的轨迹

7、-该圆的渐开线该圆称基圆(rb)；该直线称为发生线机械设计基础 齿轮传动渐开线发生线基圆F向径压力角aKaKqKK基圆半径 rbvKrKrb展角基圆2、渐开线的性质1) 发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长,机械设计基础 齿轮传动2) 渐开线上任一点法线恒切于基圆3) 切点是渐开线上K点的曲率中心，KB为曲率半径; 越接近基圆，曲率半径越小，反之越大(在基圆上A点的曲率半径为0)4) 基圆内无渐开线BKBAO压力角k为受力方向与速度方向的所夹的锐角(基圆上压力角为0)渐开线的性质(续)5) 渐开线的形状决于基圆半径机械设计基础 齿轮传动基圆半径越大，渐开线越平展（综合曲率半径越大）直线

8、也是渐开线C1A1B1C2A2O2rb2B2O38B38A38C3O1rb1K推论同一基圆上渐开线形状相同同一基圆所生成的同向渐开线为法向等距曲线机械设计基础 齿轮传动两反向渐开线公法线处处相等(等于两渐开线间的基圆弧长)OC2AC1BC3A1B1A2B2N1N2K1K2？三、渐开线齿轮的啮合特性1、渐开线齿轮符合齿廓啮合基本定律，即能保证定传动比传动由齿廓啮合基本定律知机械设计基础 齿轮传动rb2O212N2CCO1rb1KPKN1由渐开线性质知，啮合点公法线与二基圆内公切线重合二基圆为定圆，N1N2为定直线，则节点P为定点2. 中心距可分性 在图68(见书)中，作O1N1 丄nn 垂足为 ， 作O2 N2丄nn 垂足为N2 ，则 O1N1C O2N2C ，所以 （63）即两齿轮的传动比不仅与两轮节圆半径成反比，同时也与两轮基圆的半径成反比。而在齿轮加工完成后，其基圆半径已确定。 所以，即使两轮的中心距稍有改变，也不会影响两轮的传动比。渐开线齿轮传动的这一特性称为中心距可分性。这是渐开线齿轮的一大优点，具有很大的实用价值。当有制造、安装误差或轴承磨损导致中心距微小改变时，仍能保持良好的传动性能。3. 齿廓间的正压力方向不变 一对渐开线齿廓，无论在哪一点接触，过接触点的齿廓公法线总是两基圆的内公切线N1N2。所以，在啮合的全过程中，所有接触点都在N1N2上，即N1N2是