机械原理4齿轮机构

优点：①传动比准确、传动平稳。②圆周速度大，高达200m/s。③传动功率范围大，从几瓦到几万千瓦。④效率高(→0.99)、使用寿命长、工作安全可靠。⑤可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动。缺点：要求较高的制造和安装精度，加工成本高、不适宜远距离传动。一、特点第四章齿轮机构第一节概述外啮合直齿斜齿人字齿平面齿轮圆柱齿轮空间齿轮圆锥齿轮两轴相交两轴交错蜗轮蜗杆交错轴斜齿轮齿轮传动二、类型内啮合齿轮齿条一、对齿轮传动的要求：1）传动平稳传动比恒定；(本章内容)2）有足够的强度。(机械设计课程内容)第二节齿廓啮合基本定律及齿廓曲线3）良好的传力性能。(本章内容)二、齿廓啮合基本定律C1＝C2定比传动的条件：aC1C2不同时刻的C点必须为一个定点。nnO22O11KC②共轭齿廓：满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓。aO11O22KnnC定律：欲实现定比传动，过任一啮合点所作齿廓公法线与连心线必须交于定点。①节点，●术语节圆；渐开线摆线圆弧抛物线rb基圆发生线渐开线三、渐开线的形成及性质1.渐开线的形成dhBArbOrKK2）渐开线上任意点的法线切于基圆；B点为曲率中心，1）

KB=AB；2.渐开线的性质BK为曲率半径，3）离基圆越远的渐开线，曲率半径越大。b=0。5）基圆基圆内无渐开线。当rb→∞，变成直线。4）渐开线形状取决于基圆。NArbOrKKKK●离中心越远，压力角越大。受力方向与受力点速度方向之间所夹锐角。kF四、压力角rb＝rk

cosk●b＝0。五、渐开线方程BArbOK极坐标参数方程，极轴为OA，参数为kkrkN1N2六、渐开线齿廓啮合特性

2O2rb2O11rb11.能实现定比传动N1N22O2rb21rb1CN1N2为唯一公法线，1.能实现定比传动与连心线交于定点Ｃ。O1六、渐开线齿廓啮合特性N1N22O2rb2O11CO2（1）定比传动性质不变；（2）传动比大小不变。rb1两个含义：2.中心距变化不影响传动比六、渐开线齿廓啮合特性N1N22O2rb21rb13.啮合线/啮合角恒定啮合线：啮合点的轨迹。啮合线为恒定的直线。六、渐开线齿廓啮合特性N1N2为理论啮合线。啮合角恒等于节圆压力角，恒定不变。啮合角:啮合线与节圆公切线之间的夹角。N1N22O2rb21rb1C六、渐开线齿廓啮合特性第三节渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算Orarf一、外齿轮齿顶圆：da、ra齿根圆：df、rf（一）名称Orarf齿厚：sk齿槽宽：ek齿距：pkskekpkpk=sk+ekrKrbAOANKK法向齿距Pn：Pn＝PbOrarf分度圆：规定的计算基准圆。表示符号：d、r、s、e，p=s+e，分度圆的特征：（1）s=e（2）具有标准的模数（3）具有标准的压力角，

=20ºr模数m的说明：（3）代表承载能力。（2）具有长度量纲；mm（1）使d具有圆整值；m=4z=16m=2z=16m=1z=16（4）具有标准值。标准模数系列表（GB1357－87）

0.10.120.150.20.250.50.40.50.60.8第一系列11.251.522.5345681012162025324050

0.350.70.91.752.252.75(3.25)3.5(3.75)第二系列4.55.5(6.5)79(11)14182228(30)3645Orarfrhahfh齿顶高：ha齿根高：hf齿全高：hh=ha+hf（二）几何尺寸计算ha=ha*mhf=(ha*

+c*)mha*为齿顶高系数c*为顶隙系数Orarfrh=ha+hf=(2ha*+c*)mda=d+2hadf=d-2hf=(z+2ha*)m=(z-2ha*-2c*)mOrarfrd=mz=mzcosdb=dcos标准齿轮：m、、ha*、c*取标准值，且e=s的齿轮。Orarfr（三）标准齿轮的5个基本参数：（1）模数m，取标准值（4）顶隙系数c*，取标准值，c*=0.25或0.3（3）齿顶高系数ha*，取标准值，ha*=1或0.8（2）压力角，取标准值，=20（5）齿数z总结：会计算5个圆直径和1个中心距：（1）分度圆：d=mz（2）顶圆直径:da=d+2ha=(z+2ha*)m（3）根圆直径:df=d-2hf

=(z-2ha*-2c*)m（4）基圆直径：db=dcos=mzcos（5）节圆直径：d′=d（6）标准中心距：一、正确啮合条件第四节渐开线齿轮啮合传动啮合过程B2B1正确啮合要求：pn1＝pn2正确啮合要求：pn1＝pn2pb1

=pb2正确啮合条件：m1＝m2，1＝2（重要结论）二、齿轮传动的中心距和啮合角1.无齿侧间隙啮合及标准安装(1)无齿侧间隙啮合条件1.无齿侧间隙啮合及标准安装(1)无齿侧间隙啮合条件(2)标准齿轮的标准安装标准齿轮的标准安装：标准齿轮的无齿侧间隙安装。标准中心距：标准齿轮的标准安装中心距。a二、齿轮传动的中心距和啮合角1.无齿侧间隙啮合及标准安装(1)无齿侧间隙啮合条件(2)标准齿轮的标准安装标准齿轮的标准安装：标准齿轮的无齿侧间隙安装。标准中心距：标准齿轮的标准安装中心距。a二、齿轮传动的中心距和啮合角2.非标准安装N1N22O2rb21rb1Ca三、连续传动条件啮合过程B2B1N1N2:理论啮合线B1B2:实际啮合线B2B1连续传动要求：啮合过程N1N2:理论啮合线B1B2:实际啮合线三、连续传动条件－重合度。一般要求：

[],[]=1.1~1.4。啮合过程N1N2:理论啮合线B1B2:实际啮合线三、连续传动条件连续传动要求：中线补充：齿轮齿条传动分度线CN1即使有间隙安装，齿轮节圆也与分度圆重合。第六节轮齿的切削加工与变位原理一、轮齿的切削加工铸造法热轧法冲压法模锻法粉末冶金法切制法仿形法范成法1）盘铣刀1.仿形法铣齿2）指状铣刀齿条插刀齿轮插刀齿轮滚刀2.范成法（1）插齿（2）滚齿分度圆基圆（一）根切现象：轮齿渐开线部分被切掉的现象。二、根切现象与变位根切原因：刀具齿顶线超过了啮合极限点N1。中线分度线CN1（一）根切现象：轮齿渐开线部分被切掉的现象。二、根切现象与变位根切的后果：②使重合度下降。①削弱抗弯强度；根切原因：刀具齿顶线超过了啮合极限点N1。（一）根切现象：轮齿渐开线部分被切掉的现象。二、根切现象与变位CN1mz/2(mzcos)/2mzcos2/2ha*m（二）最少齿数:mz/2-mzcos2/2ha*mz2ha*/sin2zmin=17O（三）防止根切的措施及变位修正中线CN11.加工正常齿轮：中线与分度圆相切。分度线N12.加工变位齿轮：中线与分度圆不相切。N1中线变位量：xmN1加工变位齿轮：中线与分度圆不相切。N1xmxmtan第六七节变位齿轮一、变位齿轮分度圆齿厚：结论：小齿轮采用正变位后，增大齿厚，提高强度，达到大小齿轮等强度。二、变位齿轮传动：1）啮合角：2）中心距：结论：变位齿轮传动可得到任意中心距。三、变位齿轮传动类型1.零传动（x1+x2=0；a=a；=）：●标准齿轮传动：x1=x2=0●高度变位齿轮传动：x1=-x20缺点：(1)小齿轮抗弯强度低；(2)齿数受限；(3)不易得到任意中心距。克服标准齿轮传动的(1)(2)两项缺点。2.正传动（x1+x20；aa；）：克服标准齿轮传动的所有缺点。3.负传动（x1+x20；aa；）：扩大标准齿轮传动的(1)(2)两项缺点。不采用。角度变位第八节斜齿圆柱轮机构一、渐开线斜齿圆柱轮齿廓曲面的形成直齿轮的共轭齿廓曲面特点：轮齿啮合时全进全出，振动较大。b特点：轮齿啮合时渐进渐出，传动平稳。1.螺旋角指分度圆的螺旋角，8-25；二、斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算（一）参数转换标准参数：法面参数（已知或给定）几何尺寸计算用的参数：端面参数（未知）解决办法：通过螺旋角将法面参数换算成端面参数；将端面参数代入直齿轮公式中。PtPnPn=Ptcosmn=mtcos2.mn和mtDBB1βββtA1DB1BAn3.n和t4.齿顶高系数可径向间隙系数ββtA1DB1BAnmn=mtcos（二）斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算斜齿轮端面上各部分尺寸关系和直齿轮各部分尺寸关系完全相同，因此，斜齿轮的几何尺寸计算可仿照直齿轮进行，只要把端面参数代入直齿轮的几何尺寸计算公式，就可以得到斜齿轮的几何尺寸计算公式。r/cosβcnnrnrrv=

rn=r/cos2rv=

mnzv/2=mnz/2cos3zv=z/cos3三、当量齿数最少齿数zmin=17cos3四、平行轴斜圆柱齿轮啮合传动1=-

2（外啮合）mn1=mn2，n1=n1

1=

2（内啮合）1.正确啮合的条件2.连续传动条件B2B12.连续传动条件bbB1LB1B2B2从动轮2后端面前端面B2B2从动轮2B1LB1Lb2.连续传动条件总重合度

为端面重合度，为纵向重合度连续传动条件为:

1。b后端面前端面B2B2从动轮2B1LB1Lb2.连续传动条件五、斜齿圆柱齿轮机构的特点优点