汽车机械基础（第二版）课件：齿轮传动的类型和特点

齿轮传动

◆熟悉齿轮传动的工作原理、特点、类型及应用。◆了解渐开线齿廓的形成及性质。◆掌握齿轮传动的传动比的计算方法。齿轮传动的类型和特点如图2－1—1所示，为千里马轿车手动变速箱换档齿轮传动机构，通过不同档位齿轮的啮合，产生不同传动比的齿轮传动，从而改变传动驱动轮的转速和扭矩。齿轮传动的类型和特点图2－1—1变速箱换档齿轮一、齿轮传动的工作原理如图2—1—2所示，当一对齿轮相互啮合工作时，主动轮的轮齿1，2，3…以此推动从动轮的轮齿1′，2′，3′…，使从动轮转动，从而将主动轮的动力和运动传递给从动轮。图2—1—2齿轮传动简图齿轮传动的类型和特点二、齿轮传动的特点（1）优点1）能保证瞬时传动比的恒定，传动平稳性好，传递运动准确可靠2）传递的功率和速度范围大。传递功率可高达5×104kW，圆周速度可以达到300m/s。3）传动效率高，维护简便，使用寿命长。4）结构紧凑，可实现较大的传动比。齿轮传动的类型和特点（2）缺点1）制造和安装精度要求高，工作时有噪声2）不能实现无极变速3）整体传动机构结构庞大、笨重，因此，不适宜中心距较大的场合。齿轮传动的类型和特点三、传动比齿轮机构中，设主动齿轮1的齿数为Z1,从动齿轮2的齿数为Z2。若主动齿轮转速为n1，则单位时间内转过的齿数为。同时，从动齿轮在主动齿轮的推动下转速为n2，转过的齿数为由于齿轮传动是主、从动齿轮一齿对一齿的啮合传动，所以在同一时间内有：=＝则一对齿轮的传动比为：齿轮传动的类型和特点教学互动1.在生活中，齿轮传动常出现在哪些零部件上，举例写在下面。2.以手动挡汽车上为例，变速箱档位从一档到五档，齿轮传动比是逐渐变大还是变小？齿轮传动的类型和特点四、齿轮传动的类型和应用分类方法类型图例应用两轴平行按轮齿方向分直齿圆柱齿轮适用于圆周速度较低的传动，尤其适用于变速箱的换挡齿轮斜齿圆柱齿轮适用于圆周速度较高、载荷较大且要求结构紧凑的场合人字圆柱齿轮传动适用于载荷大且要求传动平稳的场合齿轮传动的类型和特点分类方法类型图例应用按啮合类型分外啮合齿轮传动适用于圆周速度较低的传动，尤其适用于变速箱的换挡齿轮内啮合齿轮传动适用于结构要求紧凑且效率较高的场合齿轮齿条传动适用于将连续转动变换为往复移动的场合齿轮传动的类型和特点分类方法类型图例应用两轴不平行相交轴齿轮传动锥齿轮传动直齿圆锥齿轮适用于圆周速度较低、载荷小而稳定的场合曲齿圆锥齿轮适用于承载能力大、传动平稳、噪声小的场合交错轴齿轮传动交错轴斜齿轮传动适用于圆周速度较低、载荷小的场合蜗轮蜗杆传动适用于传动比较大，且要求结构紧凑的场合齿轮传动的类型和特点五、渐开线齿廓1.渐开线的形成在平面上，一条动直线（发生线）沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，此动直线上一点的轨迹，称为圆的渐开线。如图2－1—3所示，直线AB与一半径为rb的圆相切，并沿此圆作无滑移的纯滚动，则直线AB上任意一点Κ的轨迹CKD称为该圆的渐开线。与直线作纯滚动的圆称为基圆，rb为基圆半径，直线AB称为发生线。图2－1—3渐开线的形成齿轮传动的类型和特点以渐开线作为齿廓曲线的齿轮称为渐开线齿轮。如图所示齿轮轮齿的可用齿廓是由同一基圆的两条相反（对称）的渐开线组成的，称为渐开线齿轮（图2-1-4）。图2—1—4渐开线齿廓形成齿轮传动的类型和特点2.渐开线的性质从渐开线的形成可以看出，它具有下列性质：（1）发生线在基圆上滚过的线段长度NK，等于基圆上被滚过的一段弧长NC，即NK＝NC。（图2—1—3）（2）渐开线上任意一点的法线必定与基圆相切。渐开线上任意一点K的法线KN与基圆相切于点N，法线KN与发生线AB重合。切点N是渐开线上Κ点的曲率中心，线段NK为Κ点的曲率半径。（3）渐开线上各点的曲率半径不相等。K点离基圆越远，其曲率半径NK越大，渐开线越趋于平直；Κ点离基圆越近，曲率半径越小，渐开线越弯曲；当K点与基圆上的点C重合时，曲率半径等于零。齿轮传动的类型和特点（4）渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆相同，渐开线形状相同。基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越趋平直。当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成直线，这种直线型的渐开线就是齿条的齿廓曲线。（图2—1—5）（5）基圆内无渐开线。（6）渐开线上各点处的齿形角不相等。当渐开线齿廓在任意一点Κ与另一齿轮的渐开线齿廓相接触时，所受作用力FK的方向（即渐开线在Κ点的法线方向）与该点绕基圆圆心O回转时的速度vK方向所夹的锐角称为渐开线齿廓上任意一点Κ处的齿形角α，也就是过齿廓上任意点Κ处的径向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角。显然，α角越小，渐开线齿轮传动越省力。（图2－1—6）齿轮