齿轮机构课件

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齒輪機構

(1)圓柱齒輪傳動－傳遞兩平行軸之間的運動和動力3.1概述一.分類(2)圓錐齒輪傳動－傳遞兩相交軸之間的運動和動力(3)蝸輪蝸杆和螺旋齒輪傳動－交叉軸螺旋齒輪傳動蝸輪蝸杆圓錐齒輪*NNO1O2ZC1C2PKabv1v2cω1ω2二.齒廓嚙合的基本定律*（rK,θK）三.漸開線的形成FvαK1.漸開線性質：(2)

漸開線的法線與基圓相切(3)

基圓內無漸開線(4)

漸開線的形狀與基圓大小有關(1)KN=AN*2.

漸開線齒廓嚙合情況—符合齒廓嚙合的基本定律C2C1O1O2N1N2rb2α`rb1KPK`

傳動比恒定不變;

中心距變動不影響傳動比;

嚙合線是過節點的直線;

能夠與直線齒廓的齒條嚙合;*3.2齒輪各部分名稱和幾何尺寸計算一.齒輪各部分名稱及符號db1.齒間距

ek(e)2.齒厚

Sk(s)3.周節

Pk(p)4.分度圓直徑

d5.齒頂高

ha7.全齒高

h6.齒根高

hf8.齒頂圓直徑

da9.齒根圓直徑df10.基圓直徑db11.齒寬

b*2.壓力角α二.齒輪的基本嚙合參數1.模數mFvαK3.齒數zFvα＝0Fv*三.幾何尺寸計算公式N1N2*四.漸開線齒輪的正確連續嚙合條件1.正確嚙合條件N1N22.連續嚙合條件兩輪的基節相等重合度>1結論:*標準漸開線齒輪機構習題（附加習題1）一對漸開線標準圓柱直齒輪外嚙合傳動。z1=20，z2=200，m=0.5，α=20

，計算這對齒輪幾何尺寸（d，da，df，db，P，s，e，a）。（習題3-3）有一圓柱直齒輪外嚙合傳動的減速箱，小齒輪磨損後報廢，現已測得箱體孔中心距a=300mm，大齒輪齒頂圓直徑da2=408mm，齒數z2=100，壓力角α=20

，試配置標準小齒輪，並計算其幾何尺寸（求da1，d1，df1

）。（習題3-2）需要傳動比i=3的一對標準漸開線直齒圓柱齒輪外嚙合傳動，現有三個漸開線標準圓柱直齒輪，齒數為z1=20，z2=z3=60，齒頂圓直徑分別為da1=44mm，da2=124mm，da3=139.5mm。問哪兩個齒輪能正確嚙合？並求中心距a。（習題3-3）有一圓柱直齒輪外嚙合傳動的減速箱，小齒輪磨損後報廢，現已測得箱體孔中心距a=200mm，大齒輪齒頂圓直徑da2=355mm，齒數z2=140，壓力角α=20

，試配置標準小齒輪，並計算其幾何尺寸（求da1，d1，df1

）。*（習題3-4）已知一對漸開線標準外嚙合直齒圓柱齒輪傳動，其模數m=5mm，壓力角α=20

，中心距a=350mm，傳動比i=1.8，試求兩輪的齒數，分度圓直徑，齒頂圓直徑，基圓直徑以及分度圓上的齒厚和齒槽寬。（習題3-5）有一對直齒圓柱齒輪，模數m=4mm，z1=25，z2=50，基圓半徑分別為db1=93.96mm，db2=187.92mm，試求:(1)分度圓壓力角;(2)若齒輪安裝中心距a=150mm，嚙合角α`

為多大？節圓直徑各為多少？（習題3-7）有六個模數m=2mm，壓力角α=20

，z=50的齒輪，其變位係數分別為x1=x2=0，x3=x4=0.6，x5=x6=-0.6，試分析以下傳動是標準齒輪傳動，正變位傳動，負變位傳動，或高度變位傳動。

（1）1輪與2輪嚙合為（）傳動，a`（）a

，α`（）α；

（2）3輪與4輪嚙合為（）傳動，a`（）a

，α`（）α；

（3）5輪與6輪嚙合為（）傳動，a`（）a

，α`（）α；

（4）3輪與5輪嚙合為（）傳動，a`（）a

，α`（）α；（習題3-8）設有一對外嚙合齒輪的齒數z1=30，z2=40，m=20mm，壓力角α=20

，齒頂高係數ha*=1

。試求當中心距a`=725mm，兩輪的嚙合角α`

。又當α`

＝22º30`時，試求中心距a`。*3.3齒輪的加工原理和根切現象1.成型法一.齒輪的加工原理特點：

（1）刀具簡單，效率低；

（2）加工不連續；

（3）精度低；

2.範成法（1）範成運動；（3）進給運動（刀具做）；（2）切削運動（刀具做）；（4）退刀運動（齒坯做）；齒輪插刀*2.範成法－齒條插刀2.範成法－齒輪滾刀*二.根切現象範成法加工齒輪，當被加工齒輪齒數（z<17），齒根漸開線會被刀具切去一部分，稱為根切；*2.不產生根切的最少齒數1.避免根切方法：使刀具的齒頂線不超過極限嚙合點N1*3.4變位齒輪一.加工變位齒輪的刀具位置*二.變位齒輪的形成和特點變位齒輪的幾何特點（1）變位齒輪和標準齒輪的齒形是同一條漸開線的不同段；（2）正變位齒輪的分度圓齒厚增大了，負變位齒輪的分度圓齒厚減小了；（3）正變位齒輪的齒頂高增加，齒根高減小；負變位齒輪的齒頂高減小，齒根高增加；但它們全齒高沒變，等於標準齒輪的全齒高*三.變位係數的確定*變位係數的選擇*四.變位齒輪的分類及應用O2rb2α`＝αO1rb1N1N21.高度變位齒輪傳動優點

（1）減小機構尺寸；

（2）提高承載能力；

（3）改善磨損情況；*四.變位齒輪的分類及應用O2rb2α`>αO1rb1N1N22.角度變位齒輪傳動

－正變位P

優點

（1）減小機構尺寸；

（2）提高承載能力；

（3）減輕齒輪磨損；

（4）配湊中心距*四.變位齒輪的分類及應用O2rb2α`<αO1rb1N1N22.角度變位齒輪傳動

－負變位P（1）配湊中心距；

不利於防止根切和提高強度；*無側隙嚙合方程齒根圓直徑齒頂圓直徑節圓直徑分度圓直徑中心距五.變位齒輪的公式計算*3.5斜齒圓柱齒輪傳動一.斜齒輪的形成及傳動特點斜齒輪的特點（1）傳動平穩，衝擊小；（3）承載能力高，適於高速重載；（2）同時嚙合輪齒對數多；直齒圓柱齒輪的齒面接觸線斜齒圓柱齒輪的齒面接觸線*斜齒輪的軸向作用力ββ二.斜齒圓柱輪的幾何尺寸計算端面、法面參數的關係式*三.斜齒輪的當量齒數β*斜齒圓柱齒輪傳動習題（例3-2）：在萬能銑床上銑一斜齒圓柱齒輪，其法面模數mn=1mm，z=16，β＝30º，應選幾號銑刀？（習題3-10）：有一斜齒輪，螺旋角β＝15º，齒數z=56，齒頂圓直徑da=119.92mm,試求齒輪的法面模數，並計算其他幾何尺寸。（附加習題2）：已知一對圓柱直齒輪外嚙合傳動。z1=20，z2=212，m=0.8，中心距a‘=93.2mm，計算這對齒輪的尺寸。（α=20

，ha*=1，c*=0.35）（da1，da2，d1，d2，df1，df2）。變位齒輪機構習題（附加習題1）：已知一對圓柱直齒輪外嚙合傳動。z1=12，z2=40，m=0.5，α=20

，ha*=1，c*=0.35，計算這對齒輪的da1，da2，d1，d2，df1，df2，a‘。*3.6蝸杆傳動一.蝸杆傳動原理和特點蝸杆傳動的特點（1）傳動比大，結構緊湊；（3）摩擦大，效率低，費用高；（2）能自鎖，傳動平穩，無雜訊；*二.蝸杆傳動的主要參數和幾何尺寸計算導程角注意:蝸杆直徑:d=mq升角:*齒輪機構習題（3-11）工具顯微鏡頭部採用了蝸輪蝸杆、斜齒輪斜齒條作升降機構，其參數如圖所示，試求：（1）蝸杆轉一圈，升降部分（斜齒條）上升的距離為多少；（2）計算斜齒輪的幾何尺寸；（3）計算蝸輪蝸杆的幾何尺寸。*3.7輪系一.輪系的作用－1.用於獲得大傳動比，結構緊湊；2.用於傳遞相距較遠兩軸之間的運動；*3.用於實現變速要求；4.可實現換向傳動

5.可以實現運動的合成和分解*二.定軸輪系傳動比的計算－軸線平行外嚙合-取“-”號內嚙合-取“+”號*二.定軸輪系傳動比的計算－軸線不平行右旋1,k-首末兩輪M-外嚙合齒輪的對數定義:定軸輪系的傳動比等於該輪系各對齒輪傳動比的連乘積*三.周轉輪系傳動比的計算－行星輪系轉臂nH中心輪n1行星輪n2中心輪n3*三.周轉輪系傳動比的計算－差動輪系轉化輪系傳動比計算公式:*齒輪機構習題（習題3-21）如圖所示機構中，已知z1=60，z2=40，z2`=z3=20，n1=n3=120r/min,並設n1與n3轉向相反，求nH的大小及方向。*四.混合輪系傳動比的計算（例3-5）如圖所示輪系，已知：n1=400r/min,z1=z3=z4=20，z2=40，z5=60，求nH=？*混合輪系傳動比的例題（例3-6）：如圖所示為加法機構的輪系，其中圓錐齒輪1，2，3和轉臂H組成周轉輪系，圓柱齒輪4，5組成定軸輪系。已知z1=z2=z3=15，z4=30，z5=15，輪1和輪3都是主動輪，它們的轉速分別為n1和n3，求輸出轉速n5。*齒輪機構習題（3-13）如圖所示為一鐘錶輪系，已知：z2=60，z3=8，z4=64，z5=28，z6=42，z8=64。求z1,z7各為多少。*齒輪機構習題（3-14）如圖所示為一示數裝置的傳動機構。a、b、c分別代表固定指針、粗讀尺規和精讀尺規。行星輪2-2`裝在轉臂H上，中心輪為1和3，且輪3固定。已知：z1=60，z2=z2`=20，z3=59。求ibc

。*齒輪機構習題（3-15）如圖所示的混合輪系中，已知：z1=1，z2=100，z3=45，z4=30，z5=z6=15，n1=10r/min,n6=1000r/min。求nH。（題中z3與z6轉動方向相同。）*齒輪機構習題-混合輪系（3-16）如圖所示的輪系中，蝸杆1是單頭右旋，轉速n1=1000r/min,z2=50，z3=z4=20，z5=60，求輸出軸轉速n6。*齒輪機構習題-混合輪系（3-17）如圖所示的電動捲揚機減速器中，各輪齒數為z1=24，z2=52，z2`=21，z3=78，z3`=18，z4=30，z5=78，求i1H。*齒輪機構習題（3-18）如圖所示的三爪電動卡盤的傳動輪系中，各輪齒數為z1=6，z2=z2`=25，z3=57，z4=56，求傳動比i14。*齒輪機構習題（3-19）如圖所示的串聯行星輪系中，已知各輪的齒數，試求傳動比iaH。*齒輪機構習題（3-20）如圖所示的萬能刀具磨床工作臺橫向微動進給裝置中，運動經手柄輸入，由絲杠傳給工作臺。已知絲杠螺距P=50mm，且單頭，z1=z2=19，z3=18，z4=20。試計算手柄轉一周時工作臺的進給量s。*齒輪機構習題（3-22）如圖所示自行車里程表的機構中，C為車輪胎。已知z1=17，z3=23，z4=19，z4`=20，z5=24，設輪胎受壓