清华大学机械原理课件4ppt.ppt

1、第四章齿轮传动4.1齿轮传动的类型、特性和应用4.1.1齿轮传动的类型、平面-正齿轮、内部齿轮传动的旋转方向相同、齿条和小齿轮传动、外部齿轮传动的旋转方向相反、平面-平行轴锥齿轮传动、齿轮齿及其轴以一个角度倾斜、平面-人字齿轮在两个交错轴之间传递运动的空间-蜗杆驱动器，两轴的交错角度通常为90，4.1.2齿轮传动装置的特征(1)直接接触啮合驱动器； 可以在空间的任意两个轴之间传递运动和动力。(2)功率范围大，速度比范围大，效率高，准确度高；(3)传动比稳定、可靠、结构紧凑。(4)改变运动的方向。(5)制造安装精度要求高，不适合大中心距离，成本高，运行速度快噪音大。4.1.3齿轮传动的应用现代机

2、器上应用最广泛的传动机构示例1:机器人，示例2:汽车变速箱，示例3:照相机，示例4:大型游乐设施，4.2齿形啮合基本定律-瞬时传动比常数条件4.2.1基本定律-瞬时传动比常数条件，c点节圆：满足节点确定的圆形共轭齿廓齿廓接合的基本规律，相互啮合的一对齿廓，两头牛背上的架子称为轭，轭使两头牛同时走路。共轭是按一定规律匹配的对。轭，选取4.2.3齿轮廓曲线1。满足理论基本规律的共轭齿廓曲线很多；注意事项：设计、制造、安装和使用；3.常见齿轮廓曲线：渐开线、摆线、变态摆线、圆弧曲线和抛物线等。在本章中，如果渐开线齿轮廓的齿轮、4.3渐开线齿轮廓4.3.1渐开线形成、直线BK沿半径Rb的圆进行纯滚动，

3、则直线上任意点k的轨迹称为该圆的渐开线。此圆称为渐开线基准圆，Rb-基准圆半径。Bk-渐开线引用线 k-渐开线上k点的扩展角度，4.3.2渐开线特性1。渐开线引用前后的长度保持不变。2 .b是渐开线k点处的曲率中心，BK是曲率半径。在a处，曲率半径为0KB在K点处的渐开线法向，K，3。渐开线形状取决于基本圆的大小，Rb ，渐开线直线；4 .基本圆没有渐开线，问题1: G1，G3是从同一基本圆生成的两个等向渐开线，是什么关系？5 .从同一基准圆生成的两个各向同性渐开线是垂直等距曲线。问题2: G1，G3是从同一基准圆生成的两个反向渐开线，是什么关系？6 .在同一基本圆上生成的两个反向渐开线是垂直

4、等距曲线。4.3.3渐开线方程式1。渐开线压力角2。渐开线方程式，法线与基本圆相切。齿轮固定，基本圆固有；法线不动点C，4.3.4渐开线齿轮廓的啮合特性，啮合特性1。中心距离的可分离性；当中心距离变更时，c点会变更，但Rb1、rb2不会变更。也就是说，中心距离保持不变。适合加工、安装和使用。接触点的轨迹是直线-啮合线。力的方向总是沿着啮合线。4.中心距离变化，啮合线变化；摩擦和磨损导致的相对滑动。4.4渐开线标准正齿轮4.4.1基本参数1。模组m，压力角度，分度圆定义：模组m=Pk/，压力角度，标准值国家标准=20，英制标准=14.5，某些汽车齿轮=22.52。齿高度系数、顶部间隙系数、4.4

5、.2渐开线标准正齿轮几何图形大小标准齿轮性质：分度圆的模组和压力角度为标准值。节距p包含与槽宽度e相等的齿厚s。具有标准齿高和齿根高度。，渐开线标准直齿轮几何尺寸计算，4.5渐开线标准齿轮啮合节点节距啮合角度4.5.1标准中心距离-齿隙分度圆和节圆匹配渐开线齿轮廓的可分离性，4.5.2正确啮合条件：确保齿对交替过程中不产生冲击，处理和兼容性4.5.3连续驱动条件理论啮合线实际啮合线连续驱动条件-嗯？实际啮合线重合度，大意义(物理意义)？-指示同时参与啮合的齿数较多，或多对一耦合的时间比例较大。结论基本定律解决了瞬时传动比恒定的必要条件。m，相等，解决了连续传输的必要条件。1，解决无级变速器的充

6、分条件。标准齿轮，标准中心距离，总是1，4.6渐开线齿轮加工4.6.1渐开线齿轮加工方法1。成型方法、铣削参数切削方法、渐开线形状和基本圆形相关成型铣刀刀具编号和加工齿数范围、成型方法加工齿轮特性专用机床不需要；牙齿错误更大。齿形误差比较大。齿轮加工2，精度在9级以下。犯法(展示法)4.6.2犯法加工齿轮的原理和方法1。基本原理，如果一对齿轮不齿隙啮合，共轭齿形相互包络线包络法，2。加工方法插齿，齿轮齿条插入方法，优点：可以用一个挂件加工m，相同但齿数不同的各种齿轮(包括内部齿轮)。缺点：不连续切割，生产效率低。滚刀加工，优点：m，齿数不同的各种齿轮可以用一个滚刀加工，切削连续，生产效率高。缺

7、点：不能加工内部齿轮。4.6.3用标准齿条工具加工齿轮1。标准齿条刀具的顶部比常规齿条刀具多C*m的段，用于在被加工齿轮的根部切削齿间隙。2.用标准齿条工具加工齿轮时，加工齿轮的齿数取决于v和轮的比率。4.6.4渐开线齿轮廓的根切削1。根切削位置，2 .根切削的危险根强度减弱，重合度减少，3 .根部切削的原因标准齿轮：刀具的锯齿线超过极限啮合点n。考虑位置更改，4.6.5防止根切削措施1.z17(对于标准齿轮)2。置换刀具远离工件中心，改为，4.6.6是齿轮及其应用1。类型0驱动器x1 x2=0(带标准齿轮)正常：小轮X10，大轮x20中心距离a啮合角度，负传动x1 x20中心距离a，2。应用

8、中心距离，修复旧齿轮；减小齿轮大小。提高齿轮弯曲疲劳强度。4.9锥齿轮4.9.1渐开线锥齿轮1。锥齿轮齿面的形成，端面符合渐开线，齿形啮合的基本规律，2 .锥圆柱齿轮的基本参数(1)螺旋角、(2)齿和系数(3)压力角(4)齿高度系数和齿间隙系数(5)几何尺寸3。锥圆柱齿轮的啮合特性接触线逐渐接触，逐渐远离并平滑驱动，冲击和噪音小，产生轴向力角轴向力对轴承不利的角太小，使锥齿轮的优点无法正常工作：=8-20重合度增加(以后分析)4.9.2平行轴锥齿轮机构1。平行轴锥齿轮机构的几何尺寸计算，(1)法向面参数和端面参数的关系系数，压力角度，(2)法向面参数的含义法向面：加工时的进刀方向，标准参数端面

9、：渐开线，与正齿轮等效的外部网格1=-2内部网格1=2，2。计算平行轴锥齿轮机构的几何尺寸(1)正确啮合条件两轮运动类型中的齿拔模方向必须与齿轮啮合方向相同，(2)连续滚动条件、端点匹配度、轴匹配度、锥齿轮驱动器的匹配度大于正齿轮，3 .与锥齿轮相对应的等效齿轮与锥齿轮法向面齿轮相对应的正齿轮称为锥齿轮，等效齿轮的齿数称为锥齿轮的等效齿数，c点的曲率半径为等效齿轮的分度圆半径，标准锥齿轮上没有根切削的最小齿数：4。用等效齿轮的目的轮廓法加工直齿锥齿轮时，选择铣刀。弯曲疲劳强度计算。可变系数选择和齿厚测量，4.10直齿锥齿轮传动4.10.1直齿锥齿轮齿廓成形1。理论齿形形成，基本圆锥球面渐开线球

10、面不能平面展开，因此设计和制造面临很大困难，采用工程近似，采用等锥齿形代替锥齿轮端部的球形齿形大面型模块，标准值为2。后圆锥和等效齿数，使用斜锥展平(与斜齿轮的大端相同的参数)将扇形齿轮补充为完整的正齿轮时，齿数将增加为zv-斜齿轮的等效齿轮zv-等效齿数，标准正锥齿轮上不会发生根切削的最小齿数：3。用等效齿轮的目的轮廓加工正锥齿轮时，选择铣刀。弯曲疲劳强度计算。4.10.2正锥齿轮啮合驱动器1。正确的啮合条件2。连续传动条件匹配度也根据1等效齿轮进行分析和计算，传动比，4.10.3正锥齿轮的几何尺寸，4.11蜗轮4.11.1概述1。蜗轮成形齿轮-齿条的进化螺旋驱动器的进化2。分类(1)根据齿

11、轮廓的截面形状分类、阿基米德蜗杆(普通蜗杆)、扩展渐开线蜗杆、渐开线蜗杆、(2)单头蜗杆、多头(3)蜗杆形状的圆柱蜗杆圆弧蜗杆(轴承容量增加)、3。驱动器特征传动比I大(I=8-80)结构紧凑，运行平稳(连续)，噪音滑动速度相对较小，效率低，材料匹配(贵金属)4.11.2需要常规蜗杆的主要参数和几何尺寸计算，1 .在性质主平面中：m，为标准值2。正确的啮合条件，3。传动比4。为了限制直径系数q和导引角，D1的数量，蜗杆直径系数为5。齿面之间的滑动速度效率，磨损，发热，6。驱动器效率(考虑轴承、弯曲油)7。确定蜗杆传动旋转方向，8 .计算几何尺寸，4.12非圆齿轮传动简介4.12.1常用非圆齿轮传动，椭圆齿