第四章齿轮机构工作原理-齿轮2.优秀PPT.ppt

三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性1 1、能保证明现恒定传动比传动、能保证明现恒定传动比传动 一般用作功率传动的齿轮机构，若一般用作功率传动的齿轮机构，若i=c，则可以削，则可以削减因速度变更而产生的附加动载荷、振动和躁声，延长减因速度变更而产生的附加动载荷、振动和躁声，延长其运用寿命，提高其工作精度。这一特性在工程上具有其运用寿命，提高其工作精度。这一特性在工程上具有重大意义。重大意义。传动比保持恒定在工程实际中有什么意义呢？传动比保持恒定在工程实际中有什么意义呢？三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性2 2、啮合线是两基圆的一条内公切线、啮合线是两基圆的一条内公切线啮合线（啮合线（N1N2）两齿两齿廓啮合点在机架相固连的坐廓啮合点在机架相固连的坐标系中的轨迹。标系中的轨迹。N2N1o2o1P1rb1 r2 r1k1k2rb22 啮合线与齿廓接触点的啮合线与齿廓接触点的公法线，正压力方向线都是公法线，正压力方向线都是两基圆的一条内公切线。两基圆的一条内公切线。内公切线内公切线齿轮啮合线齿轮啮合线齿轮力方向线齿轮力方向线定直线定直线四线合一四线合一3 3、渐开线齿轮传动的可分性、渐开线齿轮传动的可分性三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性rb2N1N2N1 aPo2p21ao1o2rb1rb2 当两齿轮制成后，基圆当两齿轮制成后，基圆半径便已确定，以不同的中半径便已确定，以不同的中心距心距(a(a或或a)a)安装这对齿轮，安装这对齿轮，其传动比不会变更。其传动比不会变更。有利于加工、安装和运用。有利于加工、安装和运用。？三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性4 4、啮合角随中心距而定为常数、啮合角随中心距而定为常数 啮合角啮合角 过节点所作过节点所作的两节圆的内公切线的两节圆的内公切线(t t)与两齿廓接触点的公法线所与两齿廓接触点的公法线所夹的锐角。用夹的锐角。用表示。表示。一对齿廓啮合过程中，一对齿廓啮合过程中，啮合角始终为常数。啮合角始终为常数。当中心距加大时，啮合当中心距加大时，啮合角随中心距的变更而变更。角随中心距的变更而变更。N1N2tt aPo2ttpN1r1 r2rb2 a21o1o2rb1rb2 啮合角在数值上等于啮合角在数值上等于节圆上的压力角。节圆上的压力角。三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性4 4、啮合角随中心距而定为常数、啮合角随中心距而定为常数N1N2tt aPo2ttpN1rb2 a21o1o2rb1rb2啮合角是常数有何意义？啮合角是常数有何意义？若啮合角是常数则齿若啮合角是常数则齿廓间的正压力作用线方向廓间的正压力作用线方向不变，同时当齿轮传递的不变，同时当齿轮传递的扭矩确定时，其压力的大扭矩确定时，其压力的大小也不变，从而使轴承受小也不变，从而使轴承受力稳定，不易产生振动和力稳定，不易产生振动和损坏。损坏。O4-34-3齿轮各部分的名称及几何尺寸计算齿轮各部分的名称及几何尺寸计算一、渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和代号一、渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和代号1、外齿轮、外齿轮齿顶圆（齿顶圆（da 和和 ra）ra齿根圆（齿根圆（df 和和 rf）rf分度圆（分度圆（d 和和 r）r基圆（基圆（db 和和 rb）rb四圆四圆齿距齿距pipi齿厚齿厚sisi齿槽宽齿槽宽eiei三弧三弧同一圆上同一圆上齿顶高齿顶高haha齿根高齿根高hfhf齿全高齿全高hh三高三高法向齿距法向齿距pnpn=pbpbB齿宽齿宽齿宽齿宽 B B二、直齿圆柱齿轮的二、直齿圆柱齿轮的基本参数基本参数 齿轮的尺寸和齿廓形态（齿形）取决于五个基本齿轮的尺寸和齿廓形态（齿形）取决于五个基本参数：齿数参数：齿数Z Z，模数，压力角，模数，压力角，齿顶高系数，齿顶高系数*a*a、顶隙系数顶隙系数C*C*；后四个系数已标准化。；后四个系数已标准化。1 齿数（齿数（Z）：齿轮整个圆周上轮齿的总数。：齿轮整个圆周上轮齿的总数。则尺寸则尺寸渐开线平渐开线平直直,时，渐开线变成时，渐开线变成直线（齿轮变成齿条）。直线（齿轮变成齿条）。齿数对齿形影响齿数对齿形影响 Z Z是影响齿轮尺寸大小及是影响齿轮尺寸大小及渐开线齿廓形态的基本参数。渐开线齿廓形态的基本参数。ZZZ17Z17Z17Z17rf齿根圆齿根圆rb基圆基圆ra齿顶圆齿顶圆ri分度圆分度圆ro二、渐开线直齿圆柱齿轮的二、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数基本参数2 2 模数（模数（m)m)人为地把人为地把 mi=pi/mi=pi/规定为简洁的有理数，规定为简洁的有理数，该比值称为模数。该比值称为模数。任一圆直径为任一圆直径为di，齿距为，齿距为pi，则：，则：则：则：m=p/p 分度圆齿距分度圆齿距 一个齿轮在不同直径的圆周上，其模数的大小是不同的。一个齿轮在不同直径的圆周上，其模数的大小是不同的。为确定齿轮的几何尺寸，须选择一个圆作为基准圆既为确定齿轮的几何尺寸，须选择一个圆作为基准圆既分度圆。规定分度圆上的模数为标准值，用分度圆。规定分度圆上的模数为标准值，用m m表示。表示。模数系列模数系列模数的意义：模数的意义：模数的量纲模数的量纲 mmu模数越大，轮齿的抗弯强度越大。模数越大，轮齿的抗弯强度越大。，确定模数m事实上就是确定齿距p，也就是确定齿厚和齿槽宽e。模数m越大，齿距p越大，齿厚s和齿槽宽e也越大。m=ppu 二、渐开线直齿圆柱齿轮的二、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数基本参数3 3 分度圆压力角分度圆压力角 分度圆是齿轮上一个分度圆是齿轮上一个人为约定的轮齿计算的基人为约定的轮齿计算的基准圆。准圆。规定分度圆上的压规定分度圆上的压力角为标准值。力角为标准值。国标压力角的标准值为国标压力角的标准值为=20=20 分度圆上的参数分别用分度圆上的参数分别用d、r、m、p、e及及表示。表示。齿数，模数，压力角是齿数，模数，压力角是确定渐开线形态的三个基本确定渐开线形态的三个基本参数。参数。二、渐开线直齿圆柱齿轮的二、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数基本参数rf齿根圆齿根圆rb基圆基圆ra齿顶圆齿顶圆ri分度圆分度圆ro 分度圆具有标准模数和标分度圆具有标准模数和标准压力角的圆。准压力角的圆。分度圆上：分度圆上：=图5-9模数对齿轮尺寸影响m=4,z=16m=2,z=16m=2,z=16 模数是齿轮几何模数是齿轮几何尺寸计算中的最重要基尺寸计算中的最重要基本参数：本参数：则则，轮齿齿厚轮齿齿厚,抗弯曲抗弯曲实力实力。分度圆分度圆直径直径:d=d=Z=mz mzp 二、渐开线直齿圆柱齿轮的二、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数基本参数探讨：探讨：C Cr rb br rb br r压力角对轮齿齿廓影响压力角对轮齿齿廓影响渐开线形态取决于基圆大小。渐开线形态取决于基圆大小。cos=1/2cos=1/2coscos。当当Z Z、确定时，、确定时，则则bb，则则b b ，由，由此可见，压力角是确定渐开此可见，压力角是确定渐开线形态的一个基本参数。线形态的一个基本参数。二、渐开线直齿圆柱齿轮的二、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数基本参数探讨：探讨：4 齿顶高系数齿顶高系数和顶隙系数和顶隙系数C*两齿轮啮合时，总是一个齿轮的齿顶进入两齿轮啮合时，总是一个齿轮的齿顶进入另一个齿轮的齿根，为防止热膨胀顶死和具有另一个齿轮的齿根，为防止热膨胀顶死和具有储成润滑油的空间，要求齿根高大于齿顶高。储成润滑油的空间，要求齿根高大于齿顶高。为此引入了齿顶高系数和顶隙系数。为此引入了齿顶高系数和顶隙系数。其标准值为：其标准值为：正常齿：正常齿：h*a=1；C*=0.25短短 齿：齿：h*a=0.8；C*=0.3二、渐开线直齿圆柱齿轮的二、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数基本参数三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算全齿高全齿高:h=ha+hf2.2.齿高齿高齿顶高齿顶高:h:ha a=齿根高齿根高:h:hf f=3 3、齿顶圆直径：、齿顶圆直径：=zm+2 m=m(z+2 )4 4、齿根圆直径：、齿根圆直径：df=d2hf=mz 2 1.1.分度圆分度圆直径直径:d=mzd=mzda=d+2hada齿顶圆齿顶圆odf齿根圆齿根圆齿根高齿根高hfd分度圆分度圆齿顶高齿顶高ha全全齿高齿高三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算齿厚齿厚s齿距齿距pda齿顶圆齿顶圆o齿根高齿根高hfd分度圆分度圆齿顶高齿顶高ha全全齿高齿高df齿根圆齿根圆db基基 圆圆齿槽宽齿槽宽e e基节基节p pb b5 5、基圆、基圆直径直径db=dcos =mzcos 由由 得：得：cos K=dbdK6.6.齿距齿距、齿厚齿厚、齿槽宽齿槽宽分度圆齿距分度圆齿距:p=p=mm分度圆齿厚分度圆齿厚 ：s=s=m/2m/2分度圆齿槽宽分度圆齿槽宽:e=e=m/2m/2pb=db/z=mcos 基圆齿距（基节）基圆齿距（基节）法节法节=法节法节结论一：齿数结论一：齿数Z、模数、模数m、压力角、压力角,是确定渐开线是确定渐开线 形态和齿轮尺寸的基本参数。形态和齿轮尺寸的基本参数。结论二：结论二：分度圆是齿轮几何尺寸计算的基准圆分度圆是齿轮几何尺寸计算的基准圆,是具是具 有标准模数和压力角的圆有标准模数和压力角的圆。结论三结论三：标准齿轮标准齿轮,是指是指分度圆模数、压力角、分度圆模数、压力角、齿齿顶高顶高 系数和顶隙系数均为标准值系数和顶隙系数均为标准值,且分度圆上齿厚且分度圆上齿厚 与齿槽宽相等的齿轮与齿槽宽相等的齿轮。三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算留意：留意：2、内齿轮、内齿轮三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算齿顶圆小于齿根圆。齿顶圆小于齿根圆。特点：特点：齿顶圆必需不小于基圆。齿顶圆必需不小于基圆。三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算3、齿条、齿条齿顶线齿顶线分度线分度线齿根线齿根线中线中线4-44-4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动两齿轮的相邻两对轮齿分别两齿轮的相邻两对轮齿分别K K在和在和KK同时接触，才能使同时接触，才能使两个渐开线齿轮搭配起来并正确的传动。两个渐开线齿轮搭配起来并正确的传动。一、正确啮合一、正确啮合条件条件kN2N1ko1o2(齿对交替过程中不发生冲击齿对交替过程中不发生冲击)一、正确啮合一、正确啮合条件条件kk1N2N1o1o2pb1pb2齿齿轮轮不不能能正正确确啮啮合合一、正确啮合一、正确啮合条件条件o1N2N1k1k2ko2pb1pb2齿齿轮轮不不能能正正确确啮啮合合rb1rb22 1 O1 r2r1N2N1PO2 pb2=pb1pb2pb1一、正确啮合一、正确啮合条件条件法节：法节：齿轮上两相邻轮齿同侧齿廓在法线上的距离。用齿轮上两相邻轮齿同侧齿廓在法线上的距离。用pn表示。表示。欲使两齿轮正确啮合，两轮的法节必需相等。欲使两齿轮正确啮合，两轮的法节必需相等。齿齿轮轮正正确确啮啮合合一、正确啮合一、正确啮合条件条件一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：欲使两齿轮正确啮合，两轮的法节必需相等。欲使两齿轮正确啮合，两轮的法节必需相等。两轮的模数相等，两轮的压力角相等。两轮的模数相等，两轮的压力角相等。保证加工保证加工与互换性与互换性标准模数标准模数标准压力角标准压力角?