CH10齿轮传动.ppt

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1、多媒体CAI课件设计基础 第一章第第11章章 齿轮机构齿轮机构计计划学划学时时：4h 制作人：制作人：马马兆允兆允基本要求及重点、难点基本要求及重点、难点11.1 齿轮的类型和特点齿轮的类型和特点11.2 齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律11.3 渐开线齿廓渐开线齿廓11.4 渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的基本尺寸渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的基本尺寸11.5 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11.6 渐开线齿廓的切削加工原理渐开线齿廓的切削加工原理11.7 变位齿轮简介变位齿轮简介11.12 平行轴斜齿圆柱齿轮机构平行轴斜齿圆柱齿轮机构11.13 直齿

2、圆锥齿轮机构直齿圆锥齿轮机构多媒体CAI课件设计基础 第一章基本要求基本要求:1 1）了解齿轮机构的类型和特点。）了解齿轮机构的类型和特点。2 2）掌握齿廓啮合基本定律。）掌握齿廓啮合基本定律。3 3）了解渐开线的形成和特点。）了解渐开线的形成和特点。4 4）掌握渐开线齿轮的各部分名称及标准直齿圆柱齿轮基本尺寸。）掌握渐开线齿轮的各部分名称及标准直齿圆柱齿轮基本尺寸。5 5）掌握直齿圆柱齿轮的正确啮合条件及齿轮的连续传动条件。）掌握直齿圆柱齿轮的正确啮合条件及齿轮的连续传动条件。6 6）了解齿轮加工方法。）了解齿轮加工方法。7 7）了解平行轴斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮机构。）了解平行轴斜齿圆柱齿轮

3、及圆锥齿轮机构。重点：重点：1 1）齿轮机构的类型和特点。）齿轮机构的类型和特点。2 2）齿廓啮合基本定律。）齿廓啮合基本定律。3 3）标准渐开线直齿圆柱齿轮基本尺寸计算。）标准渐开线直齿圆柱齿轮基本尺寸计算。4 4）直齿圆柱齿轮的正确啮合条件及齿轮的连续传动条件）直齿圆柱齿轮的正确啮合条件及齿轮的连续传动条件。难点：难点：1 1）标准渐开线直齿圆柱齿轮基本尺寸计算。）标准渐开线直齿圆柱齿轮基本尺寸计算。2 2）正确啮合条件及齿轮的连续传动条件。）正确啮合条件及齿轮的连续传动条件。作业作业:多媒体CAI课件设计基础 第一章在在两个定轴转动的圆柱体或圆锥体上，均匀地布置着两个定轴转动的圆柱体或圆

4、锥体上，均匀地布置着若干个齿，主动轮上的齿廓推动从动轮上的齿廓，从若干个齿，主动轮上的齿廓推动从动轮上的齿廓，从而在两个轴之间实现传动，传递运动和动力，这就是而在两个轴之间实现传动，传递运动和动力，这就是啮合传动啮合传动，它是一种高副传动。，它是一种高副传动。11.1 齿轮机构齿轮机构的类型和特点的类型和特点1.1.工作原理工作原理 多媒体CAI课件设计基础 第一章2.2.齿轮类型齿轮类型 多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课

5、件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章3.3.齿轮机构的特点齿轮机构的特点 优点优点：传动平稳；传动平稳；效率高；效率高；适用的圆周速度和功率适用的圆周速度和功率范围广；范围广；寿命较长；寿命较长；工作可靠；工作可靠；可以实现平行轴、可以实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。缺点：缺点：要求较高的制造和安装精度，成本较高；要求较高的制造和安装精度，成本较高；不适不适于远距离两轴间的传动。于远距离两轴间的传动。齿轮机构可以传递任意两轴之间的运动和动力，它是应用齿轮机构可以传递任意两轴之间的运动和动力，它

6、是应用最广泛的传动机构之一。最广泛的传动机构之一。4.4.齿轮机构的功用齿轮机构的功用 例如：机械手上的应用；汽车变速箱中的应用；摄象机中例如：机械手上的应用；汽车变速箱中的应用；摄象机中的应用；游乐设施中的应用。的应用；游乐设施中的应用。多媒体CAI课件设计基础 第一章机械手机械手多媒体CAI课件设计基础 第一章汽车变速箱汽车变速箱多媒体CAI课件设计基础 第一章摄象机摄象机多媒体CAI课件设计基础 第一章游乐设施游乐设施多媒体CAI课件设计基础 第一章11.2 齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律齿轮传动基本要求：齿轮传动基本要求：传动平稳，即传动比保持不变。传动平稳，即传动比保持不变。传动比

7、：传动比：两齿轮瞬时角速度之比，即：两齿轮瞬时角速度之比，即：否则轮否则轮1角速度角速度 1恒定，轮恒定，轮2角速度角速度 2不恒定，产生惯不恒定，产生惯性力，致使机器产生振动、噪音，使其工作精度下降、寿性力，致使机器产生振动、噪音，使其工作精度下降、寿命降低。命降低。齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律就是研究当齿廓形状符合什么条件时，就是研究当齿廓形状符合什么条件时，才能满足传动比恒定。才能满足传动比恒定。多媒体CAI课件设计基础 第一章图示两啮合齿廓图示两啮合齿廓G1和和G2在在K点接触点接触多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章瞬心的概念瞬心的概念多媒体CAI课件

8、设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.3 渐开线齿廓渐开线齿廓11.3.1 渐开线的形成渐开线的形成 多媒体CAI课件设计基础 第一章11.3.2 渐开线的性质渐开线的性质 多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.3.3 渐开线方程渐开线方程 1.1.渐开线的压力角渐开线的压力角 多媒体CAI课件设计基础 第一章2.2.渐开线方程渐开线方程 多媒体CAI课件设计基础 第一章10.3.4 渐开

9、线齿廓的形成及其啮合特点渐开线齿廓的形成及其啮合特点 1.1.渐开线直齿圆柱齿轮的形成渐开线直齿圆柱齿轮的形成 多媒体CAI课件设计基础 第一章2.2.渐开线齿轮的啮合特点渐开线齿轮的啮合特点 四四线线合合一一多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.4 齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸 11.4.1 各部分名称各部分名称 齿数齿数z z：整个齿轮圆周上的总齿数；整个齿轮圆周上的总齿数；齿宽齿宽B B：轮齿的宽度；轮齿的宽度；基圆基圆(d(db b、r rb b):)

10、:产生渐开线的圆；产生渐开线的圆；齿槽：齿槽：相邻两齿间的空间部分；相邻两齿间的空间部分；槽宽槽宽e ek k：任意半径任意半径r rk k圆周上圆周上,相邻两齿相邻两齿间齿槽两侧齿廓之间的圆弧长度；间齿槽两侧齿廓之间的圆弧长度；齿厚齿厚s sk k：任意半径任意半径r rk k圆周上圆周上,轮齿两侧轮齿两侧齿廓之间的圆弧长度；齿廓之间的圆弧长度；齿距齿距p pk k：任意半径任意半径r rk k圆周上圆周上,相邻两齿相邻两齿同侧齿廓间圆周弧长；同侧齿廓间圆周弧长；p pk k=e ek k+s+sk k 、zpzpk k=d dk k 、p pk k =d dk k/z/z基圆齿距基圆齿距p

11、 pb b：p pb b =e eb b+s+sb b ；法向齿距法向齿距p pn n：相邻两齿同侧齿廓间在相邻两齿同侧齿廓间在法线方向的距离，法线方向的距离，p pn n =p pb b多媒体CAI课件设计基础 第一章齿顶圆齿顶圆(d dk k 、r rk k):):连接所有齿顶部分连接所有齿顶部分的圆；的圆；齿根圆齿根圆(d df f 、r rf f):):连接所有齿槽底部连接所有齿槽底部的圆；的圆；分度圆分度圆(d(d、r)r)：设计齿轮的基准圆，设计齿轮的基准圆，在顶圆与根圆之间齿厚和槽宽相等的在顶圆与根圆之间齿厚和槽宽相等的一个假想的基准圆；一个假想的基准圆；e=se=s、p=e+s

12、p=e+s、zpzp=d d齿齿顶高顶高h ha a：介于齿顶圆与分度圆之间介于齿顶圆与分度圆之间的径向高度的径向高度；齿根高齿根高h hf f：介于齿根圆与分度圆之间介于齿根圆与分度圆之间的径向高度；的径向高度；齿全高齿全高h h：介于齿顶圆与齿根圆之间介于齿顶圆与齿根圆之间的径向高度；的径向高度；h=h=h ha a+h+hf f顶隙顶隙c c：介于一个齿轮齿顶与另一个介于一个齿轮齿顶与另一个齿轮齿根之间的径向间隙；齿轮齿根之间的径向间隙；h hf f=h=ha a+c+c多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.4.2 基本参数基本参数 多媒体CAI课件设计基

13、础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.4.3 渐开线标准直齿轮几何尺寸计算渐开线标准直齿轮几何尺寸计算 多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.5 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 11.5.1 正确啮合条件正确啮合条件 多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.5.2 无侧隙啮合条件无侧隙啮合条件 1.1.无侧隙啮合条件无侧隙啮合条件 多媒体CAI课件设计基础 第一章

14、2.2.标准安装标准安装多媒体CAI课件设计基础 第一章3.3.非标准安装非标准安装应当指出应当指出 分度圆和压力角是单个齿轮本身所具有的，而节分度圆和压力角是单个齿轮本身所具有的，而节圆和啮合角是两个齿轮相互啮合时才出现的。标准齿轮传动圆和啮合角是两个齿轮相互啮合时才出现的。标准齿轮传动只有在分度圆与节圆重合时，压力角与啮合角才相等；否则，只有在分度圆与节圆重合时，压力角与啮合角才相等；否则，压力角与啮合角就不相等。压力角与啮合角就不相等。多媒体CAI课件设计基础 第一章11.5.3 连续传动条件连续传动条件 1.1.啮合过程啮合过程多媒体CAI课件设计基础 第一章2.2.连续传动条件连续传

15、动条件 多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章3.3.齿廓的滑动与磨损齿廓的滑动与磨损 多媒体CAI课件设计基础 第一章11.6 渐开线齿廓的切削加工原理渐开线齿廓的切削加工原理 多媒体CAI课件设计基础 第一章11.6.1 仿形法仿形法1.1.铣削法铣削法 多媒体CAI课件设计基础 第一章 仿形法的特点是所采用的刀具在其轴剖面内，刀刃的形仿形法的特点是所采用的刀具在其轴剖面内，刀刃的形状和被切齿轮的齿槽形状相同。常用刀具有盘状铣刀和指状状和被切齿轮的齿槽形状相同。常用刀具有盘状铣刀和指状铣刀两种。铣刀两

16、种。加工时铣刀绕本身轴线转动，同时轮坯沿齿轮轴线方向移加工时铣刀绕本身轴线转动，同时轮坯沿齿轮轴线方向移动，直到铣出一个齿槽以后，再将轮坯退回原处，然后转过动，直到铣出一个齿槽以后，再将轮坯退回原处，然后转过360360/z/z再铣第二个齿槽。依此类推，便可切制出一个齿轮。再铣第二个齿槽。依此类推，便可切制出一个齿轮。通常情况下，盘状铣刀用于加工模数通常情况下，盘状铣刀用于加工模数m 10 10 mm的齿轮；的齿轮；指状铣刀用于加工模数指状铣刀用于加工模数 m=10=10 100 100 mm的齿轮，并可用于切制的齿轮，并可用于切制人字齿轮。人字齿轮。这种切齿方法简单，不需要专用机床，但生产效

17、率低，精这种切齿方法简单，不需要专用机床，但生产效率低，精度差，故仅适用于单件生产及精度要求不高的齿轮加工。度差，故仅适用于单件生产及精度要求不高的齿轮加工。多媒体CAI课件设计基础 第一章2.2.拉削法拉削法 多媒体CAI课件设计基础 第一章11.6.2 范成法范成法多媒体CAI课件设计基础 第一章范成法用齿轮刀具加工齿轮时有那些运动？范成法用齿轮刀具加工齿轮时有那些运动？1 1）范成运动；）范成运动；2 2）切削运动；）切削运动；3 3）进给运动；）进给运动；4 4）让刀运动）让刀运动多媒体CAI课件设计基础 第一章加工方法加工方法 多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础

18、 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.6.3 用标准齿条型刀具加工齿轮用标准齿条型刀具加工齿轮多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.7 变位齿轮简介变位齿轮简介 11.7.1 变位齿轮变位齿轮多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.7.2 轮齿的根切轮齿的根切 多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章 标标准齿轮不发生根切的最少齿数准齿轮不发生

19、根切的最少齿数对于对于 和和 的标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数的标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数 。在某些情况下，为了尽量减少齿数以获得较小的结构尺在某些情况下，为了尽量减少齿数以获得较小的结构尺寸，在满足轮齿弯曲强度的条件下，允许根部有轻微的根切，寸，在满足轮齿弯曲强度的条件下，允许根部有轻微的根切，齿轮的最少齿数可取齿轮的最少齿数可取1414。多媒体CAI课件设计基础 第一章11.7.3 变位齿轮的应用变位齿轮的应用1 1）正变位齿轮轮齿变厚，可以提高齿轮传动的承载能力。）正变位齿轮轮齿变厚，可以提高齿轮传动的承载能力。2 2）可利用）可利用变位齿轮来配凑中心距。变位齿轮来配凑中

20、心距。3 3）可以利用变位切削修复齿面磨损了的齿）可以利用变位切削修复齿面磨损了的齿轮和避免轮齿的根切。轮和避免轮齿的根切。多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.12 11.12 平行轴斜齿圆柱齿轮机构平行轴斜齿圆柱齿轮机构 多媒体CAI课件设计基础 第一章1.1.渐开线斜齿圆柱齿轮的形成渐开线斜齿圆柱齿轮的形成 多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章斜斜齿轮的齿面为一渐开线螺旋面，其端面（垂直于齿齿轮的齿面为

21、一渐开线螺旋面，其端面（垂直于齿轮轴线的平面）的齿形和法面（垂直于螺旋线方向）轮轴线的平面）的齿形和法面（垂直于螺旋线方向）的齿形不同，而其端面的参数与法面的参数也不同。的齿形不同，而其端面的参数与法面的参数也不同。由于加工齿轮时，刀具沿着螺旋线方向进给，斜齿轮由于加工齿轮时，刀具沿着螺旋线方向进给，斜齿轮的法面参数与刀具相同，所以规定法面参数为标准值。的法面参数与刀具相同，所以规定法面参数为标准值。2.2.斜齿圆柱齿轮的端面与法面斜齿圆柱齿轮的端面与法面多媒体CAI课件设计基础 第一章3.3.斜齿圆柱齿轮的基本参数斜齿圆柱齿轮的基本参数多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础

22、 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章4.4.斜齿圆柱齿轮的当量齿轮斜齿圆柱齿轮的当量齿轮多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.12.2 平行轴斜齿圆柱齿轮机构的啮合传动平行轴斜齿圆柱齿轮机构的啮合传动多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.12.3 平行轴斜齿圆柱齿轮机构的特点和应用平行轴斜齿圆柱齿轮机构的特点和应用多媒体CAI课件设计基础

23、 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.12.4 平行轴斜齿圆柱齿轮机构的设计平行轴斜齿圆柱齿轮机构的设计多媒体CAI课件设计基础 第一章*11.13 11.13 直齿圆锥齿轮机构直齿圆锥齿轮机构 11.13.1 特点特点多媒体CAI课件设计基础 第一章11.13.2 直齿圆锥齿轮齿廓的形成直齿圆锥齿轮齿廓的形成多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章11.13.3 直齿圆锥齿轮啮合传动直齿圆锥齿轮啮合传动多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章

24、多媒体CAI课件设计基础 第一章11.13.4 直齿圆锥齿轮的传动设计直齿圆锥齿轮的传动设计多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章多媒体CAI课件设计基础 第一章 两刚体相对作平面运动时，在任一瞬时，其相对运两刚体相对作平面运动时，在任一瞬时，其相对运动可看作是绕某一重合点的转动，该点称为动可看作是绕某一重合点的转动，该点称为速度瞬心速度瞬心或或瞬时回转中心瞬时回转中心，简称，简称瞬心瞬心。瞬心是两刚体上瞬时相对速。瞬心是两刚体上瞬时相对速度为零的重合点，也即是瞬时绝对速度相同的重合点。度为零的重合点，也即是瞬时绝对速度相同的重合点。如果这两个刚体都是运动的，则其瞬心称为如果这两个刚体都是运动的，则其瞬心称为相对速度瞬相对速度瞬心心；如果两个刚体之一是静止的，则其瞬心称为；如果两个刚体之一是静止的，则其瞬心称为绝对速绝对速度瞬心度瞬心。返回返回