平行轴线齿轮传动上分析.pptx
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1、平行轴线齿轮传动上分析平行轴线齿轮传动上分析第六章第六章 平行轴线齿轮传动平行轴线齿轮传动(圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动)第一节第一节 概述概述(齿轮传动概述齿轮传动概述)第二节第二节 渐开线的形成原理和基本性质渐开线的形成原理和基本性质 第三节第三节 渐开线齿轮的参数及几何尺寸渐开线齿轮的参数及几何尺寸 第四节第四节 渐开线齿轮的啮合传动渐开线齿轮的啮合传动 第五节第五节 渐开线齿轮的切齿原理渐开线齿轮的切齿原理 第六节第六节 根切现象,最少齿数及变位齿轮根切现象,最少齿数及变位齿轮 第1页/共46页第一节第一节 概述概述优点:优点:传动比准确、传动平稳。传动比准确、传动平稳。圆周速度大,高达圆
2、周速度大,高达300 m/s。传动功率范围大,从几瓦到传动功率范围大,从几瓦到10万千瓦。万千瓦。效率高效率高(0.99)、使用寿命长、工作安全可靠。、使用寿命长、工作安全可靠。可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动。可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动。缺点:要求较高的制造和安装精度,加工成本高、缺点:要求较高的制造和安装精度,加工成本高、不适宜远距离传动不适宜远距离传动(如单车如单车)。第2页/共46页轴线平行齿轮传动轴线平行齿轮传动(圆柱齿轮传动)(圆柱齿轮传动)外齿轮外齿轮传动传动直齿直齿斜齿斜齿人字齿人字齿 非平行轴非平行轴线线 齿轮传动齿轮传动按轴线按轴线相对位相对位置分类置分类
3、分分 按齿廓曲线分类按齿廓曲线分类直齿直齿斜齿斜齿曲齿曲齿圆锥齿轮圆锥齿轮两轴相交两轴相交两轴交错两轴交错蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动交错轴斜齿轮交错轴斜齿轮准双曲面齿轮准双曲面齿轮渐开线齿轮渐开线齿轮摆线齿轮摆线齿轮 圆弧齿轮圆弧齿轮按封闭形式分:按封闭形式分:齿齿轮轮传传动动的的类类型型开式齿轮传动开式齿轮传动、闭式齿轮传动闭式齿轮传动。球齿轮球齿轮抛物线齿轮抛物线齿轮(近年近年)分类:分类:内齿轮内齿轮传动传动齿轮齿条齿轮齿条第3页/共46页22作者:潘存云教授11椭圆齿轮椭圆齿轮准双曲面齿轮准双曲面齿轮作者:潘存云教授斜齿圆锥齿轮斜齿圆锥齿轮作者:潘存云教授曲线齿圆锥齿轮曲线齿圆锥齿轮第4
4、页/共46页第二节第二节渐开线的形成原理和基本性质渐开线的形成原理和基本性质 一、一、渐开线的渐开线的形成形成和特性和特性当当直线直线NK沿一圆作纯滚动时,沿一圆作纯滚动时,直线上任意一点直线上任意一点K的轨迹的轨迹AK 2、渐开线的特性、渐开线的特性发生线是渐开线在任意点发生线是渐开线在任意点K的的法线法线;NK发生线,发生线,AN=NK;tt发生线发生线Nk基圆基圆OArkk基圆基圆 rbk AK段的展角段的展角渐开线渐开线渐开线渐开线rb1、渐开线形成、渐开线形成第5页/共46页设计:潘存云设计:潘存云OABkA1B1o1kK渐开线渐开线形状形状取决于基圆取决于基圆基圆内无渐开线。基圆内
5、无渐开线。当当rb,变成直线。,变成直线。rkk kk kkvk离中心越远,渐开线上的压力角越大。离中心越远,渐开线上的压力角越大。rb定定义义:啮啮合合时时K K点点正正压压力力方方向向与与速速度度方方向向所夹锐角为渐开线上该点之所夹锐角为渐开线上该点之压力角压力角k k。r rb br rk k coscosk k B3o3kA2B2o2第6页/共46页二、渐开线的极坐标参数方程二、渐开线的极坐标参数方程二、渐开线的极坐标参数方程二、渐开线的极坐标参数方程渐开线的极坐标参数方程为渐开线的极坐标参数方程为渐开线的极坐标参数方程为渐开线的极坐标参数方程为 第7页/共46页rbO一、渐开线齿轮各
6、部分名称、参数和几何尺寸计算一、渐开线齿轮各部分名称、参数和几何尺寸计算1.名称名称与符号与符号pn齿顶圆齿顶圆 da、ra齿根圆齿根圆 df、rf齿厚齿厚 sk齿槽宽齿槽宽 ek 齿距齿距(周节周节)pk=sk+ek 齿顶高齿顶高ha齿根高齿根高 hf齿全高齿全高 h=ha+hf齿宽齿宽 BhahfhBpra分度圆分度圆人为规定的计算基准圆人为规定的计算基准圆表示符号:表示符号:d、r、s、e,p=s+e法向齿距法向齿距(周节)(周节)pnseskek=pb第三节第三节 渐开线齿轮的参数及几何尺寸渐开线齿轮的参数及几何尺寸 pbrfrpk第8页/共46页m=4 z=162.基本参数基本参数模
7、数模数 m m齿数齿数 z z分度圆分度圆周长:周长:d=zp,d=zp/称为模数称为模数m m 。m=2 z=16模模数数的的单单位位:mm,它它是是决决定定齿齿轮轮尺尺寸寸的的一一个个基基本本参参数数。齿齿数数相相同同的的齿齿轮轮,模模数数大大,尺寸也大。尺寸也大。于是有:于是有:d=mz,r=mz/2人为规定:人为规定:m=p/m=p/只能取某些简单值,只能取某些简单值,m=1 z=16第9页/共46页 0.35 0.7 0.9 1.75 2.25 2.75 (3.25)3.5 (3.75)第二系列第二系列 4.5 5.5 (6.5)7 9 (11)14 18 22 28 (30)36
8、45标准模数系列表(标准模数系列表(GB135787)0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.5 0.4 0.5 0.6 0.8第一系列第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50为了便于制造为了便于制造、检验和互换使用,检验和互换使用,国标国标GB1357-87规定了规定了标准模数系列。标准模数系列。第10页/共46页设计:潘存云Orfrar rb br速度方向速度方向正压力方向正压力方向OrbriBiKiN分度圆压力角分度圆压力角定义分度圆压力角为齿轮的定义分度圆压力角为齿轮的压力角:压力角:1Aii iB1K1r
9、1第11页/共46页由由d=mz知知:m和和z一一定定时时,分分度度圆圆是是一一个个大大小小唯唯一一确确定的圆。定的圆。规定标准值:规定标准值:2020由由d db bdcosdcos可知可知,基圆也是一个大小唯一确定的圆。基圆也是一个大小唯一确定的圆。称称 m、z、为渐开线齿轮的三个基本参数为渐开线齿轮的三个基本参数。是决定渐开线齿廓形状的一个重要参数。是决定渐开线齿廓形状的一个重要参数。或或r rb brcosrcos,arccos(rarccos(rb b/r)/r)d db bdcosdcos第12页/共46页齿轮各部分尺寸的计算公式:齿轮各部分尺寸的计算公式:齿顶高:齿顶高:h ha
10、 a=h=ha a*m m齿根高:齿根高:h hf f=(h=(ha a*+c+c*)m)m全齿高:全齿高:h=ha+hf齿顶圆直径:齿顶圆直径:d da a=d+2h=d+2ha a齿顶高齿顶高系数系数:h:ha a*齿齿根根圆直径:圆直径:d df f=d-2h=d-2hf f顶隙系数顶隙系数:c:c*分度圆直径:分度圆直径:d=mzd=mz=(=(2ha*+c*)m=(z+2h=(z+2ha a*)m)m=(z-2h=(z-2ha a*-2c-2c*)m)mrrf正常齿:正常齿:h ha a*1 1短齿制:短齿制:h ha a*0.80.8正常齿:正常齿:c c*0.250.25短齿制:
11、短齿制:c c*0.30.3rahahfh第13页/共46页hahfhBprarfrpnpbrbO基圆直径:基圆直径:法向齿距:法向齿距:标准齿轮:标准齿轮:=mzcos=mzcos=d=db b/z/z=mcos=mcos=pcos=pcos统统 一一 用用 p pb b表表示示m m、h ha a*、c c*取标准值,取标准值,且且e=se=s的齿轮。的齿轮。Nd db b=dcos=dcosp pn n=p=pb bse第14页/共46页B二、内齿轮与齿条二、内齿轮与齿条特点:特点:1)1)压力角处处相等,且等于齿形角,压力角处处相等,且等于齿形角,2)2)齿距处处相等齿距处处相等:p=
12、m:p=m其它参数的计算与外齿轮相同其它参数的计算与外齿轮相同,如:如:s=m/2 e=m/2 s=m/2 e=m/2 esppnhahfz z 的特例。齿廓曲线(渐开线)的特例。齿廓曲线(渐开线)直线直线h ha a=h=ha a*m hm hf f=(h=(ha a*+c+c*)m)mpn=pcos为常数。为常数。2、齿条齿条第15页/共46页pnhNsehahfpBOrbr rf fr ra a1 1)轮齿与齿槽正好与外齿轮相反。轮齿与齿槽正好与外齿轮相反。2 2)dfdda二、内齿轮与齿条二、内齿轮与齿条3 3)为保证齿廓全部为渐开线,为保证齿廓全部为渐开线,,dad-2ha,dfd+
13、2hf1 1、内齿轮内齿轮结构特点:结构特点:轮齿分布在空心圆柱体内表面上。轮齿分布在空心圆柱体内表面上。与外齿轮不同点与外齿轮不同点:要求要求dadb。r第16页/共46页三、常用测量项目三、常用测量项目、任意圆周上弧齿厚、任意圆周上弧齿厚sk计算公式计算公式:2、分度圆弦齿厚分度圆弦齿厚和弦齿高和弦齿高 3、公法线长度公法线长度Wk的测量:的测量:公法线长度是指齿轮卡尺跨过公法线长度是指齿轮卡尺跨过k k个齿所量得的齿个齿所量得的齿廓间的法向距离,廓间的法向距离,测量时,应保证卡脚与齿廓渐开线测量时,应保证卡脚与齿廓渐开线部分相切部分相切。为了保证卡尺测量卡脚与齿面能在分度圆处接触,为了保
14、证卡尺测量卡脚与齿面能在分度圆处接触,必须利用垂直游标控制分度圆弦高值。测量时应用齿必须利用垂直游标控制分度圆弦高值。测量时应用齿顶圆作为定位基准,定出弦齿高顶圆作为定位基准,定出弦齿高 。跨齿数跨齿数计算:计算:实际测量时跨齿数实际测量时跨齿数k必为整数。必为整数。第17页/共46页设计:潘存云o111、齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律得:得:i12 1/2O2 P/O1P齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律:互互相相啮啮合合的的一一对对齿齿轮轮在在任任一一位位置置时时的的传传动动比比,都都与与连连心心线线O1O2被被其其啮啮合合齿齿廓廓的的在在接接触触处处的的公公法法线所分成的两段成反比。线所
15、分成的两段成反比。根据三心定律可知:根据三心定律可知:P点为相对瞬心。点为相对瞬心。nnPo22k由由:v12 O1P 1v12O2 P 2 第四节第四节 渐开线齿轮的啮合传动渐开线齿轮的啮合传动 一、渐开线齿轮满足定比传动的要求一、渐开线齿轮满足定比传动的要求 第18页/共46页节圆节圆如果要求传动比为常数,则应使如果要求传动比为常数,则应使O2 P/O1P为常数。为常数。节圆:节圆:设想在设想在P点放一只笔,则笔尖在两点放一只笔,则笔尖在两 个齿轮运动平面内所留轨迹。个齿轮运动平面内所留轨迹。由于由于O2、O1为定点,故为定点,故P必为一个定点。必为一个定点。两两节节圆圆相相切切于于P点点
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- 关 键 词:
- 平行 轴线 齿轮 传动 分析
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