04齿轮机构课件.ppt

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1、第第44章章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计41齿轮机构的特点和类型n用于传递空间任意两个轴之间的运动和动力，靠齿和齿之间的连续接触实现运动的传递。齿轮机构：非圆齿轮机构；圆形齿轮机构。圆形齿轮机构平面齿轮机构（圆柱齿轮）；空间齿轮机构（用来传递两相交轴或交错轴）平面齿轮机构：直齿圆柱齿轮机构（直齿轮）外啮合；内啮合；齿轮齿条平行轴斜齿轮机构（斜齿轮）：外；内；齿轮齿条空间齿轮机构：圆锥齿轮机构直齿；斜齿；曲线齿交错轴斜齿轮机构蜗杆机构：两轴垂直交错齿轮传动分类优点：传动比准确、传动效率高、传递功率大、使用寿命长、适用的速度和功率范围广、工作可靠、可实现平行轴、相交轴及交错轴之间的传动。应用

2、非常广泛，是我们工业的标志。缺点：要求较高的制造和安装精度，成本较高，不宜于远距离两轴之间的传动。传动比：42 齿廓啮合基本定律 _定角速比的条件由于由于 长度固定长度固定P 点必须为一固定点点必须为一固定点常数圆齿轮；f(t)非圆齿轮 一、齿廓啮合基本定律要使一对齿轮的传动比为常数，那么其齿廓的形状必须是：不论两齿廓在哪一点啮合，过啮合点所作的齿廓公法线都与连心线交于一定点P齿廓啮合基本定律（轮齿齿廓正确啮合的条件）定角速比传动的条件定角速比传动的条件:设节圆半径 P节点:两齿轮接触点公法线与齿轮连心线的交点。；节圆：过节点P,以O1 O2 点为圆心的两个圆。（轮1的节圆是以O1为圆心，O1

3、P为半径的圆。）AK渐开线基圆，rbn-n：发生线K：渐开线AK段的展角一、渐开线的形成及特性1、形成当一直线n-n沿一个圆的圆周作纯滚动时，直线上任一点K的轨迹43 渐开线及渐开线齿廓（5）渐开线的形状决定于基圆的大小。K相同时，rb越大，曲率半径越大 NK，渐开线N3K的直线下式表明，i12决定于基圆大小常数 三、渐开线齿廓啮合的特点1、渐开线齿廓啮合的啮合线是直线N1N2 啮合点的轨迹啮合线、公法线、两基圆的内公切线三线重合。2、渐开线齿廓啮合的啮合角不变 ：N1N2与节圆公切线之间的夹角 =渐开线在节点处啮合的压力角3、渐开线齿廓啮合具有可分性。齿数Z，齿槽1、齿顶圆ra2、齿根圆rf

4、3、在任意圆上rk齿槽宽ek齿厚SK齿距PK=eK+SK定义 模数 一、齿轮各部分名称和基本参数44 齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸4、分度圆，r，d，s，e，p5、齿顶高ha：d与da之间6、基节d=mz m为标准值P=s+e齿全高h：h=ha+hf齿根高hf：d与df之间基节基圆上的周节（齿距）Pb二、标准齿轮的基本参数定义模数 或 d=mz 单位：mm ；m标准化。2、分度圆压力角（是决定渐开线齿廓形状的一个基本参数）GB1356-88规定标准值=20某些场合：=14.5、15、22.5、25。分度圆就是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。分度圆和基圆区别 与联系1、模数m3、

5、齿数z表明：齿轮的大小和渐开线齿轮形状都与齿数有关 4、齿顶高系数 和顶隙系数标准值：=1，=0.25非标准短齿：=0.8，=0.3一、啮合过程起始啮合点：起始啮合点：从动轮的齿顶点与主动轮的齿根处某点接触，在啮合线上为从动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B1。终止啮合点：终止啮合点：主动轮的齿顶点与从动轮的齿根处某点接触，在啮合线N1N2上为主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B2。实际啮合线 理论啮合线 齿廓工作段，齿廓非工作段 45 渐开线标准齿轮的啮合渐开线标准齿轮的啮合二、正确啮合条件 根据啮合基本定律K在N1N2上 KK法向齿距 K在N1N2上两对齿分别在K，K点啮合：三、无侧隙啮

6、合条件 齿侧间隙（侧隙）进行运动设计时，需按无侧隙啮合。1、满足的条件 2、标准齿轮的安装、标准齿轮的安装 标准安装 能实现无侧隙啮合 标准中心距：顶隙 标准值 四、渐开线齿轮连续传动的条件：齿轮传动的连续性条件 1.重合度的定义问题：1.成形法加工齿轮的优、缺点。46 渐开线齿廓的切齿原理渐开线齿廓的切齿原理2.范成法中的齿轮插刀切制齿轮时包括哪些运动？范成法加工齿轮的优、缺点。一、标准齿条形刀具切制标准齿轮 1、刀具 被加工齿轮：要求：刀具比标准齿条在齿顶部高出 一段 一、根切和最小齿数1.根切：危害危害：切掉部分齿廓；削弱了齿根强度；严重时，切掉部分渐开线齿廓，降低重合度。47根根切切、

7、最小齿数及变位齿轮、最小齿数及变位齿轮2、齿轮不发生根切的最少齿数 1、3、避免根切的方法2、采用变位齿轮；1.变位目的 1).避免根切 2).改善小齿轮的寿命（大传动比时，使小齿轮齿厚增大，大齿轮齿厚减小，使一对齿轮的寿命相当）3)、凑中心距 外啮合 无法安装；二、变位齿轮及其齿厚的确定二、变位齿轮及其齿厚的确定2、齿轮的变位 1)用改变刀具与轮坯径向相对位置来切制齿轮的方法称径向变位法。变位齿轮 xm移距或变位 x移距系数或变位系数 规定：正变位 零变位 负变位 切削变位齿轮：分度圆不变，节线变 变位齿轮和标准齿轮相比：m、r齿距、rb、不变 齿厚、齿顶高、齿根高变化 2.变位齿轮的尺寸变

8、化及计算 1)分度圆上的齿厚 见图：刀具节线的齿槽宽比中线齿槽宽 。在IJK中：分度圆的齿厚：被切齿轮分度圆上的齿厚增加 2)齿根高和齿顶高齿根高hf：刀具加工节线到顶 刃线之间的距离 对正变位：x0，hf比标准减小xm 对负变位：x0，hf比标准增加xm 变位齿轮的齿根圆半径：齿顶高：变位齿轮的分度圆与相应标准齿轮的分度圆一样，变位齿轮的齿顶高仅决定于轮坯顶圆的大小。为保证齿全高 由于所以一、斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点 1、直齿轮：基圆柱，发生面S，KK基圆柱母线NN 渐开线柱面 啮合特点：齿廓曲面的接触线NN 受力突变，噪音较大。48 平行轴斜齿圆柱齿轮机构2、斜齿轮：基圆柱，发生面S

9、，KK与NN有夹角b 渐开线螺旋面 b基圆柱上的螺旋角 渐开线螺旋面齿廓的特点：与基圆柱相切的平面与齿廓曲面的交线为斜直线（与NN交角b）端面（垂直于齿轮轴线的面）与齿廓曲面的交线为渐开线。与基圆柱同轴的圆柱面与渐开线螺旋面的交线为一螺旋线。不同面螺旋角不同 斜齿轮的啮合特点：（1）两斜齿齿廓的公法面既是两基圆柱的公切面，又是传动的啮合面（2）两齿廓的接触线与轴线夹角 b（3）接触线0长0，传动平稳 1、斜齿轮的切削加工：仿形法；范成法：滚齿（用仿形法加工斜齿轮时，铣刀是沿螺旋齿槽的方向进刀的）法面：垂直于分度圆柱面螺旋线的切线的平面 进刀方向法面 刀具的模数应于斜齿轮的法面模数一致，法面上的

10、模数和压力角为标准值。端面：轴线的面 二、斜齿轮的各部分参数和几何尺寸的计算齿距：在DFE中模数：2、计算斜齿轮端面参数与尺寸：五、平行轴斜齿轴传动的主要优缺点 1、优点：重合度大，传动平稳，承载能力高 比直齿轮小，机构更紧凑 制造成本与直齿轮相同 广泛应用于高速、重载传动中 2、缺点：有轴向力 一、圆锥齿轮机构的特点及应用一、圆锥齿轮机构的特点及应用 49 圆锥齿轮机构1.特点圆锥齿轮机构是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮机构，其轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小。圆柱齿轮中的有关圆柱均变成了圆锥。为计算和测量方便，通常取大端参数为标准值。一对圆锥齿轮两轴线间的夹角称

11、为轴角。其值可根据传动需要任意选取，在一般机械中，多取90。2.应用圆锥齿轮直齿圆锥齿轮：斜齿圆锥齿轮：曲齿圆锥齿轮：由于设计、制造、安装方便，应用最广介于两者之间，传动较平稳，设计较简单传动平稳、承载能力强，用于高速，重载传动二、直齿圆锥齿轮齿廓的形成如图，一个平面S与一个基圆锥切于直线OC。当圆平面绕圆锥作纯滚动时，该平面上任一点B将在空间展出一条渐开线AB。渐开线必在以O 为中心、锥距 R 为半径的球面上，成为球面渐开线。三、直齿圆锥齿轮的啮合传动正确啮合条件：圆锥齿轮大端的模数和压力角分别相等，且锥距相等，锥顶重合连续传动的条件：重合度大于1，重合度可按当量齿轮进行计算传动比：平行轴直齿齿轮机构平行斜轴齿轮机构直齿圆锥齿轮传动相交轴齿轮传动曲齿锥齿传动 交错轴齿轮传动 蜗杆传动螺旋齿轮传动 闭式齿轮传动