齿轮机构工作原理齿轮.pptx

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1、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。内公切线齿轮啮合线齿轮力方向线定直线四线合一第1页/共23页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

2、渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性rb2N1N2N1aPo2p21ao1o2rb1rb2 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或或a)安装这对齿轮，安装这对齿轮，其传动比不会改变。其传动比不会改变。有利于加工、安装和使用。？第2页/共23页三、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。

3、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化而改变。角随中心距的变化而改变。N1N2ttaPo2ttpN1r1 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。第3页/共23页三、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N1N2ttaPo2ttpN1rb2 a21o1o2rb1rb2啮合角是常数有何意义？若啮合角是常数则齿廓间的正压力作用线方向不变，同时当齿轮

4、传递的扭矩一定时，其压力的大小也不变，从而使轴承受力稳定，不易产生振动和损坏。第4页/共23页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pnpn=pbpbB齿宽齿宽 B B第5页/

5、共23页二、直齿圆柱齿轮的基本参数 齿轮的尺寸和齿廓形状（齿形）取决于五个基本参数：齿数Z Z，模数，压力角，齿顶高系数*a a、顶隙系数C C*；后四个系数已标准化。1 齿数（Z）：齿轮整个圆周上轮齿的总数。则尺寸渐开线平直,时，渐开线变成直线（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渐开线齿廓形状的基本参数。ZZZ17Z17Z17Z17第6页/共23页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2 2 模数（模数（m)m)人为地把人为地把 m mi i=pi/规定为简单的有理数，规定

6、为简单的有理数，该比值称为该比值称为模数模数。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 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。第7页/共23页模数系列模数的意义：模数的量纲 mmu模数越大，轮齿的抗弯强度越大。，确定模数m实际上就是确定齿距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

7、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第8页/共23页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，压力角是决定渐开线形状的三个基本决定渐开线形状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rf齿根圆齿根圆rb基圆基圆

8、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准压力角的圆。分度圆上：=第9页/共23页图5-9模数对齿轮尺寸影响m=4,z=16m=2,z=16m=2,z=16 模数是齿轮几何尺寸计算中的最重要基本参数：则，轮齿齿厚,抗弯曲能力。分度圆直径: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讨论：第10页/共23页C Cr rb br rb br r压力角对轮齿齿廓影响渐开线形状取决于基圆大小。cos=1/2cos=1/2coscos。当Z Z、一定时，则b b，则b b ，由此可见，压力角是决定渐开线形状的一个基本参数。二、渐开线直齿圆柱齿轮的

9、二、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数讨论：第11页/共23页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。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：h*a=1；C*=0.25短 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第12页/共23页三、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

10、+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全齿高齿高第13页/共23页三、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全齿高齿高df齿根圆齿根圆db基 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=

11、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=法节法节第14页/共23页结论一：结论一：齿数齿数Z Z、模数、模数mm、压力角、压力角,是决定渐开线是决定渐开线 形状和齿轮尺寸的基本参数形状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

12、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第15页/共23页注意：2、内齿轮三、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。特点：齿顶圆必须不小于基圆。第16页/共23页三、渐开线直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸计算3、齿条齿顶线分度线齿根线中线第17页/共23页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K K在和KK同时接触，才能使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)第

13、18页/共23页一、正确啮合一、正确啮合条件条件kk1N2N1o1o2pb1pb2齿轮不能正确啮合第19页/共23页一、正确啮合一、正确啮合条件条件o1N2N1k1k2ko2pb1pb2齿轮不能正确啮合第20页/共23页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，两轮的法节必须相等。欲使两齿轮正确啮合，两轮的法节必须相等。齿轮正确啮合第21页/共23页一、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，两轮的法节必须相等。欲使两齿轮正确啮合，两轮的法节必须相等。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。保证加工与互换性标准模数标准压力角?第22页/共23页谢谢您的观看！第23页/共23页