7第七章++齿轮传动

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1、第七章　齿轮传动学习目的：通过本章的学习具备汽车机械所应用的齿轮传动的基本知识。学习要求：了解齿轮传动的特点、应用与分类；掌握渐开线齿轮基本特征以及传动特点；掌握渐开线斜齿轮的传动特点与应用。一、齿轮传动的特点及应用齿轮传动依靠主动齿轮与从动齿轮的啮合，传递运动和动力。与其他传动相比，具有以下特点：1．优点1）适应性广。2）传动比恒定。3）效率较高，齿轮机构传动效率一般在95％以上。4）工作可靠，寿命较长。5）可以传递空间任意两轴间的运动。2．缺点1）制造和安装精度要求高，成本高。第一节　齿轮传动的特点、应用与分类2）低精度齿轮传动时噪声和振

2、动较大。3）不适于距离较大的两轴间的运动传递等。二、齿轮传动的类型1）按照一对齿轮两轴线的相对位置和轮齿的齿向，齿轮传动可分为：｛齿轮传动两轴线平行—圆柱直齿外啮合图7-1a内啮合内啮合图7-1b内啮合齿轮齿条啮合图7-1c｛斜齿　图7-1d人字齿　图7-1e｛两轴线平行—圆柱直齿　图7-1f曲齿图7-1g｛两轴线相错—圆柱斜齿图7-1h蜗杆蜗轮图7-1i｛2）按齿轮的齿廓曲线不同，齿轮传动又可分为渐开线、摆线和圆弧等三种。一、渐开线的形成及其啮合特性1．渐开线的形成如图7-2所示，当直线NK沿一圆作纯滚动时，直线上任意一点K的轨迹AK称为该

3、圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆，其半径和直径分别用rb和db表示，直线NK称为渐开线的发生线。第二节　渐开线直齿圆柱齿轮根据渐开线的形成过程可知，渐开线具有下列基本性质：1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧度。2）发生线NK是渐开线在任意点的法线。3）渐开线形状取决于基圆的大小，如图7-3所示。4）渐开线齿廓上任意点的法线与该点的速度方向线所夹的锐角ak称为该点的压力角，如图7-4所示。5）基圆以内无渐开线。2．渐开线齿轮传动的啮合特性（1）恒定的传动比渐开线齿轮传动具有传动比恒定、传动平稳的特点。齿轮的传动比是指主、从动齿轮角

4、速度之比，工程上又常用主从动齿轮的转速之比表示，即i12=ω1/ω2=n1/n2传动比是否恒等于常数，影响到齿轮传动的平稳性。如图7-5所示。齿廓啮合基本定理：刚性齿廓啮合传动比为定值的条件是节点C为定点。凡满足啮合基本定理的一对齿廓称为共轭齿廓。（2）中心距可分性图7-5所示为一对渐开线标准齿轮的外啮合的情况，当两轮的分度圆与节圆恰好重合时，即d1=d’1，d2=d’2，此时安装中心距a与理论中心距a’（又称为标准中心距，为两轮分度圆半径之和）重合（a’=a），即a=1/2*(d1+d2)=a’=1/2*(z1+z2)二、标准直齿圆柱齿轮各

5、部分的名称及基本参数1．渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称渐开线标准直齿圆柱齿轮各部名称和尺寸代号见图7-6。2．渐开线齿轮的基本参数（1）齿数z（2）齿顶圆da、齿根圆df（3）齿厚sk、齿槽宽ek和齿距pk（4）分度圆d、模数m和压力角a（5）齿顶高、齿根高、齿全高如图7-6所示。三、内齿轮与齿条1．内齿轮图7-8所示为一圆柱内齿轮，内齿轮的齿廓是内凹的渐开线。其特点是：1）齿厚相当于外齿轮的齿槽宽，而齿槽宽相当于外齿轮的齿厚。2）内齿轮的齿顶圆在分度圆之内，而齿根圆在分度圆之外。其齿根圆比齿顶圆大。3）齿轮的齿顶齿廓均为渐开线时，其齿顶

6、圆必须大于基圆。2．齿条图7-9所示为一齿条，其齿廓是直线。其特点是：1）齿廓上各点的法线相互平行，齿条移动时，各点的速度方向、大小均一样，故齿条齿廓上各点的压力角相同。如图所示，齿廓的压力角等于齿形角，数值为标准压力角值。2）齿条可视为齿数无穷多的齿轮，分度圆无穷大，成为分度线。任意与分度线平行的直线上的齿距均相等，即pk=πm。分度线上s=e，其他直线上sk≠ek。一、渐开线齿轮传动的啮合过程如图7-10所示，齿轮1为主动轮，齿轮2为从动轮。二、齿轮传动正确啮合条件一对渐开线齿轮要正确啮合，必须满足一定的条件。由于模数m和压力角a都是标准

7、化了的，所以两齿轮正确啮合条件为：m1=m2=ma1=a2=a第三节　渐开线直齿圆柱齿轮传动三、齿轮连续传动的条件所以齿轮连续传动的条件为：两齿轮的实际啮合线B1B2应大于或等于齿轮的基圆齿距pb。四、变位齿轮的概念用展成法加工齿轮时，当齿数较少时，有时会发现刀具的顶部切入齿轮的根部，将齿轮根部的渐开线切去的现象，通常称之为根切，如图7-11所示。与标准齿轮相比，正变位齿轮分度圆齿厚和齿根圆齿厚增大，轮齿强度增大，但齿顶变尖；负变位齿轮齿厚的变化恰好相反，轮齿强度削弱，如图7-12所示。五、齿轮传动失效的形式齿轮传动的失效一般是指轮齿的失效。

8、常见的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等几种形式。1．轮齿折断轮齿折断是指齿轮的一个或多个齿的整体或其局部的断裂。通常有疲劳折断和过载折