04-齿轮机构和其设计

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1、机械设计基础课程讲稿第4章齿轮机构及其设计教学要求1、了解齿轮机构的特点，理解齿廓啮合基本定理，熟悉渐开线性质，了解共轭齿廓概念2、理解基本参数的概念、掌握齿轮基本尺寸计算，理解齿轮的正确啮合条件、重合度的意义3、了解齿轮加工的原理、根切原因、变位的目的，掌握变位齿轮传动的计算4、掌握斜齿轮传动特点及尺寸计算，了解螺旋齿轮的传动5、掌握蜗轮蜗杆传动的特点及尺寸计算，了解圆锥齿轮传动特点与参数教学的重点与难点1、齿廓啮合基本定理，渐开线性质，共轭齿廓2、周节、分度圆、模数，啮合过程，正确啮合条件，可分性，重合度

2、的意义3、展成原理，根切原因，变位齿轮的尺寸变化，无侧隙啮合方程4、端面、法面参数的关系，当量齿数，正确啮合条件，重合度5、正确啮合条件，蜗轮转向判断，蜗杆直径系数q教学内容§4—1齿轮机构的特点和类型齿轮机构：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（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）——①外啮合；②内啮合；③齿轮齿条平行轴斜齿齿轮机构（斜一）：①外；②内；③齿轮齿条空间：圆锥齿轮机构——①直齿；②斜一；③曲线齿交错轴斜齿轮机构：（图5-5）

3、蜗杆机构：两轴垂直交错§4—2齿廓啮合基本定律传动比：①常数——圆齿轮；②f(t)——非圆齿轮一、齿廓啮合基本定律（P——节点）第13页，共13页机械设计基础课程讲稿∴节曲线：非圆齿轮—节曲线是非圆曲圆齿轮—节圆（轮1的节圆是以O1为圆心，O，P为半径的圈，—每一瞬时，P位置唯一确定。）齿廓啮合基本定律：在啮合传动的任一瞬时，两轮齿廓曲线在相应接触点的公法线必须通过按给定传动比确定的该瞬时的节点。——轮齿齿廓正确啮合的条件定传动比传动，定律描述：设节圆半径（概念：节点，节圆，，）二、共轭齿廓，共轭曲线（关于共

4、轭齿廓的求法自己看书）（凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称—）三、齿廓曲线的选择满足定传动比的要求；考虑设计、制造等方面。（对于定传动比的齿轮机构，通常采用渐开线、摆线、变态摆线）§4—3渐开线及渐开线齿廓一、渐开线的形成及性质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）AK——渐开线基圆，rbn-n：发生线θK：渐开线AK段的展角2、性质（1）（2）NK为渐开线在K点的法线，NK为曲半半径，渐开线上任一点的法线与基圆相切。（3）渐开线离基圆愈远，曲半半径愈大，渐开线愈平直（

5、4）渐开线的形状决定于基圆的大小（图5-12）θK相同时，rb越大，曲半半径越大rb→∞，渐开线→⊥N3K的直线（5）基圆内无渐开线（因渐开线从基圆开始向外展开）3、渐开线方程压力角中：第13页，共13页机械设计基础课程讲稿即θK称为角αK的渐开线函数invαK表示θK即渐开线方程二、渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律常数式（1）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=

6、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。式（1）表明，i12决定于基圆大小（这一特点对渐开线齿轮的制造、安装都是十分有利的）。§4-4渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸一、齿轮各总数分名称和基本参数齿数——Z，齿槽1、齿顶圆ra2、齿根圆rf3、在任意圆上rk齿槽宽ek齿厚SK齿距PK=eK+SK∴定义模数4、分度圆，r，d，s，e，p(为确定一个齿轮各部分的几何尺寸，在齿轮上选择一个圆作为计算的基准)P=s+ed=mzm为标准植5、齿顶高ha：d与da之间齿根高hf：d与df之间齿全高h

7、：h=ha+hf6、基节基节——基圆上的周节（齿距）Pb第13页，共13页机械设计基础课程讲稿二、标准齿轮的基本参数1、模数m∴模数或∴d=mz单位：mm（m是决定齿轮尺寸的一个基本参数）m标准化。2、分度圆压力角分度圆和节圆有原则性的区别。分度圆是一个齿轮的几何参数，每个齿轮都有一个大小确定的分度圆，而节圆则是表示一对齿轮啮合特性的圆。对于单个齿轮而言，节圆无意义；当一对齿轮啮合时，它们的节圆随中心距的变化而变化（可分性）。因此节圆和分度圆可以重合，也可以不重合。另外，分度圆压力角是一个大小确定的角，啮合角

8、可以与之相等，也可不相等，但啮合角与节圆压力角始终相等。（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°。至此：分度圆就是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。3、齿数z表明：齿轮的大小和渐开线齿轮形状——4、齿顶高系数和顶隙系数标准值：=1，=0.25非标准短齿：=0.8，=0.3三、标准直齿轮的几何尺寸标准齿轮：标准齿轮是