参赛课件 机械设计基础课件

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1、齿轮机构作者：潘存云教授曲线齿圆锥齿轮参赛选手:*****第4章齿轮机构§4－1齿轮机构的特点和类型§4－2齿廓实现定角速度比的条件§4－3渐开线齿廓§4－4齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸§4－5渐开线标准齿轮的啮合§4－6渐开线齿轮的切齿原理§4－7根切现象、最少齿数及变位齿轮§4－8平行轴斜齿轮机构§4－9圆锥齿轮机构§4－1齿轮机构的特点和类型作用：传递空间任意两轴（平行、相交、交错）的旋转运动，或将转动转换为移动。结构特点：圆柱体或圆锥体外（或内）均匀分布有大小一样的轮齿。优点：①传动比准确、传动平稳。②圆周速度大，高达300

2、m/s。③传动功率范围大，从几瓦到10万千瓦。④效率高(η→0.99)、使用寿命长、工作安全可靠。⑤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、不适宜远距离传动(如单车)。平面齿轮传动（轴线平行）外齿轮传动直齿斜齿人字齿圆柱齿轮非圆柱齿轮空间齿轮传动（轴线不平行）按相对运动分按齿廓曲线分直齿斜齿曲线齿圆锥齿轮两轴相交两轴交错蜗轮蜗杆传动交错轴斜齿轮准双曲面齿轮渐开线齿轮(1765年)摆线齿轮(1650年)圆弧齿轮(1950年)按速度高低分:按传动比分:按封闭形式分：齿轮传动的类型高速、中速、低速齿轮

3、传动。定传动比、变传动比齿轮传动。开式齿轮传动、闭式齿轮传动。球齿轮抛物线齿轮(近年)分类：内齿轮传动齿轮齿条§4－1齿轮机构的特点和类型平面齿轮传动（轴线平行）——圆柱齿轮空间齿轮传动（轴线不平行）齿轮机构分类平面齿轮传动（轴线平行）直齿斜齿人字齿——圆柱齿轮18二、齿轮机构分类§4－1齿轮机构的特点和类型空间齿轮传动（轴线不平行）内齿轮齿轮齿条外齿轮平面齿轮传动（轴线平行）——圆柱齿轮空间齿轮传动（轴线不平行）18二、齿轮机构分类内齿轮齿轮齿条外齿轮直齿斜齿曲线齿圆锥齿轮两轴相交两轴交错§4－1齿轮机构的特点和类型直齿斜齿人字齿空间齿

4、轮传动（轴线不平行）18直齿斜齿曲线齿圆锥齿轮两轴相交两轴交错蜗轮蜗杆交错轴斜齿轮准双曲面齿轮§4－1齿轮机构的特点和类型平面齿轮传动（轴线平行）——圆柱齿轮二、齿轮机构分类内齿轮齿轮齿条外齿轮直齿斜齿人字齿2ω2作者：潘存云教授1ω1椭圆齿轮准双曲面齿轮作者：潘存云教授斜齿圆锥齿轮作者：潘存云教授曲线齿圆锥齿轮设计：潘存云o1ω1共轭齿廓：一对能实现预定传动比(i12=ω1/ω2)规律的啮合齿廓。§4－2齿廓实现定角速度比的条件1.齿廓啮合基本定律得：i12＝ω1/ω2＝O2C/O1C齿廓啮合基本定律:互相啮合的一对齿轮在任一位置时的传

5、动比，都与连心线O1O2被其啮合齿廓的在接触处的公法线所分成的两段成反比。根据三心定律可知：C点为相对瞬心。nnCo2ω2k由：v12＝O1Cω1v12＝O2Cω2设计：潘存云节圆如果要求传动比为常数，则应使O2C/O1C为常数。节圆：设想在C点放一只笔，则笔尖在两个齿轮运动平面内所留轨迹。由于O2、O1为定点，故C必为一个定点。两节圆相切于C点，且两轮节点处速度相同，故两节圆作纯滚动。r’1r’2a=r’1+r’2中心距：o1ω1nnCo2ω2ka2.齿廓曲线的选择理论上，满足齿廓啮合定律的曲线有无穷多，但考虑到便于制造和检测等因素，工

6、程上只有极少数几种曲线可作为齿廓曲线，如渐开线、其中应用最广的是渐开线，其次是摆线(仅用于钟表)和变态摆线(摆线针轮减速器)，近年来提出了圆弧和抛物线。渐开线齿廓的提出已有近两百多年的历史，目前还没有其它曲线可以替代。主要在于它具有很好的传动性能，而且便于制造、安装、测量和互换使用等优点。本章只研究渐开线齿轮。设计：潘存云§4－3渐开线齿廓一、渐开线的形成和特性―条直线在圆上作纯滚动时，直线上任一点的轨迹2.渐开线的特性②渐开线上任意点的法线切于基圆，③B点为曲率中心，BK为曲率半径。渐开线起始点A处曲率半径为0。BK－发生线，①AB=B

7、K;tt发生线Bk基圆OArkθk基圆－rbθk－AK段的展角－渐开线渐开线rbKABOrbri一.渐开线的形成和特性KABOrbri渐开线的形成rbKBOA发生线KB在基圆上纯滚动时，发生线上（任一点）K点的轨迹——该圆的渐开线发生线KB基圆rbKArbKArbKArbKArbKArbKArbKA渐开线KABOrbri渐开线在起始点A的向径渐开线在K点的向径渐开线在K点的展角i渐开线设计：潘存云设计：潘存云OABkA1B1o1θkK⑤渐开线形状取决于基圆⑥基圆内无渐开线。⑦同一基圆上任意两条渐开线公法线处处相等。当rb→∞，变

8、成直线。rkθkαkαkvk④离中心越远，渐开线上的压力角越大。rb定义：啮合时K点正压力方向与速度方向所夹锐角为渐开线上该点之压力角αk。rb＝rkcosαkB3o3θkA2B2o2设计：潘