机械原理课件第五章

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1、第5章齿轮机构及其设计内容应用及分类齿轮的齿廓及其啮合特点渐开线标准齿轮的参数和几何尺寸渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线齿廓的切制原理渐开线齿轮的变位修正斜齿圆柱齿轮传动蜗杆传动圆锥齿轮传动重点渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。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。应用实例结构特点：圆柱体或圆锥体外（或内）均匀分布有大小一样的轮齿。§1齿轮机构的应用及分类优点：①传动比准确、传动平稳。②圆周速度大，高达300m/s。③传动功率范围大，从几瓦到10万千瓦。④效率

2、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、低速齿轮传动。定传动比、变传动比齿轮传动。

3、开式齿轮传动、闭式齿轮传动。球齿轮抛物线齿轮(近年)分类：内齿轮齿轮齿条齿轮机构的作用两轴平行两轴相交两轴交错齿轮齿条单击图像可播映动画直齿人字齿斜齿圆柱齿轮单击图像可播映动画直齿圆柱齿轮内齿轮外齿轮齿轮齿条单击图像可播映动画圆锥齿轮传动直齿斜齿曲线齿单击图像可播映动画两轴交错齿轮传动蜗轮蜗杆准双曲面齿轮交错轴斜齿轮单击图像可播映动画2ω21ω1椭圆齿轮某发动机传动系统单击图像可播映动画单击图像可播映动画汽车差速器单击图像可播映动画O1O212VP1=VP2w1O1P=w2O2P即:i12=——=——w1w

4、2O1PO2P齿廓啮合基本定律一对齿廓的瞬时速比，等于该瞬时接触点的公法线,截连心线为两段线段的反比。共轭齿廓KP齿廓形状影响传动性能，若传动比变化从动轮转速不均匀惯性力、振动、噪音传动精度。分析可知：P为齿廓1、2的瞬心则§2齿廓啮合基本定律nn节点位置固定节圆KO1O212nnP不论两齿廓在何位置接触，过其接触点所作两齿廓的公法线均须与连心线交于一固定的点P（节点）。传动比恒定的条件圆形齿轮节点位置变化节曲线非圆齿轮传动时，两节圆纯滚动。理论上齿廓曲线无穷多，实际选用,须考虑设计、加工、安装、维修等

5、要求。常用:摆线、渐开线、圆弧线.齿廓啮合基本定律一、渐开线形成发生线基圆F向径展角压力角aKaKqKK基圆半径rbVKrKrb§3渐开线及渐开线齿廓K二、渐开线特性1.BK=BA.2.法线切于基圆.3.BK=rK.4.渐开线形状取决于rb.5.基圆内渐开线.无BArK▲推论:同一基圆上两条渐开线间的公法线长度处处相等(等于两渐开线间的基圆弧长)。K1K2K1'K2'BB'A1A2三、渐开线方程1.rK=———rbcosaK或cosaK=——rKrb2.qK=∠NOA-aK=———-aKNArb=———-aKNK

6、rb=tgaK-aK令：invaK=tgaK-aK..invaK称渐开线函数.渐开线方程:{rK=———rbcosaKinvaK=tgaK-aK.aKaKqKKrKrbONA四、渐开线齿廓的啮合特点1.啮合线为一直线啮合线—啮合点(在固定平面上)的轨迹线.两齿廓所有接触点的公法线均重合,传动时啮合点沿两基圆的内公切线移动。2.传动比恒定P公法线不变,节点P为定点.速比为定值.i12=——=——w1w2O1PO2P作用力方向恒定传动比恒定O1O2PP'O1O2'rb1rb2rb2rb13.中心可分离性i12=——=

7、——=——w1w2O1PO2Prb1rb2i12'=——=——=——w1w2'O1PO2'Prb1rb2i12=i12'若中心距略有误差传动比不变§4渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸一、名称和符号(外齿轮)=20o、d、p、s、e模数有标准系列（表10-1）分度圆上模数和压力角均为标准值。令齿数Z齿顶圆齿根圆齿槽宽齿厚齿距齿宽齿顶高齿根高分度圆二、基本参数和计算(基本参数为m、Z、和h、c*)*a1.分度圆直径2.基圆直径3.齿顶高4.齿根高顶隙系数齿顶高系数正常齿制5.齿全高基准6.齿顶圆直径7.齿根圆直

8、径8.齿距9.齿厚10.齿槽宽比较标准齿轮m、h*a、c*、（15或20）为标准值且e=s几何尺寸计算公式任意圆齿厚：三、标准齿条特点:1）齿廓为一直线，压力角α不变，也称为齿形角。2）与分度线平行的任一条直线上齿距p相等p=m齿轮与齿条比较内齿轮1）齿廓内凹2）根圆大于顶圆3）顶圆必须大于基圆一、渐开线齿轮的啮合过程理论啮合线段N1N2实际啮合线段B1B2齿廓