第8章 直齿圆柱齿轮传动

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1、第八章直齿圆柱齿轮传动第一节齿轮传动概述第二节齿廓啮合的基本定律第三节渐开线齿廓及特性第四节渐开线标准直齿圆柱的主要参数与几何尺寸第五节渐开线标准齿轮的啮合第六节渐开线齿廓的加工方法与根切现象第七节齿轮传动的失效形式及设计准则第八节齿轮常用材料和齿轮传动精度第九节渐开线标准直齿圆柱齿轮的受力分析及其计算载荷第十节渐开线标准直齿圆柱齿轮的强度计算第十一节齿轮转动的润滑第一节齿轮传动概述一、齿轮传动的特点齿轮机构的主要优点是:(1)适用的圆周速度和功率范围广.(2)传动效率较高。(3)瞬时传动比稳定。(4)工作寿命较长。(5)工作可靠性较高。(6)可实现平行轴、任意角

2、相交轴或交错轴之间的传动等。下一页返回第一节齿轮传动概述齿轮机构的主要缺点是:(1)要求较高的制造和安装精度.成本较高。(2)要求专用的齿轮加工设备。(3)不适宜远距离两轴之间的传动等。上一页下一页返回第一节齿轮传动概述二、齿轮传动的类型齿轮传动的类型有很多.通常可按照两齿轮轴线的相对位置、齿轮啮合的情况、齿廓曲线的形状、齿轮传动的工作条件及齿面的硬度等进行分类。1.按照齿轮轴线的相对位置分类根据传动过程中两个齿轮轴线的相对位置.齿轮传动可分为两类:两轴平行的平面齿轮机构和两轴不平行的空间齿轮机构。平面齿轮机构用于两轴线平行时的传动.两轮的相对运动为平面运动.平面

3、齿轮机构有直齿、斜齿和人字齿等三种.空间齿轮机构用于两轴线相交时的传动.两轮的相对运动为空间运动.空间齿轮机构有锥齿轮机构、螺旋齿轮机构、蜗杆传动机构.上一页下一页返回第一节齿轮传动概述2.按照齿轮啮合的情况分类根据齿轮传动时两个齿轮啮合的情况.圆柱齿轮可分为外啮合、内啮合及齿轮齿条啮合。一对外啮合的齿轮.它们的转动方向相反.而一对内啮合的齿轮.它们的转动方向相同.当齿轮和齿条啮合传动时.齿轮转动.而齿条作直线运动.本章主要讨论外啮合的齿轮传动。上一页下一页返回第一节齿轮传动概述3.按照齿廓曲线的形状分类按照齿轮轮齿的齿廓曲线形状.可分为渐开线齿轮传动、圆弧齿轮传

4、动和摆线齿轮传动等。其中渐开线齿轮能保证瞬时传动比恒定不变.制造、安装方便.应用最广泛。本章仅讨论渐开线齿轮传动。上一页下一页返回第一节齿轮传动概述4.按照齿轮传动的工作条件分类根据齿轮传动的工作条件不同.又可分为开式齿轮传动和闭式齿轮传动两种。开式齿轮传动的齿轮完全外露.外界的灰尘和杂物等容易落人齿轮啮合区.且润滑不良.易引起齿面磨损。因此.开式传动多用于低速或低精度的场合。如水泥搅拌机中的齿轮、挖掘机中的齿轮等。闭式齿轮传动的齿轮安装在具有足够刚度的密封箱体内.密封条件好.易于保证良好的润滑.使用寿命长。闭式齿轮传动大多用于较重要的传动.如汽车变速箱中的齿轮、

5、减速器中的齿轮等。上一页下一页返回第一节齿轮传动概述5.按照齿面的硬度分类按照齿面的硬度.齿轮传动可分为软齿面传动和硬齿面传动两种。当两个齿轮的齿面硬度不大于350HBS时.称为软齿面传动;而当两个齿轮的齿面硬度大于350HS时.称为硬齿面传动。上一页下一页返回第一节齿轮传动概述三、齿轮传动的基本要求根据齿轮用于传递运动和动力两方面的用途.对齿轮传动的基本要求也分为两方面。1.传递运动要求传动准确、平稳要求齿轮传动在运动过程中瞬时传动比恒定.避免在传动过程中产生动载荷、冲击、振动和噪声.这与齿轮的齿廓形状(基圆齿距误差)、制造精度和安装精度等因素有关。2.传递动力

6、要求承载能力强要求齿轮传动在工作过程中有足够的强度、刚度并能传递较大的动力.在规定的使用寿命期限内.不发生轮齿折断、点蚀、胶合和过度磨损等失效。这与齿轮的材料、热处理工艺和尺寸等因素有关。上一页返回第二节齿廓啮合的基本定律一、传动比一对齿轮相互啮合传动时.两个齿轮的瞬时角速度之比称为瞬时传动比.轮廓曲线的形状不同.则两个齿轮的瞬时传动比的变化规律也不同。它既可以是恒定不变的.也可以是变化的。对齿轮传动来说最基本的要求之一就是其瞬时传动比必须保持恒定不变.下一页返回第二节齿廓啮合的基本定律二、齿廓啮合的基本定律一对相互啮合齿轮的瞬时传动比.与连心线被两齿廓在任一啮合

7、位置时的公法线所分成的两线段的长度成反比该结论被称为齿廓啮合基本定律。上一页下一页返回第二节齿廓啮合的基本定律三、共扼齿廓凡能满足齿廓啮合基本定律的一对相互啮合齿廓称为共扼齿廓(也称为共扼曲线)。虽然共扼齿廓有很多对.但实际应用中.对共扼齿廓的约束很多.如设计理论、制造方法、安装过程和使用条件等各方面的因素都约束了共扼齿廓的使用。因此.在机械传动中常用的齿廓只有渐开线齿廓、圆弧齿廓和摆线齿廓.然而渐开线齿廓应用最广泛。上一页返回第三节渐开线齿廓及特性一、渐开线齿廓的形成及特性1.渐开线的形成图8一1中的直线NK沿一圆周做纯滚动时.其上的任意一点K在其所在的平面上所

8、形成的轨迹