机械原理 第5章 齿轮机构及其设计

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1、第5章齿轮机构及其设计●5.1齿轮机构的应用、特点和分类●5.1.1齿轮机构的应用及特点●5.1.2齿轮机构的分类●5.2齿廓啮合●5.2.1齿廓啮合的特点●5.2.2齿廓啮合基本定律●5.2.3共轭齿廓求解方法●5.3渐开线及其性质●5.3.1渐开线的形成●5.3.2渐开线的特性●5.4渐开线齿廓的啮合特点●5.5渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸●5.5.1齿轮各部分名称和符号●5.5.2齿轮基本参数●5.5.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算●5.6渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动●5.6.1一对渐开线直齿圆柱

2、齿轮正确啮合的条件●5.6.2齿轮传动的标准中心距及啮合角●5.7渐开线齿轮传动的重合度●5.7.1轮齿的啮合过程●5.7.2渐开线齿轮连续传动的条件●5.7.3齿轮重合度的计算●5.8渐开线齿轮传动的齿廓滑动系数●5.8.1滑动系数的基本概念●5.8.2滑动系数的计算●5.9渐开线齿廓的切削加工●5.9.1渐开线齿廓的切削加工原理●5.9.2标准齿轮的加工●5.10渐开线齿廓的根切●5.10.1渐开线齿廓的根切现象●5.10.2轮齿根切的成因●5.10.3渐开线标准齿轮不根切的条件●5.11齿轮的变位原理和变位修正法●5.

3、11.1渐开线标准齿轮的局限性●5.11.2变位修正法●5.11.3不根切的最小变位系数●5.12齿轮变位及其传动●5.12.1变位齿轮的几何尺寸●5.12.2变位齿轮的啮合传动●5.12.3变位齿轮传动类型及特点●5.12.4变位系数的选择●5.13斜齿圆柱齿轮机构●5.13.1斜齿轮曲面的形成及啮合特点●5.13.2斜齿轮的基本参数●5.13.3斜齿圆柱齿轮的当量齿数●5.13.4平行轴斜齿圆柱齿轮的啮合传动●5.14交错轴斜齿圆柱齿轮机构●5.14.1交错轴斜齿轮的几何参数与几何尺寸●5.14.2交错轴斜齿轮正确啮合的

4、条件●5.14.3交错轴斜齿轮的传动比及从动轮的转向●5.14.4交错轴斜齿轮传动的特点●5.15蜗杆蜗轮机构●5.15.1蜗杆蜗轮的形成●5.15.2蜗杆传动的类型●5.15.3蜗杆传动的特点●5.15.4普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸●5.15.5蜗杆传动的正确啮合条件●5.16圆锥齿轮传动●5.16.1圆锥齿轮传动的类型及特点●5.16.2圆锥齿轮的背锥与当量齿数●5.16.3直齿圆锥齿轮传动的参数及几何尺寸●5.16.4圆锥齿轮传动正确啮合的条件●思考题与习题●5.1齿轮机构的应用、特点和分类●5.1.1齿轮机

5、构的应用及特点齿轮机构是机械传动中应用最早的传动机构之一，被广泛地应用于传递空间任意两轴间的运动和动力。与其他机械传动相比，具有传递功率范围大、效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠、结构紧凑等优点。齿轮传动的主要缺点是要求有较高的制造和安装精度、成本较高，不宜传递相距较远的两轴间的运动和动力。●5.1.2齿轮机构的分类齿轮机构类型很多，常见的分类方法如下。按照一对齿轮的传动比是否恒定，可分为定传动比齿轮机构和变传动比齿轮机构。在定传动比传动的齿轮机构中，齿轮都是圆柱形或圆锥形的，所以把这类齿轮机构又称为圆形齿轮机构；

6、而在变传动比的传动机构中，齿轮一般是非圆形的，如图5.1所示椭圆齿轮机构，该类齿轮机构又称为非圆齿轮机构。根据一对齿轮传动的啮合方式齿轮机构有可分为内啮合直齿、斜齿、曲齿等齿轮机构，外啮合直齿、斜齿、曲齿等齿轮机构，齿条机构等。按照一对齿轮两轴间的相对位置，可以分为平行轴齿轮机构、相交轴齿轮机构和交错轴齿轮机构三类。常用的齿轮机构类型及特点见表5.1。●5.2齿廓啮合●5.2.1齿廓啮合的特点一对齿轮的传动是由主动轮轮齿的齿廓推动从动轮轮齿的齿廓来实现的。若这样一对互相啮合的齿廓能实现预定传动比就称为共轭齿廓。齿轮传动是靠主

7、、从动齿轮的轮齿依次啮合来传递连续运动和动力的。为了使传递的回转运动每一瞬时都保持稳定不变的传动比，避免产生振动和冲击，并能够传递一定的动力，传动齿轮应满足传动平稳、可靠，能保证实现瞬时角速度比(传动比)恒定，还要有足够的承载能力，即要求齿轮尺寸小、重量轻，能传递较大的动力，有较长的使用寿命。●5.2.2齿廓啮合基本定律图5.2所示为一对互相啮合的齿轮，主动齿轮1以角速度转动并推动从动齿轮2以角速度反向回转，O1、O2分别为两齿轮的回转中心。两齿轮的齿廓在任意一点K接触。在K点处，两齿轮的线速度分别为和。过K点作两齿廓的公法

8、线n-n，要使两齿廓实现正常的啮合传动，它们彼此既不能分离，也不能互相嵌入。因此，和在公法线n-n上的分速度应该相等。所以齿廓接触点间相对速度必与公法线n-n垂直。根据三心定理，啮合齿廓公法线与两齿轮连心线的交于P点即为两齿轮的相对瞬心，P点称为啮合节点(简称节点)。故两齿轮的传动比为(5