第4章齿轮机构.ppt

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1、郑大工学院专用第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圆锥齿轮机构郑大工学院专用§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：圆柱体外（或内）均匀分布有大小一样的轮齿。郑大工学院专用§4－1齿轮机构的特点和类型优点：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

2、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)。郑大工学院专用平面齿轮传动（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)齿轮传动的类型应用实例：提问参观对象、SZI型统一机芯手表有18个齿轮、炮塔、内然机。球齿轮抛物线齿轮(近年)分类：内齿

3、轮传动齿轮齿条郑大工学院专用按速度高低分:按传动比分:按封闭形式分：齿轮传动的类型应用实例：提问参观对象、SZI型统一机芯手表有18个齿轮、炮塔、内然机。高速、中速、低速齿轮传动。定传动比、变传动比齿轮传动。开式齿轮传动、闭式齿轮传动。分类：郑大工学院专用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.齿廓啮合基本定律一对齿廓在任意点K接触时，作法线n-nC点为相对瞬心。nnCo2ω2k有：v12如果要求传动比为常数，则应使O2C/O1C为常数。郑大工学院专用节圆节圆：过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。设

4、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。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以r’1和r’2表示节圆半径，则中心距o1ω1nnCo2ω2k郑大工学院专用2.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。§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

5、的轨迹BK－发生线，tt发生线Bk基圆OArkθk基圆－rbθk－AK段的展角－渐开线渐开线rb郑大工学院专用§4－3渐开线齿廓2.渐开线的特性②渐开线上任意点的法线切于基圆纯滚动时，B为瞬心，速度沿t-t线，是渐开线的切线，故BK为法线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。可以证明①AB=BK;tt发生线Bk基圆OArkθk渐开线rb郑大工学院专用OABkA1B1o1θkK⑤渐开线形状取决于基圆⑥基圆内无渐开线。当rb→∞，变成直线。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

6、线上该点之压力角αk。rb＝rkcosαkB3o3θkA2B2o2郑大工学院专用ω2O2rb2O1ω1N2N1二、渐开线齿廓满足定角速比要求要使两齿轮作定传动比传动，则两轮的齿廓无论在任何位置接触，过接触点所作公法线必须与两轮的连心线交于一个定点。两齿廓在任意点K啮合时，过K作两齿廓的法线N1N2，是基圆的切线，为定直线。i12=ω1/ω2=O2C/O1C=const工程意义：i12为常数可减少因速度变化所产生的附加动载荷、振动和噪音，延长齿轮的使用寿命，提高机器的工作精度。两轮中心连线也为定直线，故交点C必为定点。在位置K’时同样有此结论。C1C2KCK’N1N2是啮

7、合点的轨迹，称为啮合线由渐开线的性质可知：啮合线又是接触点的法线，正压力总是沿法线方向，故正压力方向不变。该特性对传动的平稳性有利。ω2O2rb2O1ω1N2N1C1C2KCK’α’啮合线与节圆公切线之间的夹角α’，称为啮合角实际上α’就是节圆上的压力角郑大工学院专用运动可分性△O1N1C≌△O2N2C由于上述特性，工程上广泛采用渐开线齿廓曲线。实际安装中心距略有变化时，不影响i12，这一特性称为运动可分性，对加工和装配很有利。故传动比又可写成：i12=ω1/ω2=O2C/O1C=rb2/rb1－－基圆半径之反比。基圆半径是定值rb1ω2