第十章_齿轮机构及其设计(精英版).ppt

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1、第十章齿轮机构及其设计GearsanditsDesign10.1齿轮机构的特点及分类10.1.1概述1.什么是齿轮？2.特点：适应范围广（v、p、r)；效率高（0.99)；速比稳定、传动精度高；工作可靠；可实现任意轴间的传动。制造和安装精度要求高，成本较高；不适于远距离传动。10.1.2分类1.按传动比是否恒定，可分为两类：1）定i：圆形齿轮2）变i：非圆形齿轮分类平面齿轮传动（两轴平行）空间齿轮传动（两轴不平行）两轴相交圆锥齿轮传动蜗杆传动交错轴斜齿轮传动圆柱齿轮传动直齿斜齿曲齿直齿斜齿外啮合内啮合两轴交错人字齿轮齿轮齿条2.按轴间位置和齿轮结构分类3.按齿

2、廓曲线分：渐开线、摆线、圆弧4.按工作条件分：1）开式：2）闭式：5.按运动速度分：低速：＜1m/s中速：1～25高速：＞25m/s超高：＞100m/s10.1.3对齿轮传动的基本要求1.传动准确平稳10.2齿轮的齿廓曲线10.2.1齿廓啮合基本定律1.对啮合齿廓的基本要求常数f(φ1)有规律2.易制造、安装、互换性好3.强度高、工作可靠。两齿廓保证连续相切传动，即不干涉又不脱开的基本条件为：---齿廓啮合的基本方程式2.齿廓啮合基本定律过任一接触点的齿廓公法线都与连心线交于一定点。节点、节线、节圆在p点相对速度为零。两节圆在作无滑动的纯滚动。互相啮合的一对齿

3、轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线o1o2被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比。10.2.2共轭齿廓凡是能满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称为共轭齿廓。10.3.2渐开线的特性10.2.3齿廓曲线的选择10.3渐开线的形成及其特性10.3.1渐开线的形成10.3.3渐开线方程式1.用极坐标表示2.用直角坐标表示X=rbsinu-rbucosuY=rbcosu+rbusin10.4渐开线齿廓的啮合传动10.4.1渐开线齿廓能保证定传动比传动10.4.2渐开线齿廓传动的特点1.i=c2.正压力方向不变3.a的可分性10.5渐开线标准齿轮的基本参

4、数和几何计算1.齿数：Z2.齿顶圆：ra、da3.齿根圆：rf、df4.齿厚：Si5.齿槽宽：ei6.齿距（周节）：pi=si+ei7.分度圆：r、d分度圆上的齿距：p=s+e分度圆周长=zp=πdd=zp/π8.模数：m=p/π；分度圆:d=mz9.压力角：α=20°；分度圆是一个具有标准模数和标准压力角的圆。10.齿顶高：ha=ha*m11.齿根高：hf=(ha*+c*)mha*：齿顶高系数；c*：齿根高系数。正常齿制：ha*=1；c*=0.25短齿制：ha*=0.8；c*=0.3ra=r+hada=d+2harf=r-hfdf=d-2hfrb=rcosα

5、r=rb/cosαs=e=πm/2基本参数：m、z、α、ha*、c*12.任意圆齿厚si式中：注意：13.固定弦齿厚sc和固定弦齿高hc.固定弦齿厚sc是指标准齿条的齿廓与齿轮齿廓对称相切时，两切点之间的距离ab。固定弦齿高hc是从固定弦ab至齿顶的距离当α=20°，ha*=1时，sc=1.387mhc=0.7476m14.公法线长度跨过若干个轮齿所量得的切于两外侧齿廓的两平行直线间的距离w=mcosα[(k-0.5)π+zinvα]K=αz/π+0.5w’=w+2xmsinαPb=wk+1-wkPb=πmcosα10.6渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动10.6.

6、1一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件Pb1=pb2db=dcosαdk=pkz/πpbz/π=(pz/π)cosαPb=pcosαPb1=p1cosα1=πm1cosα1Pb2=p2cosα2=πm2cosα2m1cosα1=m2cosα2由于m、α都已标准化，所以，应使：m1=m2=m，α1=α2=α10.6.2齿轮传动的中心距及啮合角1.外啮合1)中心距a：⑴保证无侧隙啮合⑵保证两轮顶隙c为标准值a=r1+ha*m+c*m+r2-(ha*+c*)ma=r1+r2=m(z1+z2)/2注意：节圆与分度圆的区别2)啮合角α’两轮传动时其节点p的速度矢量与啮合

7、线间所夹的锐角。也就是节圆压力角。标准中心距安装时，r=r’，α=α’当a’≠a时，α’≠α由渐开线方程：rb=rkcosαk则有：rb1=r1cosαrb2=r2cosαrb1+rb2=（r1+r2）cosα=acosα同理：rb1+rb2=（r1’+r2’）cosα’=a’cosα’所以：acosα=a’cosα’2.内啮合传动a=r2-r1=m(z2-z1)/2acosα=a’cosα’3.齿轮齿条啮合传动α≡α’r≡r’但节线和分度线不一定重合10.6.3渐开线齿轮传动的重合度1、轮齿啮合的过程理论啮合线N1N2实际啮合线B2B1齿廓工作段齿廓非工作段

8、2、渐开线齿轮连续传动的条件B2B1=