机械基础项目教程项目7.ppt

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1、项目7齿轮传动§7.1直齿圆柱齿轮传动§7.2斜齿圆柱齿轮传动§7.3直齿圆锥齿轮传动§7.4齿轮传动的失效分析和齿轮材料§7.5齿轮结构§7.6蜗杆传动§7.1直齿圆柱齿轮传动作用：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：圆柱体或圆锥体外（或内）均匀分布有大小一样的轮齿。7.1.1齿轮传动的基本类型及特点§7.1直齿圆柱齿轮传动优点：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效率高(η→0.99)、使用寿命长、工作安全可靠。⑤可实现平行

2、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)。齿轮传动的特点平面齿轮传动（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摆线齿轮圆弧齿轮按速度高低分: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。开式齿轮传动、闭式齿轮传动。球齿轮抛物线齿轮分类：内齿轮传动齿轮齿条设计：潘存云7.1.2渐开

3、线齿轮齿廓及传动比1.渐开线的形成―条直线在圆上作纯滚动时，直线上任一点的轨迹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BK－发生线，①AB=BK;tt发生线Bk基圆OArkθk基圆－rbθk－AK段的展角－渐开线渐开线rb设计：潘存云设计：潘存云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。r

4、b定义：啮合时K点正压力方向与速度方向所夹锐角为渐开线上该点之压力角αk。rb＝rkcosαkB3o3θkA2B2o2顺口溜：弧长等于发生线，基圆切线是法线，曲线形状随基圆，基圆内无渐开线。设计：潘存云o1ω1一对齿轮传动是靠主动轮齿廓推动从动轮齿廓来实现的。两轮的瞬时角速度之比称为传动比。在工程中要求为定值。(i12=ω1/ω2)7.1.3渐开线齿廓的啮合特性i12＝ω1/ω2＝O2P/O1P齿廓啮合基本定律:互相啮合的一对齿轮在任一位置时的传动比，都与连心线O1O2被其啮合齿廓的在接触处的公法线所分成的两段成反比。推导可得：

5、nnPo2ω2kv12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。渐开线齿廓的提出已有近两百多年的历史，目前还没有其它曲线可以替代。主要在于它具有很好的传动性能，而且便于制造、安装、测量和互换使用等优点。本章只研究渐开线齿轮。设计：潘存云N2N1ω2O2rb2O1ω1两齿廓在任意点K啮合时，过K作两齿廓的法线N1N2，是基圆的切线，为定直

6、线。i12=ω1/ω2=O2P/O1P=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P必为定点。C1C2KPK’1.渐开线齿廓满足定传动比要求设计：潘存云N2N1ω2O2rb2O1ω12.传力的平稳性N1N2是啮合点的轨迹，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。C1C2K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K

7、’Pα’设计：潘存云rb1ω2O2rb2O1ω1N2N1PC1C2K3.运动可分性△O1N1P≌△O2N2P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=O2P/O1P=rb2/rb1－－基圆半径之反比。基圆半径是定值设计：潘存云rbO外齿轮1.名称与符号pn齿顶圆－da、ra齿根圆－df、rf齿厚－sk任意圆上的弧长齿槽宽－ek齿距（周节）－pk=sk+ek同侧齿廓弧长齿顶高ha齿根高hf齿全高h=ha+hf

8、齿宽－BhahfhBpra分度圆－－人为规定的计算基准圆表示符号：d、r、s、e，p=s+e法向齿距（周节）－pnseskek=pb7.1.4基本参数和几何尺寸计算pbrfrpk设计：潘存云m=4z=162.标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算2）模数－m1