机械设计基础 教学课件 作者 李正峰 蒋利强 主编 杜春宽 副主编11.ppt

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1、第11章工程静力分析§11.1齿轮传动的特点和类型§11.2渐开线齿廓及其啮合特性§11.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸§11.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动§11.５渐开线齿轮的根切现象与最少齿数的概念§11.６变位齿轮和变位齿轮传动§11.７齿轮常见的失效形式及常用材料§11.８标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算§11.9标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算§11.10齿轮的结构和齿轮传动润滑1§11.1齿轮传动的特点和类型11.1.1齿轮传动的特点齿轮传动是现代机械中应用最广泛的传动机构，用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。齿轮传动的传动效率高，结构紧

2、凑，工作可靠、寿命长，传动比准确；但制造及安装精度要求高，价格较贵，不宜用于两轴间距离较大的场合。211.1.2齿轮传动的分类齿轮传动按轴之间的相互位置、齿向和啮合情况分类如下：图11-1齿轮传动的类型3平面齿轮传动(圆柱齿轮传动)传递平行轴间的运动空间齿轮传动传递相交轴或交错轴间的运动齿轮传动直齿圆柱齿轮传动(轮齿与轴平行)斜齿圆柱齿轮传动(轮齿与轴不平行)人字齿圆柱齿轮传动直齿圆锥齿轮传动斜齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动4§11.2渐开线齿廓及其啮合特性11.2.1渐开线的形成如图11-2示，当直线沿圆周作纯滚动时，直线上任意一点K的轨迹A

3、K称为该圆的渐开线。这个圆称为基圆,其半径用rb表示；直线称为渐开线的发生线；θk(=∠AOK)称为渐开线AK段的展角。11.2.2渐开线的性质由渐开线的形成可知，渐开线具有下列性质：①发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长，即弦NK=弧NA。②渐开线上任一点的法线必与基圆相切。③发生线与基圆的切点N为渐开线上点K的曲率中心，而线段NK是相应的曲率半径。④渐开线的形状决定于基圆的大小。⑤基圆内无渐开线。511.2.3渐开线齿廓的压力角如图11-2所示，点K为渐开线上任意一点，其向径用rk表示。若用此渐开线为齿轮的齿廓，当齿轮绕点O转动时，齿廓上点K速度的方向应垂直

4、于直线OK。我们把法线NK与点K速度方向线之间所夹的锐角称为渐开线齿廓在该点的压力角，用αk表示,其大小等于∠KON。611.2.4渐开线函数如图11-2所示：上式表明：展角θk是压力角αk的函数，称为渐开线函数。工程上用invαk表示θk，即有；（11-1）工程中已将不同压力角的渐开线函数计算出来制成表格以备查用。即:711.2.5渐开线齿廓的啮合特性1.四线合一图示11-3为一对渐开线齿廓在任意位置啮合，啮合接触点为点K。过点K作这对齿廓的公法线N1N2，根据渐开线的性质可知，公法线N1N2必同时与两基圆相切，即公法线N1N2为两基圆的一条内公切线。由于两基圆的大小

5、和位置均固定不变，其内公切线只有一条。因此，不论两齿廓在任何位置啮合，它们的接触点一定在这条内公切线上。这条内公切线是接触点K的轨迹，称为啮合线，由于两个齿轮啮合传动时其正压力是沿公法线方向的，因此对渐开线齿廓的齿轮来说，啮合线、过啮合点的公法线、基圆的内公切线和正压力作用线四线合一。2.传动比恒定不变如上所述，无论两齿廓在任何位置啮合，接触点的公法线是一条定直线，而且该直线与连心线O1O2交点P是固定点，称为节点，分别以O1、O2为圆心，以为半径所作的圆称为节圆，节圆半径分别用和表示。一对渐开线齿轮的啮合传动可以看作两个节圆的纯滚动，且。因图中△O1N1P和△O2N2P

6、相似，经推导可得传动比为：（11-2）8图11-3渐开线齿廓的啮合3.啮合角恒定不变两齿廓在任意位置啮合时，接触点的公法线与节圆公切线之间所夹的锐角称为啮合角。因为两渐开线齿廓接触点的公法线始终是定直线，所以其啮合角始终不变，而且在数值上恒等于节圆压力角，用α＇表示。在齿轮传动中，两齿廓间正压力的方向是沿其接触点的公法线方向。渐开线齿廓啮合的啮合角不变，故齿廓间正压力的方向也始终不变，若传递的扭矩不变，其压力大小也保持不变，这对于齿轮传动的平稳性是十分有利的。4.中心距具有可分性由式11-2可知：一对渐开线齿廓啮合的传动比决定于其基圆的大小,而齿轮一经设计加工好后，它们的

7、基圆也就固定不变，因此当两轮的实际中心距略有偏差时，仍能保持原传动比，此特点称为渐开线齿廓啮合的可分性。这一特点对渐开线齿轮的制造、安装都是十分有利的。9§11.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸11.3.1齿轮各部分的名称和符号图11-4齿轮各部分的名称和符号图11-4所示为直齿外齿轮的一部分。齿轮上每个凸起的部分称为齿，相邻两齿之间的空间称为齿槽。齿轮各部分的名称及符号规定如下：1）齿顶圆；2）齿根圆；3）分度圆；4）基圆；5)齿顶高、齿根高及齿全高；6）齿厚、齿槽宽及齿距1011.3.2渐开线标准直齿圆柱齿轮机