齿轮及其机构设计(精品).doc

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1、CBB也第六章齿轮机构及其设计'sa一、教学目的和教学要求1、教学H的：通过介绍齿轮啮合传动的基本原理，渐开线齿轮的基本参数和几何尺寸计算等内容，使学生对于齿轮传动的啮合原理有所了解，并能掌握齿轮的基本参数和几何尺寸的计算方法，提高学牛机构设计能力，为学好后续课程及今后参加机械工程技术工作打好基础。对轮系的组成、划分、传动比的计算及其主要功能有个清楚地认识，能初步设计轮系。2、教学要求1)了解齿轮机构的类型和应用。2)了解平而齿轮机构的齿廓啮合定律及有关共轨齿廓的基本知识。3)深入了解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性及渐开线齿轮传动的正确啮合条件、连续传动条件。4)熟悉渐开线齿轮各部分的名称

2、、基本参数及各部分几何尺寸的计算。5)了解渐开线齿廓范成切齿原理及根切现象；渐开线标准齿轮的最少齿数；渐开线齿轮的变位修正和变位齿轮的概念。6)了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，并能计算标准斜齿轮的最少齿数;及渐开线齿轮的几何尺寸。7)了解标准圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸的计算。8)对蜗杆蜗轮的传动特点有所了解。9)能正确划分轮系，能计算定轴轮系、周转轮系、复合轮系的传动比。10)对轮系的功用有清楚的了解。一、本童重占教学内容尺教学眸占重点：謠开线直齿圆柱齿轮加啮合传动的基本理论和设计计算。对于其它类型的齿轮及其啮合传动，除介绍它们与直齿圆柱齿轮啮合传动的共同点之外，则着重介绍它们

3、的特殊点。周转轮系和复合轮系的传动比的计算。难点：共轨齿廓的确定；一对齿轮的啮合过程；变位齿轮传动；以及斜齿轮和锥齿轮的当量齿轮和齿数。如何把复合轮系划分为基本轮系。§5-1基础知识一、齿轮啮合基本定律若两轮的传动能实现预定的传动比（人2=共辄齿廓。1.齿廓啮合基本定律作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必与两齿轮的连心线交于相应的节点C,该节点将齿轮的连心线所分成的两个线段与该对齿轮的角速比成反比。即其屮c表示啮合节点。这一规律，称为齿廓啮合基本定律。节点C的位置与齿廓Illi线有关。这一规律表明了齿轮的齿廓形状与齿轮传动比的关系。齿轮的齿廓曲线肖先丿'、'/「满足齿廓啮合菇木

4、定律。如若要使两齿轮作定传动比传动（即‘12二常数），则其齿廓必须满足的条件为：无）规律，则两轮相互接触传动的一对齿廓称为论两齿丿郭在何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线与两齿轮的连心线相交于一固定点Co1.齿廓曲线的选择满足齿廓啮合基木定律的一对齿廓称为共辄齿廓。理论上共轨齿廓曲线有很多种，在定传动比齿轮传动屮可采用渐开线、摆线、圆弧等。考虑到啮合性能、加工、互换使用等问题，目前最常用的是渐开线齿廓。二、齿轮的齿廓曲线当直线B-B由虚线位置沿一圆周作纯滚动时，其上任一点K在平面上的轨迹K0K称为该圆的渐开线。这个圆称为基圆，其半径用rb表示，B-B线称为发生线，Bk角称为渐开线K0K段的展

5、角。1、渐开线的性质：1）当发生线从位置门衮到位置II时，因它与基因2间为纯滚动，没有相对滑动，所以BK二AB2）U当发生线在位置1【沿基圆作纯滚动时，B点是它的速度I瞬心,因此直线BK是渐开线上K点的法线，且线段BK为其III］率半径，B点为其曲率中心。又因发生线始终切于基圆，故渐开线上任意一点的法线必与基圆相切；或者说，基圜的切线必为渐开线上某一点的法线。渐开线上离基圆越远的地方，曲率半径越大。初始点A的曲率半径为0。3）渐开线齿廓上某点的法线（压力方向线），与齿廓上该点速度方向线所夹的锐角ak,称为该点的压力角。4）渐开线形状取决于基圆的大小。基圆愈大，渐开线愈平有，当基因半径趋于无穷

6、大时，渐开线为一斜直线。5）基圖内无渐开线。2、渐开线齿廓的压力角由图可知，齿廓在接触点彳所受的正压力方向（即齿廓在该点的法线方向）与该齿轮绕轴心0转动的线速度方向所夹的锐角称为渐开线在该点处的压力角，用QK表示。上式表明渐开线上各点的压力角是不相同的，矢径ONrbcosaK==—OKrK@愈大（离基圆愈远）压力角愈大；而渐开线的起始点代的矢径等于"，即基圆上（珥）=4）的压力角等于零。渐开线函数渐开线代斤的展角上式表明渐开线上任一点斤的展角是随压力角（iK的大小而变化的，它是压力角Fk=ZNOK（）—Qke=^-aK=^-aK=tanaK一aK的函数，称为渐开线函数。T程上常用invaK表

7、示，即invoc^=&k=tanocK—cx^渐开线极坐标方程式rK=rh/cos%§5-2渐开线圆柱齿轮各部分名称和尺寸比=inv色=tanaK—aK二、基本参数压力角Q：齿轮轮齿各圆上有不同的压力角。压力角的大小对齿轮的传力效果及抗弯强度有关。我国规定分度圆上的压力角a为标准值，其值为20°。此外，在某些场合也采用a=14.5°,15°,22.5°,25°等的齿轮。齿全高h：轮齿的齿顶圆和齿根圆Z间的径向