机械原理第5章齿轮机构及其设计资料.ppt

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1、5.1内容提要及基本概念5.2本章重点、难点5.3典型例题精解第五章齿轮机构及其设计5.1内容提要及基本概念5.1.1内容提要齿廓啮合基本定律及共轭齿廓渐开线及其性质渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动特点，包括:①定传动；②中心距可分性；③正确啮合的条件；④连续传动条件；⑤无侧隙啮合条件等标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸渐开线齿轮的展成切齿原理、根切现象及最小齿数齿轮的变位和变位齿轮传动设计平行轴斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合、传动特点及标准斜齿轮的几何尺寸计算交错轴斜齿圆柱齿轮传动和蜗杆蜗轮传动的特点标准直齿圆锥

2、齿轮的传动特点及其基本尺寸的计算摆线齿轮和圆弧齿轮简介定轴轮系、周转轮系、复合轮系的传动比计算本章内容包括5.1.2基本概念复习1.齿轮传动概述1)齿轮传动的作用：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。2)优点：①传动比准确、传动平稳。②圆周速度大，高达300m/s③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可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动。3)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。4)分类：人字齿轮平行轴齿

3、轮传动内啮合齿轮外啮合齿轮斜齿轮齿轮齿条1)共轭齿廓：一对能实现预定传动比(i12=ω1/ω2)规律的啮合齿廓。2)共轭齿廓曲线的种类：渐开线、摆线、圆弧等。渐开线应用广泛。3)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。2.齿轮啮合基本定律及渐开线齿形蜗轮蜗杆交错轴斜齿轮空间齿轮机构圆锥齿轮曲线齿锥齿轮准双曲面齿轮4)节圆设想在P点放一支笔，则笔尖在两个齿轮运动平面内留下轨迹。两节圆相切于P点，且两轮节点处速度相同，故两节圆作纯滚动

4、。5）渐开线的特性①AB=BK;②渐开线上任意点的法线切于基圆。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。④离中心越远，渐开线上的压力角越大。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。⑤渐开线形状取决于基圆,当rb∞，变成直线。⑥基圆内无渐开线。⑦同一基圆上任意两条渐开线公法线处处相等。6）渐开线方程式rb＝rkcosαkθk＝invαk＝tanαk-αk3.渐开线圆柱齿轮各部分名称和尺寸1）外齿轮基本尺寸的名称和符号齿顶圆da、ra,齿根圆df、rf。齿厚sk

5、。齿槽宽ek。齿距（周节）p=s+e。法向齿距（法节）pn=pb。定义：分度圆——人为规定的计算基准圆，它具有标准模数和标准压力角。分度圆上各参数的表示符号：d、r、s、e，p=s+e齿顶高ha齿根高hf齿宽B齿全高h=ha+hf。2）基本参数齿数——z。模数——m，为了便于制造、检验和互换使用，国标GB1357－1987规定了标准模数系列。分度圆压力角——α，定义分度圆压力角为齿轮的压力角。齿顶高系数——ha*。顶隙系数——c*。3）齿轮各部分尺寸的计算公式：分度圆直径：d=mz齿顶高：ha=ha*m齿根高：hf

6、=(ha*+c*)m全齿高：h=ha+hf=(2ha*+c*)m齿顶圆直径：da=d+2ha=(z+2ha*)m齿根圆直径：df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m齿距：P=πm法节和基节：pn=pb=πmcosα标准中心距：a=m(z1+z2)/24.渐开线直齿圆柱齿轮机构的啮合传动1）渐开线齿廓满足定传动比要求i12=ω1/ω2=O2P/O1P=rb2/rb12）渐开线齿轮传动的啮合线和啮合角N1N2是啮合点的轨迹，称为理论啮合线。B1B2是实际啮合线。啮合线与节圆公切线之间的夹角α’，称为啮合角。3）运动

7、（中心距）可分性实际安装中心距略有变化时，不影响i12，这一特性称为运动（中心距）可分性，对加工和装配很有利。4）正确啮合条件一对渐开线齿轮的正确啮合条件是它们模数和压力角应分别相等。m1=m2，α1=α25）连续传动条件为保证连续传动，要求：实际啮合线段B1B2≥pb(齿轮的法向齿距)，即：B1B2/pb≥1定义:ε=B1B2/pb为一对齿轮的重合度一对齿轮的连续传动条件是：ε≥1外啮合传动重合度计算公式：εα=[z1(tanαa1-tanα’)+z2(tanαa2-tanα’)]/2π6）安装中心距和标准中心距

8、标准安装时节圆与分度圆重合。标准中心距：a=m(z1+z2)/2非标准装时，两分度圆不相切，a’≠a安装中心距：a'=r1’+r2’安装中心距和标准中心距的关系：a’cosα’=acosα5.齿轮和齿条传动1）齿条的形成及其特性z∞的特例。齿廓曲线（渐开线）直线。特性：①压力角处处相等，且等于齿形角，α为常数。②齿距处处相等。③标准齿条的齿顶高及齿根高与