机械设计基础(第五版)讲义_第4章.pdf

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1、第4章齿轮传动§4-1齿轮机构的特点和类型§4-2齿廓实现定角速比传动的条件§4-3渐开线齿廓§4-4齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸§4-5渐开线标准齿轮的啮合§4-6渐开线齿轮的切齿原理§4-7根切、最少齿数及变位齿轮§4-8平行轴斜齿轮机构4-1齿轮机构的特点和类型一、特点：优点：缺点：1)传动效率高；1)制造、安装精度要求较高；2)传动比恒定；2)不适于远距离两轴间传动；3)结构紧凑；3)使用维护费用较高；4)工作可靠、寿命长。4)精度低时，振动较大。4-1齿轮机构的特点和类型内啮合二、类型：直齿圆柱齿轮外啮合齿轮齿条内啮

2、合平面齿轮机构斜齿圆柱齿轮外啮合齿轮齿条齿人字齿齿轮轮机两轴相交齿轮直齿斜齿构机构锥齿轮曲线齿空间齿轮机构交错轴斜齿轮两轴交错齿轮蜗杆蜗轮机构准双曲面齿轮4-2齿廓实现定角速比传动的条件传动比：i1212/常数——圆齿轮；一、齿廓啮合基本定律o1根据三心定律可知：ω1要使一对齿轮的传动比为常数，P点为相对瞬心那么其齿廓的形状必须是：。n不论两齿廓在哪一点啮合，过啮kvOCv12由：合点所作的齿廓公法线都与连心线交1211C与一定点C——齿廓啮合基本定律（轮OCn齿齿廓正确啮合的条件22）i/ω2得：1212o2OCO

3、C/214-2齿廓实现定角速比传动的条件节圆：节点C在两个齿轮运动平面上的轨迹是两个圆。（轮1的节圆是以O1为圆o1心，O1C为半径的圆。）r’1ω1设节圆半径rr,12nOCr节圆122ki12OCr节点211C二、共轭齿廓、共轭曲线n凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称共ω2r’2轭齿廓，共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线o2三、齿廓曲线的选择1.满足定传动比的要求；2.考虑设计、制造等方面。通常采用渐开线、摆线、变态摆线.4-3渐开线齿廓一、渐开线的形成和特性渐开线1.―条直线在圆上作纯滚动时，直t线上任一点的轨迹

4、－渐开线KBK－发生线，基圆－rbtr发生线θ－AK段的展角AkkθkB2.渐开线的特性rbO①AB=BK;基圆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α4-3渐开线齿廓kkvk④离中心越远，渐开线上的压力角越大。rk定义：啮合时K点正压力方向与速度方向Aθkαk所夹锐角为渐开线上该点之压力角α。Bkrbrb＝rkcosαkO⑤渐开线形状取决于基圆。K当rb→∞，变成直线。A1AθkB12⑥基圆内无渐开线。θkBo

5、21B3顺口溜：o2弧长等于发生线，基圆切线是法线，o3曲线形状随基圆，基圆内无渐开线。4-3渐开线齿廓二、渐开线齿廓的啮合特性O1ω1.渐开线齿廓满足定传动比要求1N①两齿廓在任意点K啮合时，过K作两齿廓1K的法线NN，即基圆的切线----定直线。PC12K’C12N2②两轮中心连线也为定直线，故交点P必为定点。在位置K’时同样有此结论。rb2ω2i12=ω1/ω2=O2P/O1P=constO2工程意义：i为常数可减少因速度变化12要使两齿轮作定传动比所产生的附加动载荷、振动和噪音，延传动，则两轮的齿廓无论在任何位置接触，过长齿轮使用

6、寿命，提高机器工作精度。四线合一接触点所作公法线必须与两轮的连心线交于一个定点。4-3渐开线齿廓2.齿廓间正压力方向不变O1①N1N2是啮合点的轨迹，称为啮合线。ω1rb1α’N1②啮合线与节圆公切线之间的夹角α’，α’K称为啮合角。K’CEE12N③实际上，α’就是节圆上的压力角。2rb2α’ω由渐开线的性质可知：啮合线又2是接触点的法线，正压力总是沿O法线方向，故正压力方向不变。2该特性对传动的平稳性有利。4-3渐开线齿廓3.运动可分性O1△O1N1P≌△O2N2Pω1rb1故传动比又可写成：N1Ki12=ω1/ω2=O2P/O1P=

7、rb2/rb1PCC12N2－－基圆半径之反比。基圆半径是定值rb2实际安装中心距略有变化时，不影响i，12ω2这一特性称为运动可分性，对加工和装配很有利。O2由于上述特性，工程上广泛采用渐开线齿廓曲线。4-4齿轮各部分名称及渐开开标准齿轮的基本尺寸分度圆就是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。4-5渐开线标准齿轮的啮合渐开线齿廓能满足齿廓啮合基本定律，那么，是否任意两个渐开线齿轮都能组成一对齿轮传动呢？一对齿轮传动时，所有啮合点都在啮合线N1N2上。一、正确啮合条件pbO1O1p1pb1b1Or1rb1ω1b1ω1rb1ω1rr1r11

8、NNN111B2BB22B1PB1PB1PN2N2N2r2r2rrr2b2b2rb2从外观看齿外观齿11比齿2小比齿2大pb1pωb1b22mm1