机械设计第4章ppt课件.ppt

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1、§4—1齿轮机构的特点和类型第四章齿轮机构§4—2齿廓实现定角速比传动的条件本章要求§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—7根切、最少齿数及变位齿轮§4—8平行轴斜齿轮机构§4—9圆锥齿轮机构§4—6渐开线齿轮的切齿原理§4—5渐开线标准齿轮的啮合本章要求掌握渐开线的形成及性质。要求理解渐开线齿廓的特点。§4-1齿轮机构的特点和类型一、齿轮机构的特点二、齿轮机构的类型三、基本要求一、齿轮传动机构的特点齿轮机构是应用最广的传动机构之一优点：3）传动比稳定；1）适用的圆

2、周速度和功率范围广；6）可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。2）传动效率高；4）寿命较长；缺点：2）不适宜于远距离两轴之间的传动。1）要求较高的制造和安装精度，成本较高。5）工作可靠性较高；二、齿轮传动机构的类型齿轮机构两轴平行的齿轮机构两轴不平行的齿轮机构圆柱齿轮机构直齿斜齿人字齿两轴相交的齿轮机构两轴交错的齿轮机构直齿曲齿交错轴斜齿轮蜗轮蜗杆平面齿轮机构空间齿轮机构圆锥齿轮机构斜齿直外齿轮直内齿轮齿轮齿条斜齿轮人字齿轮锥齿轮曲齿斜齿轮交错轴斜齿轮（旧称螺旋齿轮）蜗杆传动三、基本要

3、求机械系统对齿轮传动的基本要求归纳起来有两项：1、传动要准确平稳即要求齿轮传动在工作过程中，瞬时传动比要恒定，且振动、冲击要小。2、承载能力大即要求齿轮传动能传递较大的动力，且体积小、重量轻、寿命长。为了满足基本要求，需要对齿轮齿廓曲线、啮合原理和齿轮强度等问题进行研究。一、齿廓啮合基本定律§4―2齿廓实现定角速比传动的条件二、共轭齿廓三、齿廓曲线的选择一、齿廓啮合基本定律齿轮传动的基本要求之一就是要保证传动平稳。所谓平稳，是指啮合过程中瞬时传动比：i=1/2保持恒定。如右图所示：ω2ω1nn

4、∎齿廓E1和E2在K点啮合∎过K点作两齿廓的公法线nn，它与连心线o1o2的交点C称为节点。o1o2E1E2Ck∎两齿轮在K点的线速度分别为：∎显然1、2在公法线nn上的分速度相等。否则两齿廓啮合时将互相嵌入或分离ω2ω1o1o2E1E2CknnVk2Vk1∎过点O2作nn的平行线，并与O1K的延长线相交Z点Zab∎∆Kab∾∆KO2Z,∆O1O2Z∾∆O1CK∎由相似三角形相应边成比例得：一对传动齿轮的瞬时角速度与其连心线O1O2被齿廓接触点公法线所分割的两线段长度成反比。ω2ω1o1o2E1

5、E2CknnVk2Vk1Zab上式表明：齿廓啮合基本定律由上式推论：∎显然要使两齿轮瞬时角速度比恒定不变，必须使C点为连心线上的固定点。∎或者说要使齿轮传动得到定传动比，不论齿廓在任何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线都必须与连心线交于一定点。ω2ω1nno1o2E1E2Ck二、共轭齿廓凡能满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓。理论上有无穷多对共轭齿廓。在机械中，常用的齿廓有渐开线齿廓、摆线齿廓、圆弧齿廓。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、安装和强度等方面要求。由于

6、渐开线齿廓容易制造；也便于安装，互换性也好，因此应用最广。ω2ω1nno1o2E1E2Ck过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。r2'r1'一对外啮合齿轮的中心距恒等于其节圆半径之和。中心距节点节圆节圆§4—3渐开线齿廓一、渐开线的形成和特性二、渐开线齿廓满足定角速比要求一、渐开线的形成和特性BK直线称为发生线。1、渐开线的形成:一直线在一个圆周上做纯滚动时，直线上任意一点的轨迹称为渐开线。AK渐开线B发生线O基圆rb这个圆称为基圆。AK曲线称为渐开线。AKBOrb2、渐开线特性:（1）BK=AB发生

7、线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的圆弧长度。（2）BK为渐开线在K点的法线，且为K点的曲半半径。渐开线上任一点的法线必于与基圆相切。AKBOrK渐开线上点Ｋ的压力角在不考虑摩擦力、重力和惯性力的条件下，一对齿廓相互啮合时，齿轮上接触点Ｋ所受到的正压力方向与受力点速度方向之间所夹的锐角，称为齿轮齿廓在该点的压力角。(３)渐开线齿廓各点具有不同的压力角，离基圆中心Ｏ愈远，压力角愈大。基圆上的压力角为零。rbVkPkrK称为向径当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为斜直线。它就是渐开线齿条的齿廓。KO1Σ

8、1rb2α2α1rb1o1N3在∞KN1KO2Σ2(4)渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直。N2o2Σ3K03在∞(5)基圆以内无渐开线。以上五点是研究渐开线齿轮啮合原理的出发点。二、渐开线齿廓满足定角速比要求当两齿轮基圆的大小和位置已定，其在一个方向上的内公切线只有一条，它与中心线的交点也只有一个，即为节点，故一对渐开线齿廓啮合能满足齿廓啮合基本定律。传动比：上式表明，两渐开线齿轮啮合时，其传动比与基圆半径成反比。1.传动比恒定不变两齿廓接触点的轨