機械基礎(chǔ)-齒輪傳動

1、 41 齒輪傳動的類型及應(yīng)用 42 漸開線齒廓43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基 本參數(shù)和幾何尺寸計算44 其他齒輪傳動簡介45 漸開線齒輪失效形式 一、齒輪傳動的常用類型 二、齒輪傳動的應(yīng)用41 齒輪傳動的類型及應(yīng)用 齒輪傳動齒輪傳動利用齒輪副來傳遞運動和（或）動力的一種機械傳動。 41 齒輪傳動的類型及應(yīng)用 齒輪傳動的類型很多，用途各異，但是從傳遞運動和動力的要求出發(fā)，各種齒輪傳動都必須解決兩個基本問題：1、傳動平穩(wěn) 就是要保證瞬時傳動比恒定，盡可能減小齒輪嚙合中的沖擊、振動和噪聲。2、足夠的承載能力 就是在尺寸和質(zhì)量一定的前提下，保證正常使用所需的強度、耐磨性等方面的要求。在預(yù)定的使用期限

2、內(nèi)不發(fā)生失效。一、齒輪傳動常用類型 兩軸平行兩軸不平行按輪齒方向按嚙合情況直齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動 人字齒圓柱齒輪傳動 外嚙合齒輪傳動 內(nèi)嚙合齒輪傳動 齒輪齒條傳動 相交軸齒輪傳動交錯軸齒輪傳動錐齒輪傳動 交錯軸斜齒輪傳動 蝸輪蝸桿傳動 41 齒輪傳動的類型及應(yīng)用 41 齒輪傳動的類型及應(yīng)用 一、齒輪傳動常用類型 按工作條件分按齒面硬度分閉式齒輪傳動 開式齒輪傳動 軟齒面（ HBS 350 ）齒輪傳動 硬齒面（ 350 ）齒輪傳動 二、齒輪傳動的應(yīng)用 1傳動比 121221nzinzn1、n2 主、從動輪的轉(zhuǎn)速，r/minz1、z2 主、從動輪齒數(shù) 齒輪傳動的傳動比是主動齒輪轉(zhuǎn)速與從動

3、齒輪轉(zhuǎn)速之比，也等于兩齒輪齒數(shù)之反比。 41 齒輪傳動的類型及應(yīng)用 2應(yīng)用特點 l能保證瞬時傳動比恒定，工作可靠性高，傳遞運動準(zhǔn)確可靠l傳遞的功率和圓周速度范圍較寬l結(jié)構(gòu)緊湊、可實現(xiàn)較大的傳動比l傳動效率高，使用壽命長l維護簡便（1）優(yōu)點 41 齒輪傳動的類型及應(yīng)用 l運轉(zhuǎn)過程中有振動、沖擊和噪聲l齒輪安裝要求較高l不能實現(xiàn)無極變速l不適宜用在中心距較大的場合（2）缺點 41 齒輪傳動的類型及應(yīng)用 一、齒輪傳動對齒廓曲線的基本要求 二、漸開線的形成及性質(zhì)三、漸開線齒輪嚙合特性42 漸開線齒廓 一、齒輪傳動對齒廓曲線的基本要求l 傳動平穩(wěn) l 承載能力強42 漸開線齒廓 二、漸開線的形成及性質(zhì)

4、動直線沿著一固定的圓作純滾動時，此動直線上任一點K的運動軌跡CK稱為漸開線漸開線，該圓稱為漸漸開線的基圓開線的基圓，其半徑以rb表示，直線稱為漸開線的漸開線的發(fā)生線發(fā)生線。 42 漸開線齒廓 漸開線齒輪漸開線齒輪以同一個基圓上產(chǎn)生的兩條反向漸開線為齒廓的齒輪。42 漸開線齒廓 漸開線齒廓的性質(zhì)：漸開線齒廓的性質(zhì)： l發(fā)生線在基圓上滾過的線段長等于基圓上被滾過的弧長l漸開線上任意一點的法線必切于基圓l漸開線的形狀取決于基圓的大小l漸開線上各點的曲率半徑不相等l漸開線上各點的齒形角（壓力角）不等l漸開線的起始點在基圓上，基圓內(nèi)無漸開線42 漸開線齒廓 三、漸開線齒廓嚙合特性 l 能保持瞬時傳動比的

5、恒定 l 具有傳動的可分離性 42 漸開線齒廓 齒輪傳動的類型及應(yīng)用漸開線齒廓練習(xí)題一、漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪各部分的名稱 二、漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 三、外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算 四、直齒圓柱內(nèi)齒輪簡介 43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 一、漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪各部分的名稱齒輪上各部分名稱齒輪上各部分名稱43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 二、漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)l 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒形角 l 齒數(shù) z l 模數(shù) m l 齒頂高系數(shù)

6、ha* l 頂隙系數(shù) c* 43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 1標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒形角 43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 齒形角齒形角在端平面上，過端面齒廓上任意點K的徑向直線與齒廓在該點處的切線所夾的銳角，用表示。K點的齒形角為K。 漸開線齒廓上各點的齒形角不相等，K點離基圓越遠(yuǎn)，齒形角越大，基圓上的齒形角=0。 分度圓壓力角分度圓壓力角齒廓曲線在分度圓上的某點處的速度方向與曲線在該點處的法線方向（即力的作用線方向）之間所夾銳角，也用表示。 43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒

7、輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 2齒數(shù)z 一個齒輪的輪齒總數(shù)。 3模數(shù)m 齒距p除以圓周率所得的商，即m p /。 模數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。 齒數(shù)相等的齒輪，模數(shù)越大，齒輪尺寸就越大，輪齒也越大，承載能力越大。 43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 4齒頂高系數(shù)ha* 對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，規(guī)定ha= ha*m。ha*稱為齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒ha*1。 5頂隙系數(shù)c* 當(dāng)一對齒輪嚙合時，為使一個齒輪的齒頂面不與另一個齒輪的齒槽底面相抵觸，輪齒的齒根高應(yīng)大于齒頂高，即應(yīng)留有一定的徑向間隙

8、，稱為頂隙頂隙，用c表示。 對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，規(guī)定cc*m。c*稱為頂隙系數(shù)頂隙系數(shù)。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒c*0.25。43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 三、外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算 名稱名稱代號代號計算公式計算公式齒形角標(biāo)準(zhǔn)齒輪為20齒數(shù)z通過傳動比計算確定模數(shù)m通過計算或結(jié)構(gòu)設(shè)計確定齒厚ss=p/2=m/2齒槽寬 e e=p/2=m/2齒距 pp=m基圓齒距 pbpb=pcos=mcos齒頂高 haha=ha*m=m43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 名

9、稱名稱代號代號計算公式計算公式齒根高 hfhf=(ha*+c*)m=1.25m齒高 hh=ha+hf=2.25m分度圓直徑 dd=mz齒頂圓直徑 dada=d+2ha=m(z+2)齒根圓直徑 df df=d-hf=m(z-2.5)基圓直徑 dbdb=dcos標(biāo)準(zhǔn)中心距 aa=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/243 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 四、直齒圓柱內(nèi)齒輪簡介 直齒圓柱內(nèi)齒輪 直齒圓柱內(nèi)齒輪傳動 43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 l內(nèi)齒輪的齒頂圓小于分度

10、圓，齒根圓大于分度圓l內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的，其齒厚和齒槽寬分別對應(yīng)于外齒輪的齒槽和齒厚l為了使內(nèi)齒輪齒頂?shù)凝X廓全部為漸開線，其齒頂圓必須大于基圓 43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 *五、漸開線直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條 件和連續(xù)傳動條件 1正確嚙合條件 pb1=pb2 l 模數(shù)相等 l 分度圓上的齒形角相等 43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 2連續(xù)傳動條件 前一對輪齒尚未結(jié)束嚙合，后繼的一對輪齒已進(jìn)入嚙合狀態(tài)。 43 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計

11、算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算-練習(xí)題練習(xí)題 一、斜齒圓柱齒輪傳動 二、直齒圓錐齒輪傳動 三、齒輪齒條傳動 44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 一、斜齒圓柱齒輪傳動1斜齒圓柱齒輪的形成 直齒輪齒廓的形成44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 當(dāng)發(fā)生面沿基圓柱作純滾動時，直線BB形成的一個螺旋形的漸開線曲面，稱為漸開線螺旋面漸開線螺旋面。 b稱為基圓柱上的螺旋角基圓柱上的螺旋角。 44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 2斜齒輪傳動的嚙合性能 l齒的接觸線先由短變長，再由長變短，承

12、載能力大，可用于大功率傳動l輪齒上的載荷逐漸增加，逐漸卸掉，承載和卸載平穩(wěn)、沖擊、振動和噪聲小，使用壽命長l傳動平穩(wěn)、沖擊、振動和噪音較小 l適用于高速重載的場合 44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 3斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 端面：垂直于齒輪軸線的平面，用 t 作標(biāo)記法面：與輪齒齒線垂直的平面，用 n 作標(biāo)記。 ：斜齒圓柱齒輪螺旋角44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 判別方法判別方法：將齒輪軸線垂直放置，輪齒自左至右上升者為右旋，反之為左旋。 44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 4斜齒圓柱齒輪正確嚙合條件 l法面模數(shù)（法向齒距除以圓周率所得的商）相等，即m n1= m n2

13、 = ml法面齒形角（法平面內(nèi)，端面齒廓與分度圓交點處的齒形角）相等，即n1=n2 =l螺旋角相等、旋向相反，即1= -244 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 二、直齒圓錐齒輪傳動 以大端的參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。 應(yīng)滿足的條件：應(yīng)滿足的條件： l 大端端面模數(shù)相等 l 大端齒形角相等 44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 三、齒輪齒條傳動 斜齒條 直齒條 44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 1齒條 齒輪的齒數(shù)增加到無窮多時，其圓心位于無窮遠(yuǎn)處，齒輪上的基圓、分度圓、齒頂圓等各圓成為基線、分度線、齒頂線等互相平行的直線，漸開線齒廓也變成直線齒廓，齒輪即演化成為齒條。 44 其他齒輪傳動簡介其

14、他齒輪傳動簡介 齒條的主要特點：齒條的主要特點： l齒廓上各點的法線相互平行。傳動時，齒條作直線運動，且速度大小和方向均一致。l齒條齒廓上各點的齒形角均相等，且等于齒廓直線的傾斜角，標(biāo)準(zhǔn)值為20l不論在分度線上、齒頂線上，還是在與分度線平行的其他直線上，齒距均相等，模數(shù)為同一標(biāo)準(zhǔn)值。 44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 2齒輪齒條傳動 v= n1d1=n1mz1 L=d1=mz1 v 齒條的移動速度，mm/minn1齒輪的轉(zhuǎn)速，r/mind1齒輪分度圓直徑，mmm齒輪的模數(shù)，mmz1齒輪的齒數(shù) L齒輪每回轉(zhuǎn)一周齒條的移動距離 44 其他齒輪傳動簡介其他齒輪傳動簡介 44 其他齒輪傳動簡介其

15、他齒輪傳動簡介-練習(xí)題練習(xí)題 一、齒面點蝕 二、齒面磨損 三、齒面膠合 四、齒面塑變五、輪齒折斷 45 漸開線齒輪失效形式漸開線齒輪失效形式 失效失效齒輪傳動過程中，若輪齒發(fā)生折斷、齒面損壞等現(xiàn)象，齒輪失去了正常的工作能力。 一、齒面點蝕點蝕多發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上。常發(fā)生于閉式軟齒面（HBS 350）傳動中。 45 漸開線齒輪失效形式漸開線齒輪失效形式 產(chǎn)生機理齒面受交變的接觸應(yīng)力產(chǎn)生初始疲勞裂紋潤滑油進(jìn)入裂紋并產(chǎn)生擠壓表層金屬剝落麻點狀凹坑二、齒面磨損 齒面磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。 45 漸開線齒輪失效形式漸開線齒輪失效形式 現(xiàn)象：齒面磨損后，齒廓形狀破壞，齒厚減薄。后果：傳動不平穩(wěn)，產(chǎn)生沖擊，過載易折斷。三、齒面膠合 高速和低速重載的齒輪傳動，容易發(fā)生齒面膠合。 45 漸開線齒輪失效形式漸開線齒輪失效形式 現(xiàn)象：齒面上相對滑動方向形成傷痕產(chǎn)生機理：高速重載摩擦熱使油膜破裂齒面金屬直接接觸并粘接齒面相對滑動較軟齒面金屬沿滑動方向被撕落。四、塑性變形 現(xiàn)象：主動輪在節(jié)線附件形成凹溝，從動輪則形成凸棱。機理：齒面材料較軟，載荷及摩擦很大，齒面金屬會沿摩擦力的方向流動45 漸開線齒輪失效形式漸開線齒輪失效形式 五、輪齒折斷 輪齒折斷是開式傳動和硬齒面閉式傳