齒輪傳動(dòng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)課題名稱 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) _系 別 機(jī)電工程系 _專 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級(jí) 高專機(jī)電091班 _姓 名 王國(guó)平 學(xué)號(hào)200906053102 _指導(dǎo)老師 劉蘊(yùn)青 摘要齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用極為廣泛和特別重要的一種機(jī)械傳動(dòng)形式，它可以用來(lái)在空間的任意軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，目前齒輪傳動(dòng)裝置正逐步向小型化，高速化，低噪聲，高可靠性和硬齒面技術(shù)方向發(fā)展，齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，傳動(dòng)效率高（一般可以達(dá)到94%以上，精度較高的圓柱齒輪副可以達(dá)到99%），傳遞功率范圍廣（可以從儀表中齒輪微小功率的傳動(dòng)到大型動(dòng)力機(jī)械幾萬(wàn)千瓦功率的傳動(dòng)）速度范圍廣（齒輪的圓周速度可以從0.1m/s到2

2、00m/s或更高，轉(zhuǎn)速可以從1r/min到20000r/min或更高），結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，它在各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表。關(guān)鍵詞：鍵 ; 軸 ; 嚙合 ; 直齒圓柱齒輪 ; 減速器AbstractGear is the application of a wide range of important and special form of a mechanical transmission, which can be used to the arbitrary axis in the space between the movement and power transmission,

3、 gear device is gradually to the small, high-speed, low noise, high reliability Hardened and technical direction of transmission gear is smooth and reliable, high transmission efficiency (generally above 94% can be achieved, the higher the accuracy of cylindrical gear can be achieved 99%), a wide ra

4、nge of power transmission (gear can be Instrument Micro power transmission to large-scale power plant tens of thousands of kilowatts of power transmission) wide speed range (the circumferential speed gear from 0.1 m / s to 200 m / s or higher, speed can be an r / min to 20000 r / min or higher ), co

5、mpact structure, the advantages of easy maintenance. Therefore, in the machinery and equipment and instrumentation.KEY WORD：Key Shaft Smesh Spur Gear Reducer目錄緒論.1第一章 齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及特點(diǎn).1第二章 漸開(kāi)線的形成和基本性質(zhì).2第三章 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的參數(shù)及幾何尺寸.3第四章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng).4第五章 變位齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介.8第六章 齒輪的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則.9第七章 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑與維護(hù).10總結(jié).11參考文獻(xiàn).

6、11緒論 本論文主要敘述了傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪傳動(dòng)?？偣舶砂藗€(gè)部分，第一部分是齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及特點(diǎn)；第二部分是漸開(kāi)線的形成及性質(zhì)；第三部分是漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的參數(shù)及幾何尺寸；第四部分是漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)；第五部分是齒輪的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；第六部分是齒輪的常用材料及選擇；第七部分是一級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)；第八部分是齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑與維護(hù)。齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛和特別重要的一種機(jī)械傳動(dòng)形式它的主要優(yōu)點(diǎn)是： 瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、工作平穩(wěn)、傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力； 適用的功率和速度范圍廣； 傳動(dòng)效率高，=0.92-0.98； 工作可靠、使用壽命長(zhǎng)； 外輪

7、廓尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。 本論文中的實(shí)例主要講述了帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置一級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)過(guò)程。首先進(jìn)行了傳動(dòng)方案的評(píng)述，選擇齒輪減速器作為傳動(dòng)裝置，然后進(jìn)行減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算（包括選擇電動(dòng)機(jī)、設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選擇并驗(yàn)算滾動(dòng)軸承、選擇并驗(yàn)算聯(lián)軸器、校核平鍵聯(lián)接、選擇齒輪傳動(dòng)和軸承的潤(rùn)滑方式九部分內(nèi)容）。 減速器具有很大的發(fā)展前景和意義。國(guó)內(nèi)減速器現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)使用的大型減速器（500kw以上），多從國(guó)外（

8、如丹麥、德國(guó)等）進(jìn)口，花去不少的外匯。60年代開(kāi)始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大，體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)。但受其傳動(dòng)的理論的限制，不能傳遞過(guò)大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒(méi)有突破，因此，沒(méi)能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。90年代初期，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器，它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率/體積（或重量）比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不

9、在同一軸線上，這在使用上有許多不便。北京理工大學(xué)研制成功的"內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器"不僅具有三環(huán)減速器的優(yōu)點(diǎn)外，還有著大的功率/重量（或體積）比值，以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優(yōu)點(diǎn)，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)有少數(shù)高等學(xué)校和廠礦企業(yè)對(duì)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)中的某些原理做些研究工作，發(fā)表過(guò)一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動(dòng)減速器開(kāi)展了一些工作。第一章 齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及特點(diǎn) 1.1 齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型 齒輪傳動(dòng)類(lèi)型很多，按兩輪軸線的相對(duì)位置和齒向可分為如圖表格所示幾類(lèi)。 齒輪傳動(dòng)平面齒輪傳動(dòng)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)人字齒傳動(dòng)齒輪條傳動(dòng)空間齒輪傳動(dòng)相交軸齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪傳動(dòng)斜齒輪傳動(dòng)曲線齒

10、錐齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng) 按照輪齒齒廓曲線的形狀，可以將齒輪傳動(dòng)分為漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)、圓弧齒輪傳動(dòng)和擺線齒輪傳動(dòng)等。 按照工作條件的不同，可以將齒輪傳動(dòng)分為開(kāi)式齒輪傳動(dòng)和閉式齒輪傳動(dòng)1.2 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1) 適用的圓周速率和功率范圍廣，效率高；（2) 能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定；（3) 工作可靠且壽命長(zhǎng)；（4) 可以傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力。 齒輪傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)如下: (1)制造、安裝精度要求較高，故成本高；（2）精度低時(shí)噪音大，是機(jī)器的主要噪聲源之一；（3）不宜用作軸間距過(guò)大的兩軸之間的傳動(dòng)（4）無(wú)過(guò)載保護(hù)； (5

11、)需專門(mén)的加工設(shè)備。第二章 漸開(kāi)線的形成和基本性質(zhì) 2.1漸開(kāi)線的形成和性質(zhì) 如圖5.2.1-1所示，一條直線（稱為發(fā)生線(generating line)）沿著半徑為rb的圓周（稱為基圓(base circle)）作純滾動(dòng)時(shí)，直線上任意點(diǎn)K的軌跡稱為該圓的漸開(kāi)線(involute)。 由漸開(kāi)線的形成(construction of an involute)過(guò)程可知它具有以下特性：相應(yīng)于發(fā)生線和基圓上滾過(guò)的長(zhǎng)度相等，即,即為漸開(kāi)線在K點(diǎn)的法線。漸開(kāi)線上各點(diǎn)的曲率半徑不同，離基圓越遠(yuǎn)，其曲率半徑越大，漸開(kāi)線越平直。漸開(kāi)線上任意一點(diǎn)的法線必切于基圓。漸開(kāi)線的形狀取決于基圓半徑的大小?；鶊A半徑越大，

12、漸開(kāi)線越趨平直。基圓以內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。第三章 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的參數(shù)及幾何尺寸3.1直齒圓柱齒輪各部分的名稱和符號(hào) 由齒輪類(lèi)型可知，直齒圓柱齒輪包含有圓柱外齒輪(external gear)、圓柱內(nèi)齒輪(internal gear)以及齒條。其中圓柱外齒輪及其嚙合傳動(dòng)最為廣泛，也是本章討論的重點(diǎn)。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，以下就將“外”字去除，簡(jiǎn)稱齒輪和齒輪嚙合傳動(dòng)。圖5.3.1-1所示為齒輪的一部分，由于齒輪沿其寬度B方向的剖面形狀都相同，因此只需從其端面形狀來(lái)討論齒輪的各部分名稱及尺寸計(jì)算。常見(jiàn)的各部分名稱是：(1).齒頂圓(addendum circle)過(guò)所有輪齒頂端的圓，其半徑用ra表示。(2)

13、.齒根圓(dedendum circle)過(guò)所有齒槽底部的圓，其半徑用rf表示。(3).基圓(base circle)形成漸開(kāi)線齒廓的圓，其半徑用rb表示。(4).分度圓(standard pitch circle)位于輪齒的中部，是設(shè)計(jì)、制造的基準(zhǔn)圓，其半徑用r表示。(5).齒頂高(addendum)齒頂圓與分度圓之間的徑向距離，其長(zhǎng)度用ha表示。(6).齒根高(dedendum)齒根圓與分度圓之間的徑向距離，其長(zhǎng)度用hf表示。(7).全齒高齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離，其長(zhǎng)度用h表示，且h=ha+hf。(8).齒厚(tooth thickness)每個(gè)輪齒在某一個(gè)圓上的圓周弧長(zhǎng)。不同圓周上

14、的齒厚不同，在半徑為rk的圓上，齒厚用sk表示；在半徑為r的分度圓上，齒厚用s表示。(9).齒槽寬(tooth space)相鄰兩個(gè)齒間在某一個(gè)圓上的齒槽的圓周弧長(zhǎng)。不同圓周上的齒槽寬不同，在半徑為rk的圓上，齒槽寬用ek表示；在半徑為r的分度圓上，齒槽寬用e表示。(10).齒距(circular pitch)（或稱周節(jié)）相鄰兩個(gè)輪齒同側(cè)齒廓之間在某一個(gè)圓上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的的圓周弧長(zhǎng)。不同圓周上的齒距不同，在半徑為rk的圓上，齒距用pk表示，顯然有pk=sk+ek；在半徑為r的分度圓上，齒距用p表示，同樣p=s+e。若為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則有s=e=。(11).法向齒距(norm base pitch)相鄰兩

15、個(gè)輪齒同側(cè)齒廓之間在法線方向上的距離，用pn表示。由漸開(kāi)線特性可知：pn=pb（基圓齒距）。3.2標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算1、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)如下（1) 模數(shù) 設(shè)齒輪的齒數(shù)為z，為計(jì)算分度圓半徑r，則有 則 所以由上面公式可知 ，當(dāng)z一定時(shí)，齒距p的大小能說(shuō)明齒輪的大小。此外由p的大小還可以對(duì)輪齒的厚薄有一粗略的了解?？梢?jiàn)分度圓齒距p是齒輪參數(shù)中比較有代表性的參數(shù)。但是由式(5.3.2-1)來(lái)計(jì)算r或p都會(huì)涉及無(wú)理數(shù)p，為避免此情況，工程中引入一個(gè)新參數(shù)，稱為模數(shù)(modul)（單位為mm），作為設(shè)計(jì)、制造的基本參數(shù)，并將其標(biāo)準(zhǔn)化，其標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)

16、表3.2-1。表標(biāo)3.2-1 準(zhǔn)模數(shù)系列第一系列0.1， 0.12， 0.15， 0.2， 0.25， 0.3， 0.4， 0.5， 0.6， 0.8，1， 1.25， 1.5， 2， 2.5， 3， 4， 5， 6， 8，10， 12， 16， 20， 25， 32， 40， 50第二系列0.35， 0.7， 0.9， 1.75， 2.25， 2.75，(3.25)， 3.5， (3.75)，4.5， 5.5， (6.5)， 7， 9， (11)， 14， 18， 22， 28， (30)， 36， 45（2） 壓力角 如前所說(shuō)，齒輪輪廓上各點(diǎn)的壓力角不一樣。為了便于設(shè)計(jì)、制造和互換使用，將

17、分度圓上的壓力角規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定a=20。此外，有些國(guó)家也采用14.5、15等標(biāo)準(zhǔn)值。分度圓上的壓力角就是通常所說(shuō)的齒輪的壓力角。而對(duì)于齒條，由于齒廓上各點(diǎn)的法線是平行的，而且在傳動(dòng)時(shí)齒條做平動(dòng)，齒廓上各點(diǎn)的速度的大小和方向都一致，所以齒條齒廓上各點(diǎn)的壓力角均相同，且等于齒廓的傾斜角（取標(biāo)準(zhǔn)值20),也稱為齒形角。(3） 齒數(shù) 齒數(shù)不但影響齒輪的幾何尺寸，而且影響齒廓曲線的形狀。由公式db=dcosa=mzcosa，可見(jiàn)只有m、z、a都確定了，齒輪的基圓直徑db才能確定，同時(shí)漸開(kāi)線的形狀才能確定，所以m、z、a是決定輪齒漸開(kāi)線形狀的三個(gè)基本參數(shù)。當(dāng)m、a不變時(shí)，z越大，基圓越大漸開(kāi)線

18、越平直。(4) 齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c* 齒輪的齒頂高、齒根高都與模數(shù)m成正比， 即ha=ha*.m hf=（ha*+c*）m h=(2ha*+c*)m式中，ha*為齒頂高系數(shù)，c*為頂隙系數(shù)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對(duì)于正常齒制，ha*=1，c*=0.25；對(duì)于短齒制，ha*=0.8，c*=0.3.2、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算 現(xiàn)將其主要公式列于下表中第4章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)4.1、漸開(kāi)線齒廓嚙合特性1、瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定 由漸開(kāi)線性質(zhì)（2）可知，過(guò)嚙合點(diǎn)k所作的兩齒廓的公法線必同時(shí)與兩輪的基圓相切，齒輪傳動(dòng)時(shí)，兩輪在過(guò)嚙合點(diǎn)k的公法線上的速度必須相等，所以vk1cosak1=vk

19、2cosak2即w1O1Kcosaak1=w2O2Kcosak2于是該瞬時(shí)傳動(dòng)比為i=w1/w2=rb2/rb1=常數(shù)（7-8） 由于基圓半徑不變，且k為任意一點(diǎn)，所以漸開(kāi)線齒廓在任意點(diǎn)k嚙合時(shí)，兩輪的瞬時(shí)傳動(dòng)比都等于基圓半徑的反比，故瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定。 注意：節(jié)圓是一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)出現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)以后才存在的，單個(gè)齒輪不存在節(jié)點(diǎn)，也就不存在節(jié)圓。而且如果兩輪的中心O1、O2發(fā)生改變，兩輪的節(jié)圓大小也將隨之改變。 齒輪傳動(dòng)中，齒廓在除節(jié)點(diǎn)外的其他點(diǎn)上，沿公切線上的分速度并不相等，故兩齒廓沿切向必將產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，且嚙合點(diǎn)k離節(jié)點(diǎn)越遠(yuǎn)，滑動(dòng)速度越大。2、中心距可分性 由式(7-8)可知，漸開(kāi)線齒輪的傳動(dòng)比等

20、于兩輪基圓半徑的反比。 齒輪在加工完成后，基圓半徑就確定了。當(dāng)兩輪的中心距由于制造、安裝的誤差以及在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中軸的變形、軸承的磨損等原因，使得實(shí)際值與設(shè)計(jì)值有所偏差時(shí)，也不會(huì)改變傳動(dòng)比。漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的這一特性稱為中心距可分性。它為齒輪的設(shè)計(jì)，制造和安裝帶來(lái)很大方便，也是漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)得到廣泛應(yīng)用的重要原因。 中心距變化后，兩輪的節(jié)圓半徑也隨之變化，但它們的比值將保持不變。4.2、漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合過(guò)程和正確嚙合條件1、嚙合過(guò)程 圖中B2點(diǎn) 是從動(dòng)輪2齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)，是一對(duì)輪齒嚙合的起始點(diǎn)。隨著嚙合傳動(dòng)的進(jìn)行，兩齒廓的嚙合點(diǎn)沿著嚙合線移動(dòng)，直到 主動(dòng)輪1的齒頂圓與嚙合線的交

21、點(diǎn)B1時(shí)，兩輪齒即將脫離接觸，B1點(diǎn)為輪齒嚙合的終止點(diǎn)。     從一對(duì)輪齒的嚙合過(guò)程來(lái)看，嚙合點(diǎn)實(shí)際走過(guò)的軌跡只是嚙合線上的一段，即，稱為實(shí)際嚙合線。    當(dāng)兩輪齒頂圓加大時(shí)，點(diǎn)B2和B1將分別趨近于點(diǎn)N1和N2，實(shí)際嚙合線將加長(zhǎng)，但因基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線，所以實(shí)際嚙合線不會(huì)超過(guò)N1N2，即N1N2是理論嚙合線，稱為理論嚙合線。2、正確嚙合條件 三個(gè)圖中的齒輪都是漸開(kāi)線齒輪，但 圖1和圖2中的主動(dòng)輪只能帶動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度就卡死不能動(dòng)了，而圖3中的主動(dòng)輪可以帶動(dòng)從動(dòng)輪整周轉(zhuǎn)動(dòng)，看來(lái)并不是任意兩個(gè)漸開(kāi)線齒輪都能正確地進(jìn)行嚙合，而是必須

22、滿足一定的條件，即正確嚙合條件。那么，這個(gè)條件是什么？    從圖3中可以看出：兩個(gè)漸開(kāi)線齒輪在嚙合過(guò)程中，參加嚙合的輪齒的工作一側(cè)齒廓的嚙合點(diǎn)都在嚙合線N1N2上。而在 圖1和圖2中，工作一側(cè)齒廓的嚙合點(diǎn)H不在嚙合線N1N2上，這就是兩輪卡死的原因。   從圖3中可以看出     是齒輪1的法向齒矩，是齒輪2的法向齒矩 ，亦即:                  &

23、#160;     這個(gè)式子就是一對(duì)相嚙合齒輪的輪齒分布要滿足的幾何條件,稱為正確嚙合條件。     由漸開(kāi)線性質(zhì)可知，法向齒距與基圓齒距相等，故上式也可寫(xiě)成     將和代入式中得：     由于模數(shù)m和壓力角均已標(biāo)準(zhǔn)化，不能任意選取，所以要滿足上式必須使：     結(jié)論：一對(duì)漸開(kāi)線齒輪，在模數(shù)和壓力角取標(biāo)準(zhǔn)值的情況下，只要它們分度圓上的模數(shù)和壓力角相等。4.3、漸開(kāi)線連續(xù)傳動(dòng)條件及重合度 1.輪齒嚙合過(guò)程    圖中B2點(diǎn)

24、 是從動(dòng)輪2齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)，是一對(duì)輪齒嚙合的起始點(diǎn)。隨著嚙合傳動(dòng)的進(jìn)行，兩齒廓的嚙合點(diǎn)沿著嚙合線移動(dòng)，直到 主動(dòng)輪1的齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)B1時(shí)，兩輪齒即將脫離接觸，B1點(diǎn)為輪齒嚙合的終止點(diǎn)。     從一對(duì)輪齒的嚙合過(guò)程來(lái)看，嚙合點(diǎn)實(shí)際走過(guò)的軌跡只是嚙合線上的一段，即，稱為實(shí)際嚙合線。    當(dāng)兩輪齒頂圓加大時(shí)，點(diǎn)B2和B1將分別趨近于點(diǎn)N1和N2，實(shí)際嚙合線將加長(zhǎng)，但因基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線，所以實(shí)際嚙合線不會(huì)超過(guò)N1N2，即N1N2是理論嚙合線，稱為理論嚙合線。 從動(dòng)畫(huà)中可以看出，在兩輪輪齒的嚙合過(guò)程中，并非全部漸開(kāi)線齒廓

25、都參加工作，而是圖中陰影線所示的部分。實(shí)際參與嚙合的這段齒廓稱為齒廓工作段。 2.連續(xù)傳動(dòng)條件    從圖中可以看出，雖然一對(duì)漸開(kāi)線齒輪的法向齒距相等，但是，當(dāng)前一對(duì)輪齒在點(diǎn)B1脫離嚙合時(shí)，后一對(duì)輪齒尚未進(jìn)入嚙合，傳動(dòng)中斷。     若 ，當(dāng)前一對(duì)輪齒在B1點(diǎn)即將脫離嚙合時(shí)，后一對(duì)輪齒正好在B2點(diǎn)嚙合，傳動(dòng)剛好連續(xù)，在傳動(dòng)過(guò)程中，始終有一對(duì)輪齒嚙合。    若，當(dāng)前一對(duì)輪齒尚未脫離嚙合時(shí)，后一對(duì)輪齒已進(jìn)入嚙合，確保了傳動(dòng)的連續(xù)性。在傳動(dòng)過(guò)程中，有時(shí)是一對(duì)輪齒嚙合，有時(shí)是兩對(duì)輪

26、齒嚙合。     則齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件：實(shí)際嚙合線的長(zhǎng)度大于或至少等于法向齒距。我們把與的比值用 表示， 稱為齒輪傳動(dòng)的重合度，故齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件為：  齒輪傳動(dòng)的重合度越大，就意味著同時(shí)參與嚙合的輪齒越多。這樣，每對(duì)輪齒的受載就小，因而也就提高了齒輪傳動(dòng)的承載能力。故 是衡量齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的指標(biāo)之一。第5章 變位齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介5.1變位齒輪 前面討論的都是漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪。它們?cè)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，互換性好，有許多優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)齒輪傳動(dòng)性能的要求日益提高，標(biāo)準(zhǔn)齒輪暴露出許多不足。例如：(1) 結(jié)構(gòu)不夠緊湊。因受根切限制，齒數(shù)不得小于

27、zmin，這就限制了齒輪結(jié)構(gòu)尺寸不能太小。(2) 難以湊配中心距。因標(biāo)準(zhǔn)中心距為a=m/2（z1+z2），當(dāng)實(shí)際中心距a'a時(shí)，根本無(wú)法安裝；而當(dāng)a'a時(shí)，雖然能安裝，但將產(chǎn)生較大的齒側(cè)間隙，必將產(chǎn)生沖擊和噪聲。而且重合度也要降低，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。(3) 承載能力較低。一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)時(shí)，小齒輪的齒根厚度小，而嚙合次數(shù)又較多，故在相同條件下，小齒輪比大齒輪容易破壞。因此，大齒輪輪齒抗彎能力不能充分發(fā)揮出來(lái)，達(dá)不到等強(qiáng)度的要求，限制了大齒輪的承載能力。 采用變位齒輪可以彌補(bǔ)上述標(biāo)準(zhǔn)齒輪的不足。2、 變位齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型 按照相互嚙合的兩齒輪的變位系數(shù)之和x1+x2值的不同，變位齒

28、輪傳動(dòng)可分為三種基本類(lèi)型，標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)可看做是零變位傳動(dòng)的特例。 變位齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及性能比較見(jiàn)下表。 傳動(dòng)類(lèi)型高度變位齒輪傳動(dòng)角度變位齒輪傳動(dòng)正傳動(dòng)負(fù)傳動(dòng)齒數(shù)條件Z1+Z2>2ZminZ1+Z2<2Zmin（也可以.>2Zmin）Z1+Z2>2Zmin變位系數(shù)要求X1=-X2,X1+X2=0X1+X2>0X1+X2<0傳動(dòng)特點(diǎn)a'=aa'>aa'<a主要優(yōu)點(diǎn)小齒輪取正變位，允許Z1<Zmin，減小傳動(dòng)尺寸。提高了小齒輪的齒根強(qiáng)度，減輕了小齒輪的齒面磨損，可成對(duì)替換標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)更加緊湊，提高了抗彎強(qiáng)度和接觸強(qiáng)

29、度，提高了耐磨性能，可滿足a'>a的中心距要求重合度略有提高，滿足a'<a的中心距要求主要缺點(diǎn)互換性差，小齒輪齒頂易變尖，重合度略有下降互換性差，齒頂變尖，重合度下降較多互換性差，抗彎強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度下降，輪齒磨損加劇第六章 齒輪的失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.1 齒輪的失效形式在研究齒輪強(qiáng)度時(shí)，必須了解齒輪傳動(dòng)的失效形式，分析產(chǎn)生失效的主要原因，然后確定齒輪強(qiáng)度的計(jì)算方法。1、 輪齒折斷輪齒可簡(jiǎn)化為懸臂梁，受到載荷作用后，齒根處產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大，并且由齒根圓角和切削刀痕等會(huì)引起應(yīng)力集中，如果彎曲應(yīng)力超過(guò)了齒根彎曲疲勞極限，在多次重復(fù)載荷作用下，齒跟圓角處會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，裂

30、紋逐漸擴(kuò)大導(dǎo)致疲勞斷齒，這種折斷為疲勞折斷。當(dāng)輪齒受到意外的沖擊和短時(shí)過(guò)載時(shí)，往往會(huì)發(fā)生突然折段，稱為過(guò)載折斷。這種情況特別是在輪齒材料較脆和模數(shù)較小時(shí)容易發(fā)生。為了防止輪齒彎曲疲勞折斷，應(yīng)對(duì)輪齒進(jìn)行彎曲疲勞計(jì)算。此外，采用增大齒根過(guò)渡圓半徑、提高齒面加工精度等工藝措施，也能提高齒輪抗彎曲疲勞能力。2、 齒面磨損因齒輪在嚙合過(guò)程中存在相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)其工作面間進(jìn)入應(yīng)屑粒時(shí)，將引起齒面磨損，齒面磨損漸開(kāi)線齒形，齒側(cè)間隙加大，引起沖擊和振動(dòng)。嚴(yán)重時(shí)會(huì)因輪齒變薄，抗彎強(qiáng)度降低而折斷。 齒面磨損是開(kāi)式傳動(dòng)的主要失效形式。采用閉式傳動(dòng)，提高齒面硬度，減少齒面粗糙度及采用清潔的潤(rùn)滑油，都可以減輕齒面磨損。3、

31、齒面點(diǎn)蝕輪齒工作時(shí)，其工作表面上的接觸應(yīng)力是按脈動(dòng)循環(huán)變化的。齒面長(zhǎng)時(shí)間在這種交變接觸應(yīng)力作用下，可能出現(xiàn)微小的剝落而形成一些疲勞淺坑，這種現(xiàn)象稱為疲勞點(diǎn)蝕。齒輪發(fā)生齒面點(diǎn)蝕后，將使輪齒嚙合情況惡化而影響使用。實(shí)踐表明，疲勞點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)圓處。提高齒面硬度，降低齒面粗糙度、采用黏度較大的潤(rùn)滑油以及合理的變位等，都能提高齒面抗疲勞點(diǎn)蝕的能力。軟齒面（齒面硬度350HBS）的閉式齒輪傳動(dòng)常因齒面疲勞點(diǎn)蝕而失效。為了防止出現(xiàn)齒面疲勞點(diǎn)蝕，對(duì)閉式齒輪傳動(dòng)，須進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算。在開(kāi)式傳動(dòng)中，由于齒面磨損較快，一般看不到點(diǎn)蝕現(xiàn)象。4、齒面膠合在高速重載轉(zhuǎn)動(dòng)中，常因嚙合區(qū)溫度升高而引起

32、潤(rùn)滑失效，致使兩齒面金屬直接接觸并相互粘連，當(dāng)兩齒面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，較軟的齒面沿滑動(dòng)方向被撕下而形成溝紋，這種現(xiàn)象稱為齒面嚙合。在低速重載中，由于齒面間的潤(rùn)滑油膜不易形成也可以產(chǎn)生膠合破壞。 提高齒面硬度和減小表面粗糙度能增強(qiáng)抗膠合能力，對(duì)于低速傳動(dòng)采用黏度較大的潤(rùn)滑油，對(duì)于高速傳動(dòng)采用含抗膠合添加劑的潤(rùn)滑油也很有效。5、 齒面塑性變形 當(dāng)輪齒材料較軟且載荷較大時(shí)，輪齒表層材料在摩擦力作用下，因屈服將沿著滑動(dòng)的方向產(chǎn)生局部的齒面塑性變形。 提高齒面硬度，采用黏度較高的潤(rùn)滑油，都有助于防止輪齒產(chǎn)生塑性變形。6.2齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，分析其主要失效形式，選擇相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)

33、行設(shè)計(jì)計(jì)算。 對(duì)于一般工作條件下的閉式軟面齒輪傳動(dòng)，其主要失效形式為齒面點(diǎn)蝕，故設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是輪齒折斷，故設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，確定模數(shù)和尺寸，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，因其主要失效形式是齒面磨損和因磨損導(dǎo)致的輪齒折斷，故只按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的模數(shù)。第7章 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑與維護(hù)7.1齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑對(duì)于齒輪傳動(dòng)十分重要。它可以減輕摩擦損失，提高傳動(dòng)效率，還可以起到散熱、防銹、降低噪聲、改善工作條件、提高使用壽命等作用。 1、潤(rùn)滑方式 閉式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式，根據(jù)齒輪的圓周速度大小而定。一般有浸油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑兩種。（1）浸油潤(rùn)滑 當(dāng)齒輪的圓周速度v<12m/s時(shí)，通常將大齒輪浸入油中進(jìn)行潤(rùn)滑。（2）噴油潤(rùn)滑 當(dāng)齒輪的圓周速度v>