機(jī)械原理與設(shè)計-現(xiàn)代機(jī)器的認(rèn)知、分析與設(shè)計 課件 ch9-凸輪機(jī)構(gòu);ch10-齒輪機(jī)構(gòu)與輪系

第九章凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計與制造II“設(shè)計與制造II”課程

（D&MII，ME3220）目錄第九章凸輪機(jī)構(gòu)概述（凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計過程）從動件運(yùn)動設(shè)計凸輪廓線求解凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計思考題習(xí)題3第九章凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成與其功能凸輪機(jī)構(gòu)的分類凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語Back概述4概述凸輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成與其功能5概述凸輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成與其功能內(nèi)燃機(jī)概述凸輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成與其功能計里鼓車：計里運(yùn)動--齒輪機(jī)構(gòu)擊鼓運(yùn)動--凸輪機(jī)構(gòu)概述凸輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成與其功能概述凸輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成與其功能兩段組合式翻蓋手機(jī)轉(zhuǎn)軸9按凸輪的形狀分類概述凸輪機(jī)構(gòu)的分類移動凸輪盤形凸輪圓柱凸輪10按從動件形狀分類概述凸輪機(jī)構(gòu)的分類尖底曲面滾子平底尖底曲面滾子平底概述凸輪機(jī)構(gòu)的分類移動轉(zhuǎn)動按凸輪的運(yùn)動形式分類12按從動件的運(yùn)動形式分類Back概述凸輪機(jī)構(gòu)的分類擺動從動件直動從動件13按高副接觸維持方式分類概述凸輪機(jī)構(gòu)的分類14概述凸輪機(jī)構(gòu)的分類按高副接觸維持方式分類圓柱槽凸輪盤形槽凸輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)共軛凸輪機(jī)構(gòu)15Back概述凸輪機(jī)構(gòu)的分類機(jī)構(gòu)類型平面凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)凸輪形狀盤形凸輪(platecam)移動凸輪(translatingcam)圓柱凸輪(cylindricalcam)圓錐凸輪(conecam)從動件運(yùn)動方式往復(fù)擺動(oscillating)往復(fù)移動(reciprocating)從動件上高副接觸元素尖底(knife-edge)尖底(knife-edge)滾子(roller)滾子(roller)平底(flat-face)曲面曲面維持高副接觸的方式力封閉(force-closed)重力、彈簧力力封閉(force-closed)重力、彈簧力形封閉(form-closed)溝槽式、等寬、等徑、共軛凸輪形封閉(form-closed)溝槽式凸輪共軛凸輪機(jī)構(gòu)16Back概述凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語基圓(r0)、推程rise、回程fall、行程(h)、休止/停歇段dwell推程運(yùn)動角(Φ)、回程運(yùn)動角(Φ’)遠(yuǎn)休止角(Φs)、近休止角(Φ’s)凸輪轉(zhuǎn)角(φ)、從動件的位移(s)凸輪運(yùn)動4種類型概述

RDFD型(Rise-Dwell-Fall-Dwell)RFD型(Rise-Fall-Dwell)RF型(Rise-Fall)

RDF型(Rise-Dwell-Fall)從動件運(yùn)動設(shè)計根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)指定的升程、回程及停歇要求，設(shè)計從動件時序圖，確定從動件運(yùn)動規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)選型根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動要求，選擇適用的凸輪與從動件類型考慮幾何尺寸限制、環(huán)境及成本要求機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計確定凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù)（基圓、最大壓力角、滾子半徑/平底寬度等）凸輪廓線求解利用圖解法或解析法設(shè)計凸輪廓線機(jī)構(gòu)性能分析校核分析凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角、曲率半徑、尺寸約束等凸輪設(shè)計過程凸輪機(jī)構(gòu)選型從動件運(yùn)動設(shè)計機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計機(jī)構(gòu)性能校核概述凸輪廓線求解19從動件運(yùn)動設(shè)計多項(xiàng)式類運(yùn)動規(guī)律三角函數(shù)類運(yùn)動規(guī)律組合型運(yùn)動規(guī)律從動件運(yùn)動設(shè)計（凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動設(shè)計）Back等速(ConstantVelocityMotion)等加速等減速(ConstantAccelerationMotion)五次多項(xiàng)式(3-4-5PolynomialMotion)簡諧運(yùn)動(SimpleHarmonicMotion)：余弦擺線運(yùn)動(CycloidalMotion)：正弦20一般形式從動件運(yùn)動設(shè)計多項(xiàng)式類的運(yùn)動規(guī)律21從動件運(yùn)動設(shè)計多項(xiàng)式類的運(yùn)動規(guī)律等速運(yùn)動規(guī)律剛性沖擊推程邊界條件為22回程邊界條件為從動件運(yùn)動設(shè)計多項(xiàng)式類的運(yùn)動規(guī)律等速運(yùn)動規(guī)律23從動件運(yùn)動設(shè)計多項(xiàng)式類的運(yùn)動規(guī)律推程邊界條件為等加速等減速運(yùn)動規(guī)律作等加速運(yùn)動24從動件運(yùn)動設(shè)計多項(xiàng)式類的運(yùn)動規(guī)律等加速等減速運(yùn)動規(guī)律柔性沖擊邊界條件為作等減速運(yùn)動25回程從動件運(yùn)動設(shè)計多項(xiàng)式類的運(yùn)動規(guī)律等加速等減速運(yùn)動規(guī)律推程26從動件運(yùn)動設(shè)計多項(xiàng)式類的運(yùn)動規(guī)律推程五次多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律邊界條件為27回程高速凸輪機(jī)構(gòu)從動件運(yùn)動設(shè)計多項(xiàng)式類的運(yùn)動規(guī)律五次多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律28三角函數(shù)運(yùn)動規(guī)律：從動件的加速度按余弦曲線或正弦曲線變化。從動件運(yùn)動設(shè)計三角函數(shù)類運(yùn)動規(guī)律余弦加速度：簡諧運(yùn)動規(guī)律（SimpleHarmonicMotion）正弦加速度：擺線運(yùn)動規(guī)律（CycloidalMotion）簡余擺正（撿魚擺正）從動件運(yùn)動設(shè)計三角函數(shù)類運(yùn)動規(guī)律推程簡諧運(yùn)動規(guī)律的加速度在行程始、終點(diǎn)有突變，這會引起柔性沖擊。但在無休止角的升—降—升凸輪機(jī)構(gòu)中，在連續(xù)的運(yùn)動中則無沖擊發(fā)生。柔性沖擊簡諧運(yùn)動規(guī)律(余弦加速度simpleharmonicmotionfunction)30回程從動件運(yùn)動設(shè)計三角函數(shù)類運(yùn)動規(guī)律推程簡諧運(yùn)動規(guī)律(余弦加速度simpleharmonicmotionfunction)從動件運(yùn)動設(shè)計三角函數(shù)類運(yùn)動規(guī)律擺線運(yùn)動規(guī)律(正弦加速度,cycloidalmotionfunction)推程沖擊？由于加速度沒有突變，因而在運(yùn)動中沒有沖擊?？稍谳^高速度工況下使用。1599年伽利略命名最速降線問題的解32回程從動件運(yùn)動設(shè)計Back三角函數(shù)類運(yùn)動規(guī)律擺線運(yùn)動規(guī)律(正弦加速度,cycloidalmotionfunction)推程33從動件運(yùn)動設(shè)計從動件運(yùn)動設(shè)計（組合運(yùn)動規(guī)律的設(shè)計）1)從動件的最大速度要vmax

盡量小。2)從動件的最大加速度要amax盡量小。3)從動件的最大躍度要jmax盡量小。

vmax、amax

、jmax的值越小越好，但相互矛盾相互制約。Back幾種基本運(yùn)動規(guī)律的特性值動量

mv：受阻時產(chǎn)生極大沖力。從動件質(zhì)量m較大時，選vmax小者。慣性力

ma：接觸應(yīng)力大，影響強(qiáng)度、加劇磨損。高速凸輪機(jī)構(gòu)，選amax小者。341)選擇一種基本運(yùn)動規(guī)律為主體運(yùn)動規(guī)律，然后用其他運(yùn)動規(guī)律與之組合，通過優(yōu)化對比，尋求最佳的組合型式。（主輔結(jié)合）2)在行程的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，有較好的邊界條件。（啟停柔和）3)不同運(yùn)動規(guī)律的連接點(diǎn)處，要滿足位移、速度、加速度甚至更高一階導(dǎo)數(shù)的連續(xù)。（段間接續(xù)）4)各段不同的運(yùn)動規(guī)律要有較好的動力性能和工藝性。從動件運(yùn)動設(shè)計組合型運(yùn)動規(guī)律組合原則Back35凸輪輪廓曲線的求解凸輪機(jī)構(gòu)的相對運(yùn)動原理凸輪輪廓曲線凸輪廓線的求解36Back凸輪輪廓曲線的求解凸輪機(jī)構(gòu)的相對運(yùn)動原理（反轉(zhuǎn)法）凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)凸輪靜止相對關(guān)系37凸輪輪廓曲線的求解凸輪輪廓曲線對心尖底直動從動件①選定基圓半徑r0，畫出基圓；②等分位移曲線，確定設(shè)計點(diǎn)；③應(yīng)用反轉(zhuǎn)法逐點(diǎn)作圖確定各接觸點(diǎn)位置B0，B1，B2，……；④光滑連接B0，B1，B2，……點(diǎn)，就得所要設(shè)計的凸輪廓線。38凸輪輪廓曲線的求解凸輪輪廓曲線對心尖底直動從動件39凸輪輪廓曲線的求解凸輪輪廓曲線直動滾子從動件凸輪廓線的求解直動平底從動件凸輪輪廓曲線的求解凸輪廓線的求解擺動滾子從動件理論廓線實(shí)際廓線凸輪輪廓曲線的求解凸輪廓線的求解擺動平底從動件凸輪輪廓曲線的求解43刀具中心軌跡的坐標(biāo)計算凸輪廓線的加工凸輪輪廓曲線的求解44凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)有哪些參數(shù)？機(jī)構(gòu)：壓力角凸輪：基圓大小從動件：滾子大小平底寬度偏置方向偏距大小45凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角直動從動件的壓力角（取減號）凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角（取加號）凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計擺動從動件的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計50凸輪機(jī)構(gòu)的許用壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角要小于許用壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計51直動滾子從動件盤形凸輪凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的設(shè)計—基圓半徑壓力角與基圓半徑是一對矛盾凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計52凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的設(shè)計—基圓半徑直動平底從動件盤形凸輪按全部廓線外凸的條件設(shè)計令凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的設(shè)計—滾子半徑、平底寬度53滾子：強(qiáng)度和運(yùn)動特性平底：處處與凸輪接觸附加長度Δl由具體結(jié)構(gòu)定。一般取Δl＝5~7mm強(qiáng)度要求：運(yùn)動特性要求：不發(fā)生運(yùn)動失真凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計54從動件偏置方向：減小壓力角一般情況下：從動件速度最大值

機(jī)構(gòu)壓力角最大值偏距e

增大，有利于減小壓力角凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的設(shè)計—偏距凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容與基本要求第九章凸輪機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)(Objective)能描述凸輪機(jī)構(gòu)的常用類型(classification/construction)能解釋從動件常用運(yùn)動規(guī)律；能按給定運(yùn)動要求設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)重點(diǎn)(Keypoints)

（1）凸輪運(yùn)動特性(kinematiccharacteristics)（2）從動件運(yùn)動規(guī)律/曲線(timingdiagram/motionprogram)（3）凸輪輪廓線的設(shè)計(camdesign)基本概念(Basicconcept)

基圓(basecircle)、壓力角(pressureangle)、理論廓線(pitchcurve)、實(shí)際廓線(camprofile)、推程/角(rise)、回程/角(fall)、行程(lift)56思考題4—1凸輪的基圓半徑是指凸輪的轉(zhuǎn)動中心到理論廓線的量小半徑，還是指凸輪的轉(zhuǎn)動中心到實(shí)際廓線的最小半徑?4—2如何理解從動件某一位移時的凸輪的轉(zhuǎn)角?從動件在升程和回程階段的凸輪轉(zhuǎn)角如何度量?4—3直動滾子從動件、尖底從動件、平底從動件的升程階段和回程階段位移如何度量?4—4擺動滾子從動件、尖底從動件、平底從動件的升程階段和回程階段位移如何度量?4—5說明等速運(yùn)動規(guī)律、等加速等減速運(yùn)動規(guī)律、簡諧運(yùn)動規(guī)律、擺線運(yùn)動規(guī)律、3—4—5次多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律的加速度變化特點(diǎn)。57習(xí)題58習(xí)題59習(xí)題60習(xí)題61習(xí)題62習(xí)題63習(xí)題64習(xí)題65習(xí)題66習(xí)題67習(xí)題68習(xí)題69習(xí)題70Back習(xí)題“設(shè)計與制造II”課程

（D&MII，ME3220）第十章齒輪機(jī)構(gòu)與輪系設(shè)計與制造II本章教學(xué)內(nèi)容和基本要求第十章齒輪機(jī)構(gòu)與輪系齒輪機(jī)構(gòu)輪系齒輪傳動齒輪機(jī)構(gòu)輪系齒輪傳動機(jī)構(gòu)?結(jié)構(gòu)本章教案齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用齒輪機(jī)構(gòu)的分類齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)§5-1齒輪機(jī)構(gòu)概述概述?；眨ㄉ虾＝煌ù髮W(xué)）?；眨糊X輪80齒、鐵砧、鐵錘、書位于徐匯校區(qū)執(zhí)信西齋前最早修建落成于1933年4月2日，現(xiàn)址為1979年重建1930屆全體116名同學(xué)捐贈正面刻有1930屆學(xué)生陳汝善之父題寫的“飲水思源”概述國徽（中華人民共和國）1950年09月20日：毛澤東主席命令公布中華人民共和國國徽1991年10月01日：《中華人民共和國國徽法》施行齒輪：象征工人階級麥稻穗：象征農(nóng)民階級五顆星：代表中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下的人民站起來了天安門：象征中國人民反帝反封建的不屈的民族精神

（“五四”運(yùn)動發(fā)源地、新中國成立時盛大集會的場所）概述張策著.機(jī)械工程史.清華大學(xué)出版社，2015.p31/s?id=1610148105580356558&wfr=spider&for=pc漢初青銅人字齒輪戰(zhàn)國與西漢之交-400~-200：出現(xiàn)了金屬齒輪東漢25-220：已使用人字齒輪、棘輪l956年，陜西長安縣洪慶村西漢墓出土一對人字紋齒輪，說明當(dāng)時已采用齒輪進(jìn)行傳動山西出土的青銅齒輪：迄今發(fā)現(xiàn)的最古老齒輪(29齒，直徑約12cm，砷銅鑄造，距今約4000~4500年前)公元前400~200年,中國古代就已開始使用齒輪漢朝時期，人們發(fā)明一種“人字齒輪”，比青銅齒輪更小比歐洲工業(yè)革命時期的齒輪早了近2000年。概述計里鼓車：晉朝265-420使用了齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)與現(xiàn)代汽車?yán)锍逃嬙砘鞠嗤改宪嚕喝龂鴷r期魏國人220-280

馬鈞發(fā)明上方：青銅小人指向中間：齒輪傳動、自動離合裝置下方：磁鐵概述世界鐘表的鼻祖：“水運(yùn)儀象臺”1090年，北宋宰相蘇頌主持建造誤差：1秒/天英國著名科技史專家李約瑟：“蘇頌把鐘表機(jī)械和天文觀測儀器結(jié)合以來，在原理上已經(jīng)完全成功”據(jù)世界著名的鐘表大師、香港鐘表史學(xué)家矯大羽考證：世界鐘表的鼻祖—水運(yùn)儀象臺，在北宋首都開封運(yùn)轉(zhuǎn)了36年后，被金兵入侵的戰(zhàn)火所毀使用了大量齒輪機(jī)構(gòu)使用了世界上最早的鏈傳動水運(yùn)儀象臺概述水磨水磨（水力糧食磨粉機(jī)）元代《王禎農(nóng)書》概述水轉(zhuǎn)連磨水轉(zhuǎn)連磨（以水為動力，通過機(jī)械傳動，帶動多個磨盤同時作功）元代《王禎農(nóng)書》概述《武備志》：齒輪齒條傳動結(jié)構(gòu)圖張策著.機(jī)械工程史.清華大學(xué)出版社，2015.p31明朝茅元儀輯明代重要的軍事著作中國古代字?jǐn)?shù)最多的一部綜合性兵書240卷、文200余萬字、圖738幅分5部分：兵訣評18卷、戰(zhàn)略考33卷、陣練制41卷、軍資乘55卷、占度載93卷明代天啟元年，1621年概述古希臘Antikythera裝置AntikytheraMechanism被一些人認(rèn)為是世界第一臺計算機(jī)，含有復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)，于1901年在一艘失事的船上被發(fā)現(xiàn)，AntikytheraMechanism在一個木制容器中安裝有37只齒輪?？脊艑W(xué)家推測首次“開機(jī)”時間為公元前178年12月22日。已知的第一臺計算器：加、減、乘、除運(yùn)算，能夠制定日歷，顯示太陽和月亮的位置。有一個刻度盤，能夠預(yù)測何時可能會發(fā)生日食或月食。--德國Ludwig-Maximilians大學(xué)佛朗哥斯《NATURE》82個黃銅碎片H.S.Yan,Kyenote-IFToMMWC2015,10.25-30,Taipei概述鐘表概述汽車齒輪箱自動變速器

汽車變速箱齒輪轉(zhuǎn)向用差速器

發(fā)動機(jī)汽車二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類核潛艇中的齒輪機(jī)構(gòu)二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類IFToMM-TechnicalCommitteeforGearingandTransmissions二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類軍用直升機(jī)F.L.Litvin雙旋翼直升機(jī)中的齒輪機(jī)構(gòu)概述MalcolmBurrows,GregorySutton.InteractingGearsSynchronizePropulsiveLegMovementsinaJumpingInsect.Science,13September2013;DOI:10.1126/science.1240284飛虱（伊蘇斯若蟲）：后腿轉(zhuǎn)節(jié)節(jié)段的彎曲狹條上有10-12個輪齒，能相互嚙合并轉(zhuǎn)動（自然界的齒輪機(jī)構(gòu)）。向前跳躍之前：一條腿上的輪齒與另外一條腿上的輪齒嚙合、以“彎曲”它們的腿，確保雙腿在跳躍過程中同步，兩腿之間的運(yùn)動時間差在幾微秒之內(nèi)該發(fā)現(xiàn)表明齒輪——曾經(jīng)被認(rèn)為是人類的發(fā)明——實(shí)際上在自然界中被演化出來在植物間跳躍的昆蟲的自然行為中扮演一種基本且具功能性的作用英國劍橋大學(xué)的動物學(xué)家自然界中的齒輪機(jī)構(gòu)概述按照兩軸的相對位置和齒向，齒輪機(jī)構(gòu)可分類如下：二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類齒輪機(jī)構(gòu)平面齒輪機(jī)構(gòu)（兩軸平行）空間齒輪機(jī)構(gòu)（兩軸線不平行）直齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動人字齒輪傳動外嚙合內(nèi)嚙合兩軸相交的齒輪機(jī)溝（圓錐齒輪機(jī)構(gòu))兩軸交錯的齒輪機(jī)構(gòu)曲線齒交錯軸斜齒輪傳動蝸桿傳動直齒齒輪與齒條嚙合斜齒準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動GotoPart3二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類外嚙合直齒圓柱齒輪傳動二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類齒輪齒條傳動二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類斜齒圓柱齒輪傳動二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類人字齒輪傳動二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類錐齒輪傳動直齒斜齒曲線齒二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類交錯軸斜齒輪傳動二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類蝸桿傳動二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動概述齒輪機(jī)構(gòu)是應(yīng)用最廣的傳動機(jī)構(gòu)之一。主要優(yōu)點(diǎn)：1）適用的圓周速度、功率范圍廣2）效率較高3）傳動比穩(wěn)定4）壽命較長5）工作可靠性較高6）可實(shí)現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間的傳動主要缺點(diǎn)：1）要求較高的制造、安裝精度，成本較高2）不適宜于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動三、齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)本章教案齒廓嚙合基本定律漸開線齒廓§5-2齒廓嚙合基本定律及漸開線齒形齒廓嚙合基本定律及漸開線齒形一、齒廓嚙合基本定律所謂齒廓嚙合基本定律是指：作平面嚙合的一對齒廓，它們的瞬時接觸點(diǎn)的公法線，必與兩齒輪的連心線交于相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)C，該節(jié)點(diǎn)將齒輪的連心線所分成的兩個線段與該對齒輪的角速比成反比。節(jié)點(diǎn)C的位置與齒廓曲線有關(guān)。即：過嚙合點(diǎn)的公法線n-n上的分速度相等C為兩齒輪瞬心，有一、齒廓嚙合基本定律

定傳動比條件：節(jié)點(diǎn)C必定為固定點(diǎn)。節(jié)圓：r’1，r’2，節(jié)圓純滾動。變傳動比條件：節(jié)點(diǎn)C位置是主動齒輪1轉(zhuǎn)角φ1的函數(shù)。C點(diǎn)在各齒輪運(yùn)動平面上的軌跡稱為該點(diǎn)的節(jié)曲線，此時為非圓曲線。共軛齒廓：滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓共軛齒廓曲線定傳動比：漸開線、擺線、圓弧等?？紤]到嚙合性能、加工、互換使用等問題，目前最常用的是漸開線齒廓。定傳動比齒輪傳動變傳動比齒輪傳動一、齒廓嚙合基本定律接觸點(diǎn)K處兩輪相對滑動速度：速度瞬心：C點(diǎn)相對速度vK1K2應(yīng)垂直于KC當(dāng)(ω1＋ω2）為常數(shù)時，KC愈大，vK1K2愈大：嚙合點(diǎn)離節(jié)點(diǎn)越遠(yuǎn)，其滑動速度越大齒廓嚙合基本定律及漸開線齒形1、漸開線的形成漸開線基圓：rb發(fā)生線展角矢徑二、漸開線齒廓二、漸開線齒廓1）發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上被滾過的一段弧長，即2、漸開線的性質(zhì)2）發(fā)生線是漸開線在K點(diǎn)的法線：漸開線上任何一點(diǎn)的法線始終與基圓相切3）發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)B為漸開線上K點(diǎn)的曲率中心，而BK為其曲率半徑。離基圓愈遠(yuǎn)處的點(diǎn)，曲率半徑愈大；反之，曲率半徑愈小基圓：曲率半徑為零二、漸開線齒廓4）漸開線形狀取決于基圓的大小?；鶊A愈大，漸開線愈平直基圓半徑趨于無窮大時，漸開線為一斜直線。5）基圓內(nèi)無漸開線。2、漸開線的性質(zhì)二、漸開線齒廓壓力角3、漸開線齒廓的壓力角基圓上(rK0

＝rb)的壓力角等于零。rK：矢徑二、漸開線齒廓漸開線K0K的展角4、漸開線函數(shù)即漸開線函數(shù)：漸開線上任一點(diǎn)K的展角θk是壓力角αK的函數(shù)。工程上常用invαK表示θk

，即常用的漸開線函數(shù)可查表5-1。二、漸開線齒廓二、漸開線齒廓二、漸開線齒廓5、漸開線極坐標(biāo)方程式xjy二、漸開線齒廓6、漸開線的發(fā)展史早在1694年，法國學(xué)者就討論了把漸開線作為齒輪齒形的可能性。1765年，歐拉對相嚙合的一對齒輪齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關(guān)系進(jìn)行了計算，認(rèn)為漸開線相當(dāng)適合作為齒輪的齒形。與其他齒形相比，漸開線齒形具有傳動平穩(wěn)、兩輪中心距允許有一定的安裝誤差等等優(yōu)點(diǎn)。目前工業(yè)中漸開線齒輪被廣泛應(yīng)用，占到世界齒輪市場的90%以上。本章教案齒輪基本尺寸的名稱和符號(主要介紹外齒輪)基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪§5-3漸開線圓柱齒輪各部分名稱和尺寸輪齒兩側(cè)齒廓完全對稱：雙向傳動齒厚：si齒槽寬：ei齒距：pi

pi=

si

+ei

。

分度圓：齒距p、齒厚s、齒槽寬e：p=s+e

?；?jié)：基圓上的齒距，pb

漸開線圓柱齒輪各部分名稱和尺寸一、齒輪基本尺寸的名稱和符號(主要介紹外齒輪)

基圓：db和rb齒頂圓：da齒根圓：df分度圓：具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角，d和r齒槽da

rad

rdb

rbdf

rf漸開線圓柱齒輪各部分名稱和尺寸齒數(shù)z

模數(shù)m二、基本參數(shù)第一系列11.251.522.5345681012162025324050第二系列1.752.252.75(3.25)3.5(3.75)4.55.5(6.5)79(11)141822283645為便于設(shè)計、制造及互換使用，將p/π規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值，單位為mm

分度圓上的模數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化=mz漸開線圓柱齒輪各部分名稱和尺寸壓力角α我國規(guī)定分度圓上的壓力角α為標(biāo)準(zhǔn)值，其值為20°。（14.5°、15°、22.5°、25°）

分度圓：標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m、標(biāo)準(zhǔn)壓力角α漸開線圓柱齒輪各部分名稱和尺寸模數(shù)m二、基本參數(shù)K20o分度圓基圓分度圓基圓分度圓基圓第一系列11.251.522.5345681012162025324050第二系列1.752.252.75(3.25)3.5(3.75)4.55.5(6.5)79(11)141822283645漸開線圓柱齒輪各部分名稱和尺寸齒全高：用h表示齒頂高：用ha表示ha=ha*m齒根高：用hf表示hf=(ha*+c*)m。齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c*：GB1356-88規(guī)定其標(biāo)準(zhǔn)值：ha*=1、c*=0.25（非標(biāo)準(zhǔn)的短齒：ha*=0.8、c*=0.3）漸開線圓柱齒輪各部分名稱和尺寸三、標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪：齒頂高與齒根高為標(biāo)準(zhǔn)值，分度圓上的齒厚s等于齒槽寬e的直齒圓柱齒輪漸開線圓柱齒輪各部分名稱和尺寸三、標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪：齒頂高與齒根高為標(biāo)準(zhǔn)值，分度圓上的齒厚s等于齒槽寬e的直齒圓柱齒輪本章教案

漸開線齒輪傳動的特性

漸開線齒輪正確嚙合的條件

漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件

安裝中心距和標(biāo)準(zhǔn)中心距

齒輪和齒條傳動

齒條刀切制齒輪原理

漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù)

變位齒輪傳動§5-4漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動嚙合線定直線、定傳動比、中心距可分性、嚙合角-節(jié)圓壓力角、基圓半徑和漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動一、漸開線齒輪傳動的特性1、嚙合線為一條定直線嚙合線（嚙合點(diǎn)的軌跡）：嚙合點(diǎn)始終在兩基圓的內(nèi)公切線N1N2上嚙合線為一條定直線：基圓位置和大小都不變優(yōu)點(diǎn)：正壓力方向始終不變，對傳動極為有利一、漸開線齒輪傳動的特性輪齒的嚙合過程一、漸開線齒輪傳動的特性一、漸開線齒輪傳動的特性

B2點(diǎn)：從動輪齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)，起始嚙合點(diǎn)

B1點(diǎn)：主動輪齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)，終止嚙合點(diǎn)

B1B2：實(shí)際嚙合線

N1N2：理論嚙合線（若將兩輪的齒頂圓加大，其實(shí)際嚙合線就靠近N1、N2點(diǎn)。基圓內(nèi)無漸開線：兩輪齒頂圓不得超過N1、N2點(diǎn)）

N1、N2：嚙合極限點(diǎn)輪齒的嚙合過程嚙合線實(shí)際嚙合線理論嚙合線嚙合極限點(diǎn)一、漸開線齒輪傳動的特性12一、漸開線齒輪傳動的特性瞬時傳動比不變：嚙合線為一條定直線，過嚙合點(diǎn)所作的法線與連心線O1O2交于固定點(diǎn)C2、漸開線齒輪傳動滿足定傳動比傳動C一、漸開線齒輪傳動的特性嚙合角：嚙合線N1N2與兩齒輪節(jié)圓內(nèi)公切線tt所夾的銳角節(jié)圓壓力角：一對漸開線齒廓在節(jié)點(diǎn)C處嚙合時，嚙合點(diǎn)K與C重合，這時的壓力角稱為節(jié)圓壓力角

嚙合角==節(jié)圓壓力角嚙合角與節(jié)圓上的壓力角都用α’表示3、嚙合角恒等于節(jié)圓壓力角一、漸開線齒輪傳動的特性4、漸開線齒輪傳動具有中心距的可分性中心距變化前：中心距變化后：

C點(diǎn)隨之改變，由于齒輪基圓rb1、rb2不變中心距的可分性：漸開線齒輪傳動中心距變化而不影響其傳動比的特性

優(yōu)點(diǎn)：給漸開線齒輪的制造及安裝帶來方便。

缺點(diǎn)：中心距加大時，兩輪節(jié)圓半徑及嚙合角也相應(yīng)加大，齒側(cè)將產(chǎn)生間隙。中心距不能分離得太大，否則將影響齒輪傳動的平穩(wěn)性。小結(jié)：漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動二、漸開線齒輪正確嚙合的條件能否正確嚙合，取決于兩輪的法向齒距（法節(jié)）pn1、pn2。Pn1＝Pn2Pn1>Pn2Pn1<Pn2pn1pn2漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動漸開線性質(zhì)：Pn1＝Pb1，Pn2＝Pb2兩齒輪正確嚙合傳動的條件：Pb1＝pb2，即兩齒輪基節(jié)相等（模數(shù)、壓力角標(biāo)準(zhǔn)化）Pn1＝Pn2pn1pn2二、漸開線齒輪正確嚙合的條件·漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動三、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件1、輪齒的嚙合過程

B2點(diǎn)：從動輪齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)，起始嚙合點(diǎn)

B1點(diǎn)：主動輪齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)，終止嚙合點(diǎn)

B1B2：實(shí)際嚙合線

N1N2：理論嚙合線（若將兩輪的齒頂圓加大，其實(shí)際嚙合線就靠近N1、N2點(diǎn)。基圓內(nèi)無漸開線：兩輪齒頂圓不得超過N1、N2點(diǎn)）

N1、N2：嚙合極限點(diǎn)三、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件2、連續(xù)傳動條件重合度：用εα表示結(jié)論：三、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件3、重合度的含義重合度εα的大小表示兩輪嚙合過程中同時嚙合的輪齒的對數(shù)。三、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件4、重合度與齒輪各基本參數(shù)之間的關(guān)系齒數(shù)愈多重合度愈大；嚙合角α’愈大，重合度降低。在無側(cè)隙嚙合時，重合度與模數(shù)m無關(guān)。漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動安裝中心距：兩齒輪節(jié)圓半徑之和四、安裝中心距和標(biāo)準(zhǔn)中心距a’、a中心距a’增大，嚙合角α’亦增大，導(dǎo)致齒側(cè)有間隙為潤滑齒廓、避免輪齒因摩擦發(fā)熱膨脹而被卡死，齒廓應(yīng)留有很小間隙，用齒厚公差來保證為保證輪1齒根不與輪2齒頂接觸、利于潤滑劑駐留，應(yīng)保證頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值齒側(cè)無間隙的條件是漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動

一對標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪：分度圓上的齒厚等于齒槽寬

s1=e2=s2=e1=πm/2

標(biāo)準(zhǔn)安裝中心距（標(biāo)準(zhǔn)中心距）：滿足齒側(cè)間隙為零、頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值兩個條件（a）齒輪中心距a兩分度圓作純滾動，節(jié)圓與分度圓重合頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值，則齒側(cè)間隙為零四、安裝中心距和標(biāo)準(zhǔn)中心距齒頂高：ha

=ha*m齒根高：hf

=(ha*+c*)m齒距：p=πmK20o分度圓基圓分度圓基圓分度圓基圓d=mz五、齒輪和齒條傳動1、齒條的形成及其特性五、齒輪和齒條傳動漸開線齒條特點(diǎn)：1)齒條齒廓為直線：齒廓線上各點(diǎn)壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值，且等于齒條齒廓的傾斜角即齒形角

α＝20o2)齒條兩側(cè)齒廓：由對稱斜直線組成在平行于齒頂線的各直線上：具有相同的齒距和模數(shù)

對標(biāo)準(zhǔn)齒條來說，分度線（中線）上的齒厚等于齒槽寬

s=e=πm/2

3)標(biāo)準(zhǔn)齒條的齒頂高及齒根高：與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同ha=ha*m,hf=(ha*+c*)

m

1、齒條的形成及其特性齒輪齒數(shù)為無窮多：齒輪變成齒條

基圓半徑為無窮大：漸開線為一條直線五、齒輪和齒條傳動嚙合線(固定直線)：過嚙合點(diǎn)垂直于齒條齒廓并與齒輪基圓相切的直線標(biāo)準(zhǔn)齒輪與齒條正確安裝時：齒輪分度圓與齒條分度線(中線)相切并作純滾動此時，齒輪節(jié)圓與分度圓重合：齒條移動速度v2=r1ω1

嚙合角α’等于壓力角α

α’

=α=20o2、漸開線齒輪與齒條嚙合特點(diǎn)齒條中線沿O1C線遠(yuǎn)離(或靠近)齒輪：嚙合線、嚙合角不變與齒輪節(jié)圓相切并作純滾動：是與齒條中線相平行的節(jié)線

節(jié)點(diǎn)C位置沒有變，齒輪節(jié)圓大小也不變不論齒條中線是否與齒輪節(jié)圓相切(是否標(biāo)準(zhǔn)安裝)：齒輪分度圓總是與節(jié)圓重合嚙合角α’總是等于齒輪分度圓的壓力角α（齒條齒形角）五、齒輪和齒條傳動一對直齒輪傳動時，同時嚙合的齒數(shù)對不超過2個齒。其承載能力有限重合度：隨齒數(shù)增多而增大假想兩齒輪齒數(shù)均為無窮多：相當(dāng)于兩齒條傳動，此時εα趨于最大值εmax3、齒輪與齒條傳動的重合度實(shí)際嚙合線：齒輪加工方法銑齒插齒拉齒滾齒單件生產(chǎn)大批量精加工批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)六、齒條刀切制齒輪原理漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動成形法（幾何外形）范成法（嚙合原理）六、齒條刀切制齒輪原理插齒批量生產(chǎn)六、齒條刀切制齒輪原理盤形銑刀指狀銑刀齒輪插刀齒條插刀齒輪滾刀漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動六、齒條刀切制齒輪原理標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具

形狀與普通齒條相似為加工出齒輪的齒根高：齒條刀的齒頂高比標(biāo)準(zhǔn)齒條齒頂高高出c*m高出部分：以ρ為半徑的圓弧與齒條刀的直線齒廓部分相切

切制出的齒輪：齒根圓以上、頂隙c以內(nèi)部分不是漸開線、而是圓弧曲線（過渡曲線）范成法時：通常將刀具齒頂部分到中線距離為ha*m的平行線稱為齒條刀的齒頂線齒條刀的齒頂線六、齒條刀切制齒輪原理切制原理：

刀具以v=r1ω1等速移動：輪坯以ω1等速轉(zhuǎn)動（齒條節(jié)線與輪坯分度圓在節(jié)點(diǎn)C處作純滾動）齒條刀分度線(中線)上的齒厚s=齒槽寬e。安裝刀具：若齒條刀中線與齒輪毛坯分度圓相切并作純滾動，可切出分度圓上齒厚等于齒槽寬、齒頂高和齒根高為標(biāo)準(zhǔn)值的標(biāo)準(zhǔn)齒輪六、齒條刀切制齒輪原理漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動1、根切現(xiàn)象七、漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù)齒頂線削弱輪齒抗彎強(qiáng)度縮短實(shí)際嚙合線，降低重合度，影響運(yùn)動平穩(wěn)性七、漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù)觀察三種情況下范成加工的結(jié)果：2、產(chǎn)生根切的原因刀具齒頂線在N1點(diǎn)下方情況1七、漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù)刀具齒頂線通過N1點(diǎn)情況2七、漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù)結(jié)論：刀具齒頂線超過N1點(diǎn)情況3七、漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù)3、避免根切的方法避免根切條件(1)被切齒輪的齒數(shù)應(yīng)多于不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)七、漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù)(2)移動齒條刀具使之遠(yuǎn)離輪坯中心七、漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù)為避免根切刀具需移動的最小距離xmxmx:變位系數(shù)N1漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合1、變位齒輪的概念八、變位齒輪傳動變位齒輪：正變位齒輪：x＞0，正變位系數(shù)（刀具遠(yuǎn)離毛坯）負(fù)變位齒輪：x＜0，負(fù)變位系數(shù)（刀具靠近毛坯）八、變位齒輪傳動變位齒輪：分度圓、基圓、齒距、基節(jié)（不變）；

正變位：齒頂圓/齒根圓增、齒頂高增、齒厚增、齒根高降、齒槽寬降負(fù)變位：情況相反標(biāo)準(zhǔn)齒輪、變位齒輪關(guān)系：齒廓曲線取同一基圓上的漸開線的不同部位八、變位齒輪傳動類型變位系數(shù)齒數(shù)條件特點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)傳動標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動等移距變位齒輪傳動（高度變位齒輪傳動）嚙合角不變齒頂高/齒根高變化a’＝

a（中心距不變）優(yōu)點(diǎn)：可以減少齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸和重量；相對地提高承載能力；改善齒輪的磨損情況；中心距不變，可成對地替換標(biāo)準(zhǔn)齒輪。缺點(diǎn)：互換性差，必須成對設(shè)計、制造和使用；重合度略有減少。不等移距變位齒輪傳動（角度變位傳動）嚙合角發(fā)生變動正傳動不受限制a’>a（中心距加大）優(yōu)點(diǎn)：可以減少齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸和重量；提高齒強(qiáng)度；改善齒輪的磨損情況；配湊a’>a時的中心距。缺點(diǎn)：互換性差，必須成對設(shè)計、制造和使用；重合度減少。負(fù)傳動a’<a（中心距減?。﹥?yōu)點(diǎn)：配湊a’<a時的中心距；重合度增大。缺點(diǎn)：互換性差，必須成對設(shè)計、制造、使用；齒輪的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度都降低。本章教案§5-5其它齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合特點(diǎn)

平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)

蝸桿機(jī)構(gòu)

直齒錐齒輪機(jī)構(gòu)

交錯軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)其它齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合特一、平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)1、齒面的形成及嚙合特點(diǎn)βb角稱為基圓柱上的螺旋角一、平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)發(fā)生面(嚙合面)分別與兩個基圓圓柱相切并作純滾動，發(fā)生面上的斜線KK分別在兩基圓柱上形成螺旋角相同、方向相反的漸開螺旋面。齒輪的瞬時接觸線：斜直線接觸線：由短變長、再由長變短變化（齒輪傳動的沖擊、振動減小，傳動較平穩(wěn)，適用于高速傳動）齒輪嚙合時從動輪上接觸線的情況嚙合角不變中心距可分性一、平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)一、平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)：法面參數(shù)，即法面模數(shù)mn、法面壓力角αn、法面齒頂高系數(shù)han*、法面頂隙系數(shù)c*n。(2)分度圓柱螺旋角及基圓柱螺旋角2、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)及基本尺寸螺旋角β是重要的基本參數(shù)之一。β越大，軸向力越大。2、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)及基本尺寸(3)法面參數(shù)和端面參數(shù)1）模數(shù)：2）齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)和變位系數(shù)：端面變位系數(shù)與法面變位系數(shù)：2、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)及基本尺寸(3)法面參數(shù)和端面參數(shù)3）壓力角：端面壓力角transversepressureangle斜齒輪、斜齒條正確嚙合：斜齒條的法面參數(shù)和端面參數(shù)一定與斜齒輪的法面參數(shù)和端面參數(shù)分別相同(齒高度相同)2、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)及基本尺寸(端面公式相同！)一、平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)兩輪的法面模數(shù)和法面壓力角應(yīng)分別相等；兩輪嚙合處的齒向要相同端面模數(shù)和端面壓力角也分別相等。即3、正確嚙合條件一、平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)4、斜齒輪傳動的重合度1）輪齒嚙合過程一、平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)4、斜齒輪傳動的重合度2）重合度8o~15o一、平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)β愈大，εβ愈大：傳動愈平穩(wěn)。β增大，軸向力Fa也增大：對傳動不利。設(shè)計時一般取β=8°～15°人字齒輪螺旋角β：β=25°～40°25o~40o一、平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)當(dāng)量齒輪：法面齒形當(dāng)量齒數(shù)（zv）5、斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)bβa其它齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合特點(diǎn)二、蝸桿機(jī)構(gòu)1、蝸桿、蝸輪的形成蝸桿：螺旋角β1（左旋、右旋蝸桿）蝸輪：螺旋角β2＝90°－β1

蝸桿導(dǎo)程角：λ1＝90°－β1蝸桿導(dǎo)程角λ1

=蝸輪螺旋角β2

蝸桿、蝸輪旋向相同漸開線蝸桿：加工工藝復(fù)雜，應(yīng)用不廣。阿基米德蝸桿：應(yīng)用廣泛（Archimedesspiral）端面齒形：阿基米德螺線-亦稱“等速螺線”軸面齒形：直線，相當(dāng)于齒條287B.C.-212B.C.β1其它齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合特點(diǎn)二、蝸桿機(jī)構(gòu)阿基米德蝸桿：應(yīng)用廣泛（Archimedesspiral）端面齒形：阿基米德螺線-亦稱“等速螺線”軸面齒形：直線，相當(dāng)于齒條287B.C.-212B.C.古希臘阿基米德在著作《論螺線》中對等速螺線的性質(zhì)做了詳細(xì)討論，后世的數(shù)學(xué)家們把等速螺線稱為“阿基米德螺線”。最早發(fā)現(xiàn)等速螺線的人是阿基米德的老師——柯農(nóng)。在他死后，阿基米德繼承了他的工作。三、蝸桿機(jī)構(gòu)2、基本參數(shù)及正確嚙合條件中間平面：垂直于蝸輪軸線、通過蝸桿軸線標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)：蝸桿軸面、蝸輪端面（ma1、mt2）正確嚙合條件：12三、蝸桿機(jī)構(gòu)(1)蝸桿的直徑系數(shù)3、基本尺寸計算蝸桿的直徑系數(shù)（GB/T10085~89-2018）L：蝸桿導(dǎo)程z1：蝸桿頭數(shù)L為了限制蝸輪滾刀數(shù)目，蝸桿分度圓直徑標(biāo)準(zhǔn)化三、蝸桿機(jī)構(gòu)3、基本尺寸計算GB/T10085-2018：圓柱蝸桿傳動基本參數(shù)GB/T10086-2018：圓柱蝸桿、蝸輪代號GB/T10087-2018：圓柱蝸桿基本齒廓GB/T10088-2018：圓柱蝸桿模數(shù)和直徑GB/T10089-2018：圓柱蝸桿、蝸輪精度三、蝸桿機(jī)構(gòu)蝸桿不變位，蝸輪變位蝸桿節(jié)圓與分度圓不重合變位蝸輪分度圓與節(jié)圓重合變位蝸輪：齒頂圓、齒根圓、分度圓齒厚(變化)(2)變位系數(shù)（湊中心距or提高蝸桿蝸輪傳動的承載能力）三、蝸桿機(jī)構(gòu)三、蝸桿機(jī)構(gòu)1)傳動平穩(wěn)2)傳動比大3)具有自鎖性4)齒面相對滑動速度大，磨損快、易發(fā)熱、效率低，需要潤滑和散熱4、蝸桿蝸輪傳動的特點(diǎn)其它齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合特點(diǎn)三、直齒錐齒輪機(jī)構(gòu)任意相交兩軸五個圓錐：分度圓錐、基圓錐、頂圓錐、根圓錐、節(jié)圓錐特點(diǎn)四、直齒錐齒輪機(jī)構(gòu)

球面漸開線大端齒廓、小端齒廓標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)：大端面/大端齒廓嚙合：兩基圓錐頂交于一點(diǎn)1、齒廓曲面的形成sphericalinvolute四、直齒錐齒輪機(jī)構(gòu)2、背錐與當(dāng)量齒輪背錐錐距：rv與之相等分度圓錐角：δ錐距：R四、直齒錐齒輪機(jī)構(gòu)3、正確嚙合條件四、直齒錐齒輪機(jī)構(gòu)(1)分度圓錐角：4、基本尺寸計算四、直齒錐齒輪機(jī)構(gòu)等頂隙圓錐齒輪傳動(2)錐距R(3)根錐角δf（齒根圓錐角）(4)頂錐角δa（齒頂圓錐角）收縮頂隙圓錐齒輪傳動齒根角齒頂角小端齒頂厚度小，齒根處圓角半徑小，影響齒輪強(qiáng)度相當(dāng)于降低齒輪小端處齒高，即減小小端齒廓實(shí)際工作段，從而增大小端輪齒強(qiáng)度四、直齒錐齒輪機(jī)構(gòu)其它齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合特點(diǎn)四、交錯軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)交錯軸斜齒輪傳動：法面模數(shù)、法面壓力角分別相等螺旋角不相等二、交錯軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)1、傳動中心距與兩輪軸線的交角分度圓柱面切于C點(diǎn)，C點(diǎn)位于兩交錯軸的公垂線上二、交錯軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)2、從動輪的轉(zhuǎn)向及傳動比(1)傳動比∑＝90°：(2)從動輪的轉(zhuǎn)向1)點(diǎn)接觸：2)齒面相對滑動速度大：齒高、齒向接觸應(yīng)力大，易磨損，壽命低目錄第五章齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)輪系齒輪傳動第五章齒輪機(jī)構(gòu)輪系輪系的類型定軸輪系及其傳動比周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比復(fù)合輪系及其傳動比輪系的應(yīng)用幾種特殊的行星傳動簡介自學(xué)輪系本章教案輪系本章教案輪系、定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系：輪系的傳動比：輪系中首輪與末輪的角速度(或轉(zhuǎn)速)比首輪用“1”、末輪用“k”表示：

i1k＝ω1/ωk＝n1/nk

輪系的運(yùn)動分析：傳動比大小、齒輪轉(zhuǎn)向一對齒輪的傳動比：

i12＝ω1/ω2＝z2/z1本章教案輪系一、基本概念一對外嚙合齒輪：兩輪轉(zhuǎn)向相反一對內(nèi)嚙合齒輪：兩輪轉(zhuǎn)向相同一對錐齒輪：同時趨近或背離節(jié)點(diǎn)一對齒輪的表示一、基本概念蝸輪轉(zhuǎn)向判斷：左、右手規(guī)則一對齒輪的表示輪系平面定軸輪系空間定軸輪系§5-6定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比一、平面定軸輪系_傳動比的大小定軸輪系首末兩輪的傳動比的值=所有從動輪齒數(shù)的乘積與所有主動輪齒數(shù)的乘積之比。其值也等于組成該輪系中各對齒輪傳動比的連乘積。一般表達(dá)式：一、平面定軸輪系惰輪（過輪、過橋輪、介輪）idler，idlegear？？方法2：箭頭標(biāo)注法方法1：外嚙合次數(shù)法2、首、末輪的轉(zhuǎn)向定軸輪系的傳動比二、空間定軸輪系1、傳動比的大?。和矫娑ㄝS輪系2、首、末輪的轉(zhuǎn)向情況1：首、末兩軸平行

首、末兩軸平行：加“+”、“-”號用標(biāo)注箭頭法確定二、空間定軸輪系情況2：首、末兩軸不平行

不加符號用箭頭標(biāo)轉(zhuǎn)向

本章教案周轉(zhuǎn)輪系的組成周轉(zhuǎn)輪系的分類周轉(zhuǎn)輪系傳動比§5-7周轉(zhuǎn)輪系的傳動比周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)一、周轉(zhuǎn)輪系的組成周轉(zhuǎn)輪系：組成要素：行星輪(satellite)、中心輪(太陽輪,sungear+ringgear,K)、行星架(系桿planetarycarrier,H)、機(jī)架基本構(gòu)件：軸線與主軸線O1O2重合，并承受外力矩的構(gòu)件周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)二、周轉(zhuǎn)輪系的分類按自由度分類(1)差動輪系differentialgeartrain

(2)行星輪系planetary/epicyclic

geartrain差動輪系：主要用于運(yùn)動的傳遞行星輪系：可用作動力傳遞周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)(1)2K-H型周轉(zhuǎn)輪系(2)3K型周轉(zhuǎn)輪系(3)

K-H-V行星輪系等角速機(jī)構(gòu)V軸輸出按基本構(gòu)件的組成分類周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)三、周轉(zhuǎn)輪系傳動比反轉(zhuǎn)法(轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法)轉(zhuǎn)化輪系(轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu))

1、周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算的基本思路周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)相當(dāng)于定軸輪系：2、轉(zhuǎn)化輪系的傳動比計算1)上式只適用于轉(zhuǎn)化輪系的首末兩輪軸線平行的情況例如：圖中構(gòu)件1與3的傳動比構(gòu)件1與2的軸線不平行：2)齒數(shù)比前要加“+’’號或“-’’號3、使用轉(zhuǎn)化輪系傳動比公式的注意事項(xiàng)Z2：惰輪周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)3)ω1、ωk、ωH

均為代數(shù)值：轉(zhuǎn)向相同，用同號代入，若轉(zhuǎn)向不同應(yīng)分別用“+”、“-”號代入。

注意：第三個構(gòu)件的轉(zhuǎn)向應(yīng)由計算結(jié)果的“+”、“-”號來判斷

要點(diǎn)：周轉(zhuǎn)輪系的傳動比，一定要借助轉(zhuǎn)化輪系求得周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)例題例圖示輪系，已知求周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)例圖示輪系，已知求大小、轉(zhuǎn)向（n1和n3分別同向、反向時）13Hn1和n3分別同向時(+,+)n1和n3分別反向時(+,-)22’本章教案§5-8復(fù)合輪系的傳動比復(fù)合輪系：基本周轉(zhuǎn)輪系：一般步驟：1)正確劃分定軸輪系和基本周轉(zhuǎn)輪系

先找行星輪，再找行星架，所有中心輪

一個行星架對應(yīng)一個周轉(zhuǎn)輪系剩下的是定軸輪系2)分別列出各輪系的傳動比方程3)聯(lián)立求解例圖示輪系，已知求復(fù)合輪系的傳動比解

周轉(zhuǎn)輪系：由4、5、H、6組成定軸輪系：1、2、3組成周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)五、行星輪系中各輪齒數(shù)的確定滿足傳動比條件四個條件：周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)滿足同心條件中心輪與行星架的回轉(zhuǎn)軸線重合

d1/2+d2=d3/2

mz1/2+mz2=mz3/2周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)滿足安裝條件多個行星輪在兩中心輪間均布式中的k為行星輪的個數(shù)，N為整數(shù)。兩中心輪的齒數(shù)和應(yīng)為行星輪個數(shù)的整數(shù)倍周轉(zhuǎn)輪系的傳動比及設(shè)計要點(diǎn)滿足鄰接條件相鄰兩行星輪不能發(fā)生干涉r1=mz1/2r2=mz2/2ra2=(mz2+2mha*)/2π/kr1+r22(r1+r2)sin(

π/k)>2ra2(z1+z2)sin(

π/k)>z2+2ha*輪系的應(yīng)用

廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中，可以實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)軸之間傳動、變速傳動、獲得大傳動比、合成和分解運(yùn)動等特殊功能，達(dá)到工程目的。輪系主動軸和從動軸間的距離較遠(yuǎn)時，用輪系傳動可以節(jié)省空間、材料。主軸轉(zhuǎn)速不變時，利用輪系可使從動軸獲得多種工作轉(zhuǎn)速。I為動力輸入軸，III為輸出軸，4,6為滑移齒輪，A-B為牙嵌式離合器。該變速箱可使輸出軸得到四檔轉(zhuǎn)速。輪系采用行星輪系，只需很少幾個齒輪，就可以獲得很大傳動比。合成運(yùn)動和分解運(yùn)動都可用差動輪系實(shí)現(xiàn)。傳動比