NO17機(jī)械原理ppt第十章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

1、機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第第1010章章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)10.1 齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及分類齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及分類10.2 齒輪的齒廓曲線齒輪的齒廓曲線10.3 漸開線齒廓及其嚙合特點(diǎn)漸開線齒廓及其嚙合特點(diǎn)10.4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算10.5 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)10.6 漸開線齒廓的切制原理漸開線齒廓的切制原理10.8 斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)10.10 直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)10.9 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)

2、計(jì)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)10.7 漸開線漸開線變位齒輪的嚙合傳動(dòng)變位齒輪的嚙合傳動(dòng)機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1、齒輪機(jī)構(gòu)可用于傳遞空間任意軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；齒輪機(jī)構(gòu)可用于傳遞空間任意軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；傳遞的功率、速度范圍大；傳遞的功率、速度范圍大；傳動(dòng)比準(zhǔn)確、傳動(dòng)效率高；傳動(dòng)比準(zhǔn)確、傳動(dòng)效率高；使用壽命長(zhǎng)、工作安全可靠；使用壽命長(zhǎng)、工作安全可靠；需要專門的機(jī)床和刀具、安裝精度要求高、成本高。需要專門的機(jī)床和刀具、安裝精度要求高、成本高。q某航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)q 桑塔納轎車的主傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)2 2、齒輪

3、機(jī)構(gòu)的分類、齒輪機(jī)構(gòu)的分類（1）平行軸間的傳動(dòng)（2）相交軸間的傳動(dòng)（3）交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)直齒輪傳動(dòng)斜齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)曲線齒圓錐齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)外嚙合傳動(dòng)內(nèi)嚙合傳動(dòng)齒條與齒輪傳動(dòng)機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)齒輪系統(tǒng)誤差與精度分析齒輪系統(tǒng)誤差與精度分析齒輪的振動(dòng)與噪聲研究齒輪的振動(dòng)與噪聲研究新型齒輪機(jī)構(gòu)研究新型齒輪機(jī)構(gòu)研究機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1 1、齒廓嚙合的基本定律、齒廓嚙合的基本定律012 nvkkpopoi122

4、112 此為此為齒廓嚙合的基本要求齒廓嚙合的基本要求，又稱為齒廓嚙合，又稱為齒廓嚙合的基本方程式。的基本方程式。此為此為齒廓嚙合的基本定律齒廓嚙合的基本定律：一對(duì)嚙合傳動(dòng)的齒輪，一對(duì)嚙合傳動(dòng)的齒輪，在任何瞬時(shí)的傳動(dòng)比都與其連心線被其嚙合齒廓在任何瞬時(shí)的傳動(dòng)比都與其連心線被其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)的公法線所分成的兩段成反比在接觸點(diǎn)的公法線所分成的兩段成反比。齒廓曲線與傳動(dòng)比的關(guān)系？齒廓曲線與傳動(dòng)比的關(guān)系？共軛齒廓共軛齒廓（conjugate profile)conjugate profile)：滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒廓稱為：滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒廓稱為共軛齒廓，共軛齒廓的齒廓曲線為共軛曲線

5、。共軛齒廓，共軛齒廓的齒廓曲線為共軛曲線。公法線方向公法線方向相對(duì)速度相對(duì)速度機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)由齒廓嚙合的基本定律可知由齒廓嚙合的基本定律可知：1） cpopoi122112cpopoi 122112 popo2211 變傳動(dòng)比傳動(dòng)，變傳動(dòng)比傳動(dòng)，p p點(diǎn)在輪點(diǎn)在輪1 1、輪、輪2 2的運(yùn)動(dòng)平面上的軌跡的運(yùn)動(dòng)平面上的軌跡是兩個(gè)非圓曲線，稱為節(jié)曲線，此傳動(dòng)為是兩個(gè)非圓曲線，稱為節(jié)曲線，此傳動(dòng)為非圓齒輪非圓齒輪傳動(dòng)。傳動(dòng)。2）定傳動(dòng)比傳動(dòng)，定傳動(dòng)比傳動(dòng)，p p點(diǎn)在輪點(diǎn)在輪1 1、輪、輪2 2的運(yùn)動(dòng)平面上的軌跡的運(yùn)動(dòng)平面上的軌跡是兩個(gè)圓，稱為節(jié)圓，是兩個(gè)圓

6、，稱為節(jié)圓， p p點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，此傳動(dòng)為點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，此傳動(dòng)為圓圓形齒輪傳動(dòng)。形齒輪傳動(dòng)。在節(jié)點(diǎn)處兩齒輪的線速度相等，即兩齒輪作定傳動(dòng)在節(jié)點(diǎn)處兩齒輪的線速度相等，即兩齒輪作定傳動(dòng)比傳動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于兩節(jié)圓作純滾動(dòng)。比傳動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于兩節(jié)圓作純滾動(dòng)。3）P P是否為定點(diǎn)，是由兩齒廓的公法線決定的是否為定點(diǎn)，是由兩齒廓的公法線決定的 ，即由，即由兩齒廓的形狀決定的，由此可得傳動(dòng)比與齒廓曲線的兩齒廓的形狀決定的，由此可得傳動(dòng)比與齒廓曲線的關(guān)系關(guān)系 。 機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 共軛齒廓曲線是按照給定的傳動(dòng)比，根據(jù)共軛齒廓曲線是按照給定的傳動(dòng)比，根據(jù)齒廓嚙合的基本定律來確定

7、的。齒廓嚙合的基本定律來確定的。齒廓曲線的選擇原則齒廓曲線的選擇原則滿足傳動(dòng)比的要求滿足傳動(dòng)比的要求考慮齒輪的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、安裝、使用維護(hù)考慮齒輪的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、安裝、使用維護(hù)常用齒廓曲線：常用齒廓曲線：漸開線漸開線、擺線、變態(tài)擺線、圓弧、擺線、變態(tài)擺線、圓弧、拋物線拋物線方法：包絡(luò)線法、齒廓法線法、動(dòng)瞬心線法方法：包絡(luò)線法、齒廓法線法、動(dòng)瞬心線法機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)漸開線漸開線發(fā)生線發(fā)生線基圓基圓1 1、漸開線的形成及特性、漸開線的形成及特性（1 1）漸開線的形成漸開線的形成 當(dāng)一直線當(dāng)一直線BKBK沿一圓周作純滾動(dòng)時(shí)，直沿一圓周作純滾動(dòng)時(shí)，直

8、線上任一點(diǎn)線上任一點(diǎn)K K的軌跡的軌跡AKAK就是該圓的漸開線。就是該圓的漸開線?；鶊A基圓: r: rb b發(fā)生線發(fā)生線: : BK BK向徑向徑: r: rk k展角展角: k壓力角壓力角： k機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1 1）發(fā)生線沿基圓滾過的長(zhǎng)度，等于基圓上被滾過的圓）發(fā)生線沿基圓滾過的長(zhǎng)度，等于基圓上被滾過的圓弧長(zhǎng)度；弧長(zhǎng)度；2 2）漸開線上任意點(diǎn)的法線恒與基圓相切；）漸開線上任意點(diǎn)的法線恒與基圓相切；3 3）B B點(diǎn)為漸開線在點(diǎn)為漸開線在K K點(diǎn)的曲率中心，點(diǎn)的曲率中心，BKBK為為K K點(diǎn)的曲率半點(diǎn)的曲率半徑；漸開線愈接近基圓部分的曲率半徑愈小。徑

9、；漸開線愈接近基圓部分的曲率半徑愈小。4 4）漸開線的形狀取決于基圓的大??；）漸開線的形狀取決于基圓的大?。煌普摚和换鶊A上任意兩條漸推論：同一基圓上任意兩條漸開線（無論是同向的，還是反開線（無論是同向的，還是反向的），沿公法線方向的對(duì)應(yīng)向的），沿公法線方向的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離處處相等。點(diǎn)之間的距離處處相等。5 5）基圓內(nèi)無漸開線。）基圓內(nèi)無漸開線。機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（1）漸開線齒廓能保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)：漸開線齒廓能保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)： P P為定點(diǎn)，為定點(diǎn)，常數(shù) popoi122112 （2）漸開

10、線齒廓之間的正壓力方向不變：漸開線齒廓之間的正壓力方向不變：漸開線齒廓之間的正壓力方向是沿漸開線齒廓之間的正壓力方向是沿N N1 1N N2 2。“四線合一四線合一”： N N1 1N N2 2是兩基圓的內(nèi)公切線；是兩基圓的內(nèi)公切線； 兩齒廓在嚙合點(diǎn)的公法線；兩齒廓在嚙合點(diǎn)的公法線； 嚙合線；嚙合線； 齒廓之間的正壓力方向線。齒廓之間的正壓力方向線。（3 3）漸開線齒廓傳動(dòng)具有可分性）漸開線齒廓傳動(dòng)具有可分性：機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1、齒輪、齒輪各部分名稱和符號(hào)各部分名稱和符號(hào) 齒頂圓：齒頂圓：ra 齒根圓：齒根圓：rf 分度圓分度圓 ：r 齒厚齒厚 ：s

11、k 齒槽寬齒槽寬 ：ek 齒距齒距 ：pk=sk+ek 基圓齒距：基圓齒距：pb法向齒距：法向齒距：pb 齒頂高齒頂高 ：ha 齒根高齒根高 ：hf 齒全高齒全高 ：h 齒寬齒寬 ：B 機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)2、漸開線齒輪的基本參數(shù)、漸開線齒輪的基本參數(shù) ah crrbarccos (4)(4)齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù): :頂隙系數(shù)：頂隙系數(shù)：1 ah25. 0 c正常齒：正常齒：(1)(1)齒數(shù)齒數(shù)：z z(2)(2)模數(shù)模數(shù)：m m d=zpd=zp/ =zmm=p/ (mm)(3)(3)分度圓壓力角分度圓壓力角： rb=rcos =1/2mzcos 8

12、. 0 ah3 . 0 c短齒短齒：mhhaa mchhaf)( 分度圓：漸開線齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。分度圓：漸開線齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)3 3、漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪各部分的幾何尺寸、漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪各部分的幾何尺寸（1）標(biāo)準(zhǔn)齒輪 是指 m、ha*、 c*均為標(biāo)準(zhǔn)值，且e=s的齒輪。（2）標(biāo)準(zhǔn)齒輪的幾何尺寸計(jì)算 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)齒輪z 、 m、ha*、 c*的五個(gè)基本參數(shù)確定之后，其主要尺寸及齒廓形狀就完全確定。標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸計(jì)算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)幾何尺寸的計(jì)算公式見表漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)幾何尺寸的計(jì)算公式見表10-2, p17310-2, p173機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)內(nèi)齒輪與外齒輪的區(qū)別內(nèi)齒輪與外齒輪的區(qū)別：（）（）齒頂圓小于分度圓齒頂圓小于分度圓； 齒根圓大于分度圓齒根圓大于分度圓 。)(21)22()2(12zzmachzmdhzmdafaa （）（）內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的，內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的，其齒厚和齒槽寬分別對(duì)應(yīng)于外齒其齒厚和齒槽寬分別對(duì)應(yīng)于外齒輪的齒槽寬和齒厚。輪的齒槽寬和齒厚。機(jī)械原理機(jī)械原理第第10章齒輪機(jī)構(gòu)及其