項目五齒輪傳動工作原理精PPT課件

1、一.齒輪傳動的基本類型及特點1、特點 齒輪傳動用來傳遞任意兩軸間的運動和動力，其圓周速度可達到300m/s，傳遞功率可達10萬KW，齒輪直徑可從不到1mm到20m以上，是現(xiàn)代機械中應(yīng)用最廣的一種機械傳動。測量儀表.swf（1）傳動比穩(wěn)定，工作可靠性較高；缺點：（2）不適宜于遠距離兩軸之間的傳動。（1）要求較高的制造和安裝精度，成本較高。優(yōu)點：（2）適用的圓周速度、功率和尺寸范圍廣；（4）可實現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間的傳動。（3）傳動效率高，使用壽命較長；第1頁/共29頁齒齒輪輪傳傳動動平面齒輪傳動平面齒輪傳動空間齒輪傳動空間齒輪傳動直齒圓柱齒輪傳動直齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳

2、動斜齒圓柱齒輪傳動傳遞相交運動傳遞相交運動傳遞交錯軸運動傳遞交錯軸運動內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合外嚙合外嚙合齒輪齒條齒輪齒條內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合外嚙合外嚙合齒輪齒條齒輪齒條直齒直齒斜齒斜齒交錯軸斜齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動蝸桿渦輪蝸桿渦輪準(zhǔn)雙曲面齒輪準(zhǔn)雙曲面齒輪曲線齒曲線齒人字齒齒輪運動人字齒齒輪運動2、類型 齒輪的應(yīng)用與種類.rmvb第2頁/共29頁外嚙合內(nèi)嚙合齒輪齒條 第3頁/共29頁 第4頁/共29頁交錯軸斜齒輪（舊稱螺旋齒輪）第5頁/共29頁齒輪傳動裝置形式分：1）開式、半開式傳動a).在農(nóng)業(yè)機械、建筑機械以及簡易的機械設(shè)備中，有一些齒輪傳動沒有防塵罩或機殼，齒輪完全暴露在外邊，這叫開式齒輪傳動。這種傳動不僅

3、外界雜物極易侵入，而且潤滑不良，因此工作條件不好，輪齒也容易磨損，故只宜用于低速傳動。b).齒輪傳動裝有簡單的防護罩，有時還把大齒輪部分地浸入油池中，則稱為半開式齒輪傳動。它工作條件雖有改善，但仍不能做到嚴(yán)密防止外界雜物侵入，潤滑條件也不算最好。第6頁/共29頁2）閉式傳動而汽車、機床、航空發(fā)動機等所用的齒輪傳動，都是裝在經(jīng)過精確加工而且封閉嚴(yán)密的箱體(機殼)內(nèi)，這稱為閉式齒輪傳動(齒輪箱)如圖5-1-1所示。它與開式或半開式的相比，潤滑及防護等條件最好，多用于重要的場合。圖5-1-1單級減速器.easm減速器.MPG第7頁/共29頁按齒面硬度分：1）軟齒面齒輪輪齒工作面的硬度小于或等350H

4、BS或38HRC；2）硬齒面齒輪輪齒工作面的硬度大于350HBS或38HRC。按照一對齒輪傳動的角速比是否恒定分 1）圓形齒輪傳動（角速度之比恒定）2）非圓齒輪傳動（角速度之比變化）按照輪齒齒廓曲線的不同分為1）漸開線齒輪(僅講漸開線齒輪傳動)、2）圓弧齒輪、3）擺線齒輪第8頁/共29頁3.基本要求1）傳動要準(zhǔn)確平穩(wěn)即要求齒輪傳動在工作過程中，瞬時傳動比要恒定，且振動、沖擊要小。2）承載能力大即要求齒輪傳動能傳遞較大的動力，且體積小、重量輕、壽命長。為了滿足基本要求，需要對齒輪齒廓曲線、嚙合原理和齒輪強度等問題進行研究。第9頁/共29頁齒頂圓齒頂圓da齒根圓齒根圓df齒槽寬齒槽寬e ek k齒

5、厚齒厚S SK K齒距齒距P PK K= =e eK K+ +S SK K在任意圓上在任意圓上r rk k齒槽齒槽r rk k分度圓分度圓d d齒頂高齒頂高h ha a齒根高齒根高h hf f全齒高全齒高h h基圓基圓d db b4.漸開線齒輪各部分名稱和符號第10頁/共29頁 (1) 齒頂圓: 過所有輪齒頂部所作的圓稱為齒頂圓, 其直徑和半徑分別用da和ra表示。 (2) 齒根圓: 過輪齒根部所作的圓稱為齒根圓, 其直徑和半徑分別用df和rf表示。 (3) 基圓: 發(fā)生漸開線齒廓的圓稱基圓, 其直徑和半徑分別用db和rb表示。 (4) 齒厚: 在直徑為dk的任一圓周上, 一個輪齒兩側(cè)齒廓間的

6、弧長稱為該圓上的齒厚, 用sk表示。 第11頁/共29頁 (5) (5) 齒槽寬: : 在直徑為d dk k的圓周上, , 相鄰輪齒兩側(cè)齒廓間的弧長稱為該圓上的齒槽寬, , 用e ek k表示。 (6) (6) 齒距: : 在直徑為d dk k的圓周上, , 相鄰兩齒同名齒廓之間的弧長稱為該圓上的齒距, , 用p pk k表示, p, pk k=s=sk k+e+ek k。 基圓齒距用p pb b表示, p, pb b=s=sb b+e+eb b。 s sb b、 e eb b分別為基圓上的齒厚和齒槽寬。 第12頁/共29頁 (7) (7) 分度圓: : 在齒頂圓和齒根圓之間的作為齒輪尺寸計算

7、基準(zhǔn)的圓, , 其直徑和半徑分別用d d和r r表示。 在標(biāo)準(zhǔn)齒輪上齒厚與齒槽寬相等, , 且分度圓的齒距p p、 齒厚s s、 齒槽寬e e的關(guān)系是: s: s= =e e= =p/p/2 2。 (8) (8) 齒頂高： 齒頂圓和分度圓之間的徑向距離稱為齒頂高, , 用h ha a表示。 顯然h ha a=(d=(da a-d)/2-d)/2。 第13頁/共29頁 (9) (9) 齒根高: : 分度圓和齒根圓之間的徑向距離稱為齒根高, , 用h hf f表示。 顯然h hf f=(d-d=(d-df f)/2)/2。 (10) (10) 齒高: : 齒頂圓和齒根圓之間的徑向距離稱為齒高, ,

8、 用h h表示。 顯然h=hh=ha a+h+hf f。 (11) (11) 齒輪寬度： 沿齒輪軸線的長度稱為齒寬, , 用b b表示。 第14頁/共29頁二、齒廓嚙合基本定二、齒廓嚙合基本定律律齒輪傳動的基本要求之一就是要保證傳動平穩(wěn)。所謂平穩(wěn)，是指嚙合過程中瞬時傳動比：i= = 1 1/ / 2 2保持恒定。如右圖所示：21nn 齒廓E1和E2在K點嚙合 過K點作兩齒廓的公法線nn，它與連心線o1o2的交點C稱為節(jié)點。o1o2E1E2Ck第15頁/共29頁 兩齒輪在K點的線速度分別為： 顯然 1、 2在公法線nn上的分速度相等。否則兩齒廓嚙合時將互相嵌入或分離KK111 KK222 21o

9、1o2E1E2CknnVk2Vk1 過點O2作nn的平行線，并與O1K的延長線相交Z點Zab第16頁/共29頁 Kab KO2Z,O1O2Z O1CK 由相似三角形相應(yīng)邊成比例得：21/ i一對傳動齒輪的瞬時角速度與其連心線O1O2被齒廓接觸點公法線所分割的兩線段長度成反比。21o1o2E1E2CknnVk2Vk1ZabCOCO12/ 上式表明：上式表明：齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律證明.swf(參考)第17頁/共29頁由上式推論由上式推論： 顯然要使兩齒輪瞬時角速度比恒定不變，必須使C點為連心線上的固定點。 或者說或者說要使齒輪傳動得到定傳動比，不論齒廓在任何位置接觸，過

10、接觸點所作的齒廓公法線都必須與連心線交于一定點。COCOi1221/ 21nno1o2E1E2Ck第18頁/共29頁21nno1o2E1E2Ck過節(jié)點過節(jié)點C所作的兩所作的兩個相切的圓稱為節(jié)圓個相切的圓稱為節(jié)圓。r2r1一對外嚙合齒輪的一對外嚙合齒輪的中心距恒等于其節(jié)圓中心距恒等于其節(jié)圓半徑之和半徑之和。a中心距節(jié)點節(jié)點節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓COCOi1221/ 12/rr 第19頁/共29頁共軛齒廓共軛齒廓 凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓稱凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓稱為共軛齒廓。理論上有無窮多對共軛齒廓。為共軛齒廓。理論上有無窮多對共軛齒廓。 在機械中，常用的齒廓有漸開線齒廓、擺線齒廓

11、、圓弧齒廓。齒廓曲線的選擇齒廓曲線的選擇1.1.滿足定傳動比的要求；2.2.考慮設(shè)計、制造、安裝和強度等方面要求。 由于漸開線齒廓容易制造；也便于安裝，互換性也好，因此應(yīng)用最廣。第20頁/共29頁三、漸開線的形成和特三、漸開線的形成和特性性BKBK直線稱為發(fā)生線。1 1、漸開線的形成: : 一直線在一個圓周上做純滾動時，直線上任意一點的軌跡稱為漸開線。AK漸開線漸開線B發(fā)生線發(fā)生線kO基圓基圓rb這個圓稱為基圓。AKAK曲線稱為漸開線。的的展展角角稱稱漸漸開開線線KKk0 第21頁/共29頁AKBOrb2 2、漸開線特性: :（1）BK=AB 發(fā)生線沿基圓發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基滾過的長度

12、等于基圓上被滾過的圓弧圓上被滾過的圓弧長度。長度。（2）BK為漸開線在K點的法線，且為K點的曲半半徑。漸開線上任一點的法線必于與基圓相切。第22頁/共29頁AKBOrK 漸開線上點的壓力角漸開線上點的壓力角 在不考慮摩擦力、重力和在不考慮摩擦力、重力和慣性力的條件下，一對齒廓相慣性力的條件下，一對齒廓相互嚙合時，齒輪上接觸點所互嚙合時，齒輪上接觸點所受到的受到的正壓力方向正壓力方向與受力點與受力點速速度方向度方向之間所夾的之間所夾的銳角銳角，稱為，稱為齒輪齒廓在該點的齒輪齒廓在該點的壓力角壓力角。 ( () )漸開線齒廓各點具有不同的壓力角，離基圓中心愈遠，壓力角愈大?；鶊A上的壓力角為零。rb

13、k Vkk PkkbKrrOKOB cosrK稱為向徑稱為向徑第23頁/共29頁第24頁/共29頁 當(dāng)基圓半徑趨于無窮大時，漸開線成為斜直線。它就是漸開線齒條的齒廓。KO11rb221rb1o1N3在在KN1KO22(4)(4)漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓越大，漸開線越平直。N2o23K03在在(5) (5) 基圓以內(nèi)無漸開線。 以上五點是研究漸開線齒輪嚙合原理的出發(fā)點。第25頁/共29頁當(dāng)兩齒輪基圓的大小和位置已定，其在一個方向上的內(nèi)公切線只有一條，它與中心線的交點也只有一個，即為節(jié)點，故一對漸開線齒廓嚙合能滿足齒廓嚙合基本定律。傳動比：1212212112bbrrrrnni 上式表明，兩漸開線齒輪嚙合時，其傳動比與基圓半徑成反比。四、漸開線齒廓的嚙合特點1)、傳動比的恒定性 第26頁/共29頁2)、具有可分性 上式表明：漸開線齒輪的傳動比等于兩輪基圓半徑的反比。O1O2PPO1O2rb1rb2rb2rb1i12 = 12O1PO2Prb1rb2i12 = = = 12O1PO2 Prb1rb2i12 = i12若中心距略有誤差傳動比不變傳動比不變第27頁/共29頁3).齒廓間正壓力方向不變