機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第章5

第五章齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及類型第二節(jié)齒廓嚙合基本定律第三節(jié)漸開線齒廓第四節(jié)漸開線齒輪各部分的名稱及尺寸第五節(jié)漸開線齒輪傳動(dòng)的嚙合第六節(jié)漸開線齒輪的切齒原理第七節(jié)根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)及變位齒輪第八節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)第九節(jié)圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)5第一節(jié)齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及類型

齒輪機(jī)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：其缺點(diǎn)：⑴傳遞圓周速度和功率范圍大；⑵傳動(dòng)比恒定；⑶效率較高；⑷壽命較長；⑸可以傳動(dòng)空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)。⑴要求較高的制造和安裝精度，成本較高；⑵不宜于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。555

生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求如下：1)傳動(dòng)要準(zhǔn)確平穩(wěn)，即要求在傳動(dòng)過程中，傳動(dòng)比為常數(shù)，以免產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)和噪聲。2)承載能力要高，即要求齒輪尺寸小，重量輕，能傳遞較大的動(dòng)力，有較長的使用壽命。5第二節(jié)齒廓嚙合基本定律

齒輪的瞬時(shí)角速度之比稱為傳動(dòng)比。齒輪傳動(dòng)比的恒定與齒廓曲線有關(guān)。齒輪瞬時(shí)傳動(dòng)比為相互嚙合傳動(dòng)的一對(duì)齒廓，在任一嚙合位置時(shí)的傳動(dòng)比都與連心線O1O2被兩齒廓在接觸點(diǎn)處的公法線所分成的兩線段的長度成反比，這就是嚙合基本定律。5不論兩齒廓在何位置接觸，過接觸點(diǎn)所作兩齒廓的公法線都必須通過兩輪連心線上的固定點(diǎn)。

過點(diǎn)P所作的兩個(gè)相切的圓稱為節(jié)圓。外嚙合齒輪的中心距以節(jié)圓半徑表示為：齒輪傳動(dòng)比亦等于兩節(jié)圓半徑之反比，即

凡能滿足齒廓嚙合基本定律而相互嚙合的一對(duì)齒廓稱為共軛齒廓。5第三節(jié)漸開線齒廓

一、漸開線的形成及其特性該圓稱為漸開線的基圓，直線NK稱為漸開線的發(fā)生線。當(dāng)直線NK沿半徑為rb的圓作純滾動(dòng)時(shí)，此直線上任意點(diǎn)K軌跡AK就是該圓的淅開線5漸開線的性質(zhì)：⑴發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于其圓上被滾過的圓弧長，即⑵發(fā)生線NK是漸開線在K點(diǎn)的法線，切于基圓。⑶發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)N是漸開線在K點(diǎn)的曲率中心，而

NK為漸開線在K點(diǎn)的曲率半徑。⑷漸開線的形狀與基圓的大小有關(guān)。

5二、漸漸開線線方程程漸開線線的極極坐標(biāo)標(biāo)方程程式5三、漸漸開線線齒廓廓的嚙嚙合特特殊性性㈠漸開開線齒齒廓能能保證證定傳傳動(dòng)比比傳動(dòng)動(dòng)㈡漸開開線齒齒輪傳傳動(dòng)中中心距距具有有可分分離性性㈢漸開開線齒齒廓間間正壓壓力方方向恒恒定不不變齒輪傳傳動(dòng)時(shí)時(shí)其齒齒廓接接觸點(diǎn)點(diǎn)的軌軌跡稱為嚙合線線。5第四節(jié)節(jié)漸開線線齒輪輪各部部分的的名稱稱及尺尺寸一、漸漸開線線齒輪輪各部部分的的名稱稱1)齒齒數(shù)———z2)齒齒頂圓圓———ra半徑/da直徑3)齒齒槽寬寬———eK4)齒齒厚———sK5)齒齒根圓圓———rf半徑/df直徑6)齒齒距———pK=sK+eK7)分分度圓圓d（半徑徑r）和模模數(shù)md=pz/πm=d/z8)壓壓力角角———α59)齒頂高高、齒齒根高高和全全齒高高齒頂高高齒根高高全齒高高由以上上各式式還可可推得得齒頂圓圓直徑徑齒根圓圓直徑徑頂隙模數(shù)m、壓力力角a、齒頂頂高系系數(shù)和和頂隙隙系數(shù)數(shù)均為為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值，且且齒厚厚等于于齒槽槽寬，，這樣樣的齒齒輪稱稱為標(biāo)準(zhǔn)齒齒輪。5二、漸漸開線線標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)直齒齒圓柱柱齒輪輪幾何何尺寸寸5第五節(jié)節(jié)漸開線線齒輪輪傳動(dòng)動(dòng)的嚙嚙合一、正正確嚙嚙合條條件漸開線線直齒齒圓柱柱齒輪輪的正正確嚙合合條件件為：：兩輪的的模數(shù)和壓壓力角角必須須分別別相等等5二、重重合度度重合度度愈大大，同同時(shí)參參與嚙嚙合的的輪齒齒愈多，，單齒齒受載載越小小，承承載能能力越越大5三、中中心距距及嚙嚙合角角5四、滑滑動(dòng)系系數(shù)5對(duì)于齒齒輪1的齒廓廓，滑滑動(dòng)系系數(shù)為為對(duì)于齒齒輪2的齒廓廓，滑滑動(dòng)系系數(shù)為為考慮兩兩齒輪輪輪齒齒參與與工作作次數(shù)數(shù)不同同的影影響，，有5由右圖圖可知知：①滑動(dòng)動(dòng)系數(shù)數(shù)是嚙嚙合點(diǎn)點(diǎn)K位置的的函數(shù)數(shù)，即即u的數(shù)值值沿嚙嚙合線線變化化。②在實(shí)實(shí)際嚙嚙合線線的起起始點(diǎn)點(diǎn)和終終止點(diǎn)點(diǎn)外嚙嚙合時(shí)時(shí)，u1、u2最大。。③對(duì)同同一輪輪齒來來說，，齒根根部分分比齒頂部部分滑滑動(dòng)系系數(shù)大大。④在節(jié)節(jié)點(diǎn)P處嚙合合時(shí)，，滑動(dòng)動(dòng)系數(shù)數(shù)為零，兩兩齒廓廓節(jié)點(diǎn)點(diǎn)處嚙嚙合時(shí)時(shí)是純純滾動(dòng)。。⑤在嚙嚙合極極限點(diǎn)點(diǎn)處，，滑動(dòng)動(dòng)系數(shù)數(shù)趨于無限限大，，齒廓廓磨損損最嚴(yán)嚴(yán)重。。5第六節(jié)節(jié)漸開線線齒輪輪的切切齒原原理一、仿仿形法法特點(diǎn)：采用的的刀具具在其其軸剖剖面內(nèi)內(nèi)，刀刀刃的的形狀狀和被被切齒齒輪齒齒間的形形狀相相同。。盤狀齒齒輪銑銑刀指狀齒齒輪銑銑刀5二、展展成法法㈠齒輪輪插刀刀運(yùn)用包包絡(luò)原原理求求共軛軛曲線線的方方法來來加工工齒廓廓的。。5㈡齒條條插刀刀5㈢齒輪輪滾刀刀5第七節(jié)節(jié)根切現(xiàn)象象、最少少齒數(shù)及及變位齒齒輪一、根切切現(xiàn)象、、最少齒齒數(shù)用展成法法加工齒齒輪時(shí)，，刀具的的頂部切切入齒輪輪的根部部，將齒齒根的漸漸開線切切去一部部分，破破壞了漸漸開線齒齒廓，這這種現(xiàn)象象稱為輪輪齒的根切5由右圖分分析，若若要不根根切，必必須滿足足：即得最少齒數(shù)數(shù)zmin為5二、變位位齒數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒數(shù)數(shù)的主要要缺點(diǎn)：⑴齒數(shù)必必須大于于或等于于最少齒齒數(shù)，否否則會(huì)根根切。⑵不適用用于實(shí)際際中心距距不等于于標(biāo)準(zhǔn)中中心距的的場合。。⑶小齒輪輪齒根厚厚度小于于大齒輪輪的齒根根厚度，，滑動(dòng)系系數(shù)大于于大齒輪輪的滑動(dòng)動(dòng)系數(shù)，，因此更更容易損損壞。通過改變刀刀具與輪坯坯相對(duì)位置置而達(dá)到不不發(fā)生根切切的方法稱稱為變位法，采用此方方法切制的的齒輪稱為為變位齒輪。55三、變位齒齒數(shù)傳動(dòng)的的類型按一對(duì)齒輪輪的變位系系數(shù)之和x1+x2的不同情況況，可將變變位齒輪傳傳動(dòng)分為：：㈠零傳動(dòng)（（x1+x2=0）1)兩輪的變位位系數(shù)都等等于零，此此即標(biāo)準(zhǔn)齒齒輪傳動(dòng)。。2)兩輪的變位位系數(shù)一正正一負(fù)，稱稱為等移距距變位齒輪輪傳動(dòng)。㈡正傳動(dòng)（（x1+x2>0）兩輪齒數(shù)和和可以小于于最少齒數(shù)數(shù)的兩倍。。適用于實(shí)際際中心距大大于標(biāo)準(zhǔn)中中心距的情情況。㈢負(fù)傳動(dòng)（（x1+x2<0）兩輪齒數(shù)和和大于最少少齒數(shù)的兩兩倍。適用于實(shí)際際中心距小小于標(biāo)準(zhǔn)中中心距的情情況。55第八節(jié)斜齒圓柱齒齒輪傳動(dòng)一、斜齒輪輪齒廓曲面面的形成與與嚙合特點(diǎn)點(diǎn)55二、斜齒輪輪幾何尺寸寸計(jì)算㈠法向模數(shù)數(shù)mn和端面模數(shù)數(shù)mt㈡法向壓力角角αn和端面壓力力角αt5㈢齒頂高系數(shù)數(shù)及頂隙系系數(shù)㈣螺旋角β5三、斜齒輪輪正確嚙合合條件和重重合度㈠正確嚙合合條件1)相嚙合的兩兩斜齒輪的的法向模數(shù)數(shù)及法向壓壓力角應(yīng)分分別相等2)相嚙合的兩兩斜齒輪外外嚙合時(shí)，，兩輪的螺螺旋角大小小相等，方向相反；；內(nèi)嚙合時(shí)時(shí)兩輪的螺螺旋角大小小、方向均均相等。5㈡重合度5四、當(dāng)量齒齒輪右圖虛擬的的直齒輪稱稱為這個(gè)斜齒輪的當(dāng)量齒輪。其齒數(shù)為為當(dāng)量齒數(shù)。不發(fā)生根切切的最少齒齒數(shù)為55五、斜齒輪輪的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：⑴嚙合性能能比較好；；⑵重合度較較大；⑶最少齒數(shù)數(shù)小于直齒齒輪。缺點(diǎn)：產(chǎn)生軸向分分力（可作為左左右對(duì)稱的人字字齒輪改進(jìn)進(jìn)）5第九節(jié)圓錐齒輪傳傳動(dòng)一、圓錐齒齒輪概述5二