機(jī)密機(jī)械與儀器設(shè)計(jì)第八章課件

第八章齒輪傳動135第一節(jié)概述齒輪傳動是精密機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛的傳動機(jī)構(gòu)。1、主要用途:1)傳遞任意兩軸之間的運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩;2）變換運(yùn)動的方式：①將轉(zhuǎn)動變?yōu)橐苿英趯⒁苿幼優(yōu)檗D(zhuǎn)動。

3)變速：①將高轉(zhuǎn)速變成低轉(zhuǎn)速；②將低轉(zhuǎn)速變成高轉(zhuǎn)速。在機(jī)器中通常是用來實(shí)現(xiàn)減速，而在儀器儀表中除用于減速外，還常用于增速，以實(shí)現(xiàn)傳動放大作用。缺點(diǎn)：①制造和安裝的精度要求高，費(fèi)用比較昂貴；②不適宜遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動。3、類型：1）按齒廓曲線分：①漸開線齒；②擺線齒；③圓弧齒;2）按齒線相對于齒輪母線方向分：①直齒；②斜齒；③人字齒；④曲線齒;第二節(jié)齒廓嚙合基本定律

1、齒廓嚙合的基本定律：齒輪傳動是靠主動輪輪齒的齒廓，依次推動從動輪輪齒的齒廓實(shí)現(xiàn)的。對齒輪傳動的基本要求之一是其瞬時傳動比應(yīng)當(dāng)保持恒定。否則當(dāng)主動輪以等角速度轉(zhuǎn)動時，從動輪的角速度將發(fā)生變化，產(chǎn)生慣性力，從而影響輪齒的強(qiáng)度，使其過早地?fù)p壞;同時還將引起振動，影響齒輪的傳動精度。要保證瞬時傳動比恒定不變，則齒輪的齒廓必須符合一定的條件。圖8-2為一對相互嚙合的齒輪，設(shè)主動輪1以角速度W1繞軸01順時針方向回轉(zhuǎn)，從動輪2受輪l的推動以角速度W2繞軸O2逆時針方向回轉(zhuǎn)。兩輪輪齒的齒廓C1、C2在任意點(diǎn)K接觸，它們在K點(diǎn)處的線速度分別為VK1、VK2，為兩齒廓接觸點(diǎn)間的相對速度。過K點(diǎn)作兩齒廓C1、C2的公法線NN。顯然，要使這一對齒廓能連續(xù)地接觸傳動，則VK1、VK2在公法線NN方向上的分速度應(yīng)相等，否則兩齒廓將會壓壞或分離，即VK1cosαk1=VK2cosαk2又因VK1=ω101KVK2=ω202K故得i12=ω1/ω2=cosαk202K/cosαk101K

過01、02分別作公法線NN的垂線，得交點(diǎn)N1、N2，由圖可知

cosαk202K=02N2cosαk101K=01N1⊿01PN1～⊿02PN2i12=ω1/ω2=02N2/01N1=02P/01P(8-1)凡滿足上述定律而相互嚙合的一對齒廓，稱為共軛齒廓。從理論上來說，可以用作共軛齒廓的曲線是很多的，但在生產(chǎn)實(shí)踐中，必須從設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用等方面綜合考慮，加以選擇。目前常用的齒廓曲線有漸開線、擺線、修正擺線等。由于采用漸開線作為齒廓曲線，不但容易制造，而且也便于安裝、互換性好，所以絕大部分齒輪都采用漸開線作齒廓曲線，因此本章將主要介紹漸開線齒輪。第三節(jié)漸開線齒廓曲線一、漸開線的形成及其性質(zhì)

(一)漸開線的形成如圖8-3所示，當(dāng)一直線NK沿一圓周作純滾動，則直線上任一點(diǎn)K的軌跡AK稱為該圓的漸開線。該圓稱為漸開線的基圓，其半徑用rb表示;直線NK為漸開線的發(fā)生線，角θK稱為漸開線AK段的展角。

(二)漸開線的性質(zhì)根據(jù)漸開線形成的過程，可知漸開線具有下列性質(zhì):1)因發(fā)生線在基圓上作純滾動，所以它在基圓上滾過的一段長度應(yīng)等于基圓上被滾過的一段弧長，即NK=AN（弧長）

3)發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)N是漸開線上K點(diǎn)的曲率中心，而線段NK為其曲率半徑。由此可知，漸開線離基圓愈遠(yuǎn)的部分，其曲率半徑愈大而曲率愈小，即漸開線愈平直;反之，漸開線離基圓愈近的部分，其曲率半徑愈小而曲率愈大，即漸開線愈彎曲。漸開線在基圓上A點(diǎn)處的曲率半徑等于零。

4)漸開線的形狀取決于基圓的大小。如圖8-4所示，基圓愈小，漸開線愈彎曲;基圓愈大，漸開線愈平直。當(dāng)基圓半徑為無窮大時，其漸開線將變成為直線，齒條的齒廓就是這種直線齒廓。

5)因漸開線是從基圓開始向外展開，故基圓以內(nèi)無漸開線。第四節(jié)漸開線齒輪各部分的名稱、符號和幾何尺寸的計(jì)算

一、齒輪各部分的名稱和符號圖8-6a所示為直齒圓柱外齒輪的一部分，其各部分的名稱和符號如下:1、齒頂圓：過所有齒頂端的圓稱為齒頂圓，其半徑用ra表示，直徑用da表示。

3、齒槽寬：相鄰兩齒間的空間稱為齒槽,沿任意圓周所量得的齒槽的弧線長度稱為該圓周上的齒槽寬，用ek表示。

4、齒厚:沿任意圓周所量得的輪齒的弧線長度稱為該圓周上的齒厚，用sk表示。

5、齒距：沿任意圓周所量得的相鄰兩齒上對應(yīng)點(diǎn)之間的弧長，稱為該圓上的齒距用Pk表示。在同一圓周上，齒距等于齒厚與齒槽寬之和，即

Pk=Sk+

ek6、分度圓及模數(shù)：根據(jù)齒距的定義：πdk=PkZdk=ZPk/πm=P/π比值P/π人為地規(guī)定為一些簡單的數(shù)值(如0.1，0.2，1、2，2.5…)，其單位為mm。模數(shù)而是決定齒輪尺寸的一個重要參數(shù)。齒數(shù)相同的齒輪，模數(shù)大，尺寸也大。為了便于計(jì)算、制造、檢驗(yàn)和互換使用，齒輪的模數(shù)值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了。表8-2為國標(biāo)GB1357-87所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列。本標(biāo)準(zhǔn)適用于漸開線圓柱齒輪，對于斜齒圓柱齒輪是指其法面模數(shù)mn。選用模數(shù)時應(yīng)優(yōu)先采用第一系列，括號內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。7、分度圓壓力角由式(8-2可知，漸開線齒廓上任一點(diǎn)K處的壓力角ａk為COSａk二rb/rk

由上式可見，對于同一齒廓上，rk不同,ａk亦不同，即漸開線齒廓在不同的圓周上有不同的壓力角。式中h*a——齒頂高系數(shù);C*——頂隙系數(shù)。這兩個系數(shù)在我國也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，其數(shù)值為當(dāng)模數(shù)m≥1時，h*a二l，C*二0·25

當(dāng)模數(shù)m<l時，h*a二l，C*二0·3510、全齒高：輪齒在齒根圓和齒頂圓之間的徑向高度，用h表示。h=

ha+

hf11、頂隙C：指一對齒輪嚙合時，一個齒輪的齒頂圓到另一個齒輪的齒根圓之間的徑向距離。C=C*m其中C*——頂隙系數(shù)12、標(biāo)準(zhǔn)齒輪：分度圓上的齒厚與齒槽寬相等，且齒根高和齒頂高為標(biāo)準(zhǔn)值的齒輪。13、齒側(cè)間隙：指一對齒輪嚙合時，一個齒輪節(jié)圓上的齒槽寬與另一個齒輪節(jié)圓上的齒厚之差，稱