第5、6章 帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)、齒輪機(jī)構(gòu)

第5章帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)

——《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

3環(huán)形帶1帶輪n2n12帶輪組成:主動(dòng)輪1、從動(dòng)輪2、環(huán)形帶3。工作原理:安裝時(shí)帶被張緊在帶輪上，帶所受拉力為初拉力。它使得帶與帶輪之間產(chǎn)生壓力。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依靠摩擦力托動(dòng)從動(dòng)輪一起同向回轉(zhuǎn)。1、帶傳動(dòng)的組成及工作原理一、帶傳動(dòng)平帶傳動(dòng)V帶傳動(dòng)多楔帶圓帶2、帶傳動(dòng)的分類同步帶摩擦帶傳動(dòng)嚙合帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)傳動(dòng)原理傳動(dòng)帶截面形狀摩擦帶傳動(dòng)嚙合帶傳動(dòng)

平帶片基層布層覆蓋層工作面覆蓋層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶輪也容易制造。在傳動(dòng)中心距較大的場(chǎng)合應(yīng)用較多。

V帶普通V帶，應(yīng)用最廣窄V帶寬V帶多種類型，普通V帶應(yīng)用最廣；產(chǎn)生更大的摩擦力。簾布芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)包布頂膠抗拉體底膠φ平帶的極限摩擦力為:

FNf=FQfFN/2FN/2FQFQFNFN=FQFN=FQ/sin(φ/2)φ/2φ/2則V帶的極限摩擦力為：f’-----當(dāng)量摩擦系數(shù),f’>f

多楔帶兼有平帶和V帶的優(yōu)點(diǎn)，工作接觸面多，摩擦力大，柔韌性好，用于結(jié)構(gòu)緊湊而傳遞功率較大的場(chǎng)合?？山鉀Q多根V帶因長(zhǎng)短不一而受力不均的問(wèn)題。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)圓形帶

橫截面為圓形。只用于小功率傳動(dòng)。

同步帶嚙合傳動(dòng)，兼有帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。吸振、傳動(dòng)比準(zhǔn)確，在汽車、打印機(jī)中廣泛應(yīng)用。（嚙合帶傳動(dòng)）3、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)形式

開口傳動(dòng)：兩軸平行，ω1、ω2同向交叉?zhèn)鲃?dòng)：兩軸平行，ω1、ω2反向半交叉?zhèn)鲃?dòng)：兩軸交錯(cuò)，不能逆轉(zhuǎn)帶有彈性—-緩沖吸振、傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)噪音。但是有彈性滑動(dòng)，傳動(dòng)比不準(zhǔn)確。摩擦帶傳動(dòng)—-過(guò)載打滑，保護(hù)其他零件；磨損大、η低、壽命↓，壓軸力大。中間撓性件（皮帶）—適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)尺寸大。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便，成本低。特點(diǎn)1234、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)45、帶傳動(dòng)的應(yīng)用傳動(dòng)比要求不高，要求過(guò)載保護(hù)，中心距較大場(chǎng)合。不可用于易燃、易爆場(chǎng)合外。帶速為υ=5～25m／s，傳動(dòng)比i≤7，傳動(dòng)效率η≈0.90～0.95多級(jí)傳動(dòng)中，帶布置在高速級(jí)。應(yīng)用1234

應(yīng)用實(shí)例:鄂式破碎機(jī)應(yīng)用實(shí)例:抽油機(jī)普通V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，共有七種型號(hào)：Y、Z、A、B、C、D、E6、帶傳動(dòng)--V帶（φ=40?，h/bd

=0.7）bbdhφ型號(hào)YZABCDEF頂寬b610131722323850節(jié)寬bd5.38.5111419273242

高度h46810.513.51923.530楔角φ截面面積A（mm2）1847811382304766921173普通V帶的截面尺寸（GB11544-89）40?YZABCDEF節(jié)面節(jié)線：彎曲時(shí)保持原長(zhǎng)不變的一條周線。節(jié)面：全部節(jié)線構(gòu)成的面。基準(zhǔn)直徑d：在V帶輪上，與所配用V帶的節(jié)面寬度相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑。dbd節(jié)線節(jié)寬bd：帶的節(jié)面寬度?；鶞?zhǔn)長(zhǎng)度Ld：V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度。普通V帶的標(biāo)記由帶型、基準(zhǔn)長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)組成。例：標(biāo)記A—1400GB11544—89A型普通V帶，基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1400mm2240.8222401.101.061.00.912500.8425001.301.091.030.932800.8728001.111.050.953150.8931501.131.070.073550.9235501.171.070.974000.960.7940001.101.131.024501.000.8045001.151.045001.020.8150001.181.075600.8256001.096300.840.8163001.127100.860.8371001.158000.900.8580001.189000.920.870.8290001.2110000.940.890.84100001.2311200.950.910.861120012500.980.930.881250014001.010.960.901400016001.040.990.920.831600018001.061.010.950.86Ld/mmY

ZＡＢＣLd/mmＺＡＢＣ基準(zhǔn)長(zhǎng)度KL

基準(zhǔn)長(zhǎng)度

KL

普通V帶的長(zhǎng)度系列和帶長(zhǎng)修正系數(shù)（GB/T13575.1-92）2000.8120001.081.030.980.88

材料：v≤25m/sHT150；v=25—30m/sHT200；

v=30—45m/s高速時(shí)用鋼制帶輪結(jié)構(gòu)：輪緣：與帶相連部分輪轂：安裝在軸上部分輪輻：聯(lián)接部分7、帶傳動(dòng)--V帶輪孔板式（中等直徑）實(shí)心式（直徑較小時(shí)）輪輻式（直徑大于350mm）

工作前靜止時(shí)：帶張緊在帶輪上,帶兩邊產(chǎn)生等值初拉力F0

F1=F2=F01、帶傳動(dòng)的受力分析二、帶傳動(dòng)的工作能力分析工作傳動(dòng)時(shí)：由于帶與輪面間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力不再相等：

松邊：F0↓F2（上）緊邊：F0↑F1（下）設(shè)帶的總長(zhǎng)不變，則緊邊拉力增量和松邊的拉力減量相等：F1–F0=F0–F2

F0=(F1+F2)/2稱

F1-F2為有效拉力，即帶所能傳遞的圓周力：F=F1-F2且傳遞功率與圓周力和帶速之間有如下關(guān)系：當(dāng)圓周力F>∑Ff時(shí)，帶與帶輪之間出現(xiàn)顯著的滑動(dòng)，稱為打滑。經(jīng)常出現(xiàn)打滑使帶的磨損加劇、傳動(dòng)效率降低，導(dǎo)致傳動(dòng)失效。應(yīng)避免?。?）緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力：松邊拉應(yīng)力：A為帶的橫截面積（2）離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力帶在微弧段上產(chǎn)生的離心力：dFNcdαdlr

F1F22、帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析離心力FNc在微弧段兩端會(huì)產(chǎn)生拉力Fc。由力平衡條件得：dFNcdαdlr

F1F2Fc

Fc

dα2dα2離心拉應(yīng)力：往x軸投影（3）彎曲應(yīng)力設(shè)y為帶的中心層到最外層的垂直距離；E為帶的彈性模量；d為帶輪直徑。y彎曲應(yīng)力為:V帶的節(jié)線dV帶輪的基準(zhǔn)圓由材料力學(xué)公式得

松邊拉應(yīng)力離心應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力大帶輪彎曲應(yīng)力小帶輪彎曲應(yīng)力為保證帶具有足夠的疲勞壽命，應(yīng)滿足4.應(yīng)力分布及最大應(yīng)力帶是在變應(yīng)力情況下工作的，故易產(chǎn)生疲勞破壞。最大應(yīng)力σmax出現(xiàn)在緊邊與小輪的接觸處。知識(shí)點(diǎn)3：帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析—彈性滑動(dòng)由于傳動(dòng)帶材料的彈性變形而產(chǎn)生的滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。速度v輪1>v帶>v輪2F2F2F1F1設(shè)帶的材料符合變形與應(yīng)力成正比的規(guī)律，則變形量為：緊邊：松邊：∵F1>F2∴ε1>ε2帶繞過(guò)主動(dòng)輪時(shí)，將逐漸縮短并沿輪面滑動(dòng)，使帶速落后于輪速。帶經(jīng)過(guò)從動(dòng)輪時(shí)，將逐漸被拉長(zhǎng)并沿輪面滑動(dòng)，使帶速超前于輪速。從動(dòng)輪n2主動(dòng)輪n1（滑動(dòng)率ε為0.01～0.02，其值甚微，計(jì)算不予考慮。）帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比：彈性滑動(dòng)由拉力差引起的帶的彈性變形而產(chǎn)生的相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象只要傳遞圓周力，出現(xiàn)緊邊和松邊，就一定會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)。不可避免，固有特性。帶傳動(dòng)比（滑動(dòng)率ε為0.01～0.02，其值甚微，計(jì)算不予考慮。）打滑由過(guò)載引起的，整個(gè)包角內(nèi)全面的相對(duì)滑動(dòng)失效形式，可以避免，而且必須避免打滑首先發(fā)生在小帶輪上，故限制小帶輪包角α1≥120°。（水平或近似水平布置帶傳動(dòng)，且松邊在上。）a調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘滑道式張緊裝置擺架式張緊裝置a①調(diào)整中心距1)根據(jù)摩擦傳動(dòng)原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作；2)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，帶會(huì)松弛，為了保證帶傳動(dòng)的能力，必須重新張緊，才能正常工作。三、帶傳動(dòng)的張緊

安裝與維護(hù)張緊輪②采用張緊輪張緊輪一般設(shè)置在松邊的內(nèi)側(cè)且靠近大輪處。若設(shè)置在外側(cè)時(shí)，則應(yīng)使其靠近小輪，這樣可以增加小帶輪的包角，提高帶的疲勞強(qiáng)度。③自動(dòng)張緊自動(dòng)張緊裝置銷軸

1.平行軸傳動(dòng)時(shí)，各帶輪的軸線必須保持規(guī)定的平行度；2.通常應(yīng)通過(guò)調(diào)整各輪中心距的方法來(lái)裝帶和張緊，切忌硬將傳動(dòng)帶從帶輪上拔下或扳上；3.在帶輪軸間距不可調(diào)而又無(wú)張緊輪的場(chǎng)合下，應(yīng)在帶輪邊緣墊布以防刮破傳動(dòng)帶，并應(yīng)邊轉(zhuǎn)動(dòng)帶輪邊套帶；4.同組使用的V帶應(yīng)型號(hào)相同、長(zhǎng)度相等；5.安裝V帶時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的初拉力張緊。9、帶傳動(dòng)的安裝

1.帶傳動(dòng)裝置外面應(yīng)加防護(hù)罩，以保證安全，防止帶與酸、堿或油接觸而腐蝕傳動(dòng)帶；

2.帶傳動(dòng)不需潤(rùn)滑，禁止往帶上加潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，應(yīng)及時(shí)清理帶輪槽內(nèi)及傳動(dòng)帶上的油污；

3.應(yīng)定期檢查膠帶，如有一根松弛或損壞則應(yīng)全部更換新帶；

4.如果帶傳動(dòng)裝置需閑置一段時(shí)間后再用，應(yīng)將傳動(dòng)帶放松。

10、帶傳動(dòng)的維護(hù)組成:主動(dòng)鏈輪1、從動(dòng)鏈輪2、鏈條3。工作原理:以鏈條為中間撓性件的嚙合傳動(dòng)。依靠鏈與鏈輪輪齒的嚙合傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)主從動(dòng)鏈輪同向回轉(zhuǎn)。知識(shí)點(diǎn)1：鏈傳動(dòng)的組成、應(yīng)用、特點(diǎn)123四、鏈傳動(dòng)鏈的種類傳動(dòng)鏈——一般機(jī)械傳動(dòng)，v≤20m/s傳動(dòng)鏈起重鏈——提升重物，v≤0.25m/s起重鏈曳引鏈——移動(dòng)重物，v=2~4m/s曳引鏈鏈傳動(dòng)的應(yīng)用一般：P＜100kW，v＜15m/s，i＜8不宜用于載荷變化大和急促反向的傳動(dòng)。用于a較大，要求i平均不變，而不宜采用齒輪或帶傳動(dòng)場(chǎng)合。廣泛應(yīng)用在：自行車、摩托車、挖掘機(jī)（惡劣工作條件）、其它低速重載場(chǎng)合鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)與帶傳動(dòng)相比：無(wú)彈性滑動(dòng)、結(jié)構(gòu)緊湊、壓軸力小、可在高溫、潮濕等惡

劣環(huán)境下工作。與齒輪傳動(dòng)相比：適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)、成本低（制造、安裝精度較低）。2、缺點(diǎn)只能用于平行軸間的傳動(dòng)，且同向轉(zhuǎn)動(dòng)。振動(dòng)、平穩(wěn)性差、噪音大。成本比帶傳動(dòng)高。知識(shí)點(diǎn)2：滾子鏈的結(jié)構(gòu)滾子鏈（套筒滾子鏈）

齒形鏈（承受沖擊能力比滾子鏈好，噪音低，傳動(dòng)平穩(wěn)，又稱“無(wú)聲鏈”傳動(dòng)鏈的分類單排雙排三排開口銷彈簧夾鏈條接頭鎖緊方式A系列滾子鏈的主要參數(shù)（摘自GB/T1243-2006）知識(shí)點(diǎn)3：鏈輪孔板式焊接式實(shí)心式組合式

常用“三圓弧一直線”分度圓直徑滾子鏈鏈輪軸面齒形d180?Z滾子鏈鏈輪端面齒形端面齒形：三圓弧一直線這種三圓弧一直線齒形基本上符合標(biāo)準(zhǔn)齒槽形狀范圍，且具有較好的嚙合性能，并便于加工。r2bdcr3r1aa知識(shí)點(diǎn)4：鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑

合理布置

鏈傳動(dòng)的兩軸應(yīng)平行布置，兩鏈輪應(yīng)位于同一平面內(nèi)。宜采用水平或接近水平的布置，鏈條應(yīng)使主動(dòng)邊（緊邊）在上，從動(dòng)邊（松邊）在下，以免松邊垂度過(guò)大時(shí)鏈與輪齒相干涉或緊、松邊相碰。

張緊方法

需適當(dāng)張緊，以免垂度過(guò)大而引起嚙合不良。

方法：調(diào)整中心距；加張緊輪，在靠近主動(dòng)鏈輪的松邊上。壓力噴油潤(rùn)滑飛濺潤(rùn)滑人工定期潤(rùn)滑滴油潤(rùn)滑油浴潤(rùn)滑

鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑知識(shí)點(diǎn)1：鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析平均值鏈速：平均值傳動(dòng)比：五、鏈傳動(dòng)的工作能力分析實(shí)際上，由于多邊形效益，瞬時(shí)鏈速、瞬時(shí)傳動(dòng)比都將是變化的。的變化圍為鏈速作著由小到大、又由大到小的周期性變化，每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)鏈節(jié)循環(huán)變化一次。鏈輪齒數(shù)愈少，鏈速愈不均勻。鏈作減速上升，隨后又作增速下降，使鏈條上下抖動(dòng)。鏈條作著忽上忽下，忽快忽慢的變化，工作時(shí)不可避免的要產(chǎn)生振動(dòng)和動(dòng)載荷，給鏈傳動(dòng)帶來(lái)了工作不平穩(wěn)和有規(guī)律的振動(dòng)。知識(shí)點(diǎn)2：鏈傳動(dòng)的受力分析鏈傳動(dòng)工作時(shí)，緊邊和松邊拉力不等

緊邊總拉力松邊總拉力

其中：1.工作拉力2.離心拉力3.垂度拉力（水平傳動(dòng)）；＝1（垂直傳動(dòng)）

總結(jié)帶傳動(dòng)的組成、工作原理、分類、傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用帶傳動(dòng)的脹緊裝置、帶傳動(dòng)的工作能力分析鏈傳動(dòng)的組成、工作原理、分類、傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用、工作能力分析——《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第6章 齒輪機(jī)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)組成和工作原理2.特點(diǎn)和應(yīng)用3.齒輪傳動(dòng)的分類4.齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑5.漸開線的形成與特性6.漸開線齒廓的嚙合特性一、齒輪機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)1：結(jié)構(gòu)組成與工作原理齒輪齒輪結(jié)構(gòu)齒輪軸（直徑較?。?shí)心式齒輪（直徑≤200mm）腹板式齒輪（直徑=200∽500mm）輪輻式齒輪（直徑＞500mm）主動(dòng)齒輪齒輪傳動(dòng)組成：由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪和機(jī)架三個(gè)構(gòu)件組成。原理：通過(guò)輪齒嚙合實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。從動(dòng)齒輪

知 點(diǎn)2：特點(diǎn)和應(yīng)用加工機(jī)床柴油機(jī)汽車差速器減速器鐘表優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)比準(zhǔn)確、效率高、壽命長(zhǎng)、工作可靠、結(jié)構(gòu)緊奏、適用的速度和功率范圍廣等。缺點(diǎn)：制造和安裝精度要求較高，成本較高；不宜在兩軸中心距很大的場(chǎng)合適用。知識(shí)點(diǎn)3：齒輪傳動(dòng)的分類（一）齒輪軸線相對(duì)位置分類平行軸相交交錯(cuò)軸（二）平行軸齒輪傳動(dòng)分類外嚙合內(nèi)嚙合齒輪齒條（三）齒輪齒線相對(duì)于齒輪軸線的方向分類直齒斜齒人字齒（四）齒輪的工作條件分類開式齒輪傳動(dòng)閉式齒輪傳動(dòng)齒輪暴露在外，不能防塵且潤(rùn)滑不良，造成輪齒易磨損，壽命短，用于低速或低精度的場(chǎng)合。齒輪安裝在密閉箱體內(nèi)，密封條件好，易于保證良好的潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)，用于高速高精度場(chǎng)合。知識(shí)點(diǎn)4：齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑噴油潤(rùn)滑浸油潤(rùn)滑知識(shí)點(diǎn)5：漸開線的形成與特性? 漸開線形成：

一直線在一個(gè)圓周上做純滾動(dòng)時(shí)，直線上任意一點(diǎn)K的軌跡稱為該圓漸開線。基圓漸開線發(fā)生線漸開線的形成漸開線齒廓的形成?

漸開線特性：p

弧長(zhǎng)等于發(fā)生線；AKBOrbΙпrkBK

=

ABp

基圓切線是法線；p

漸開線齒廓各點(diǎn)壓力角不等；?

漸開線特性：p

曲線形狀隨基圓；C1A1N1

iC2A2

iO2rb2N2O38N38A38C3O1rb1Kp

基圓以內(nèi)無(wú)漸開線；p

弧長(zhǎng)等于發(fā)生線；p

基圓切線是法線；p

漸開線齒廓各點(diǎn)壓力角不等；知識(shí)點(diǎn)6：漸開線齒廓的嚙合特性漸開線齒廓的形成?

漸開線齒廓的嚙合特性：p

傳動(dòng)比為定值。p

中心距具有可分性。p

嚙合線為直線，嚙合角為定值。p

齒廓間正壓力的方向始終不變。i=rb2O2

1

2N2O1rb1PN1ra1ra2B1B2ω2ω1nno1o2E1E2Ck節(jié)點(diǎn)節(jié)圓節(jié)圓兩齒廓接觸點(diǎn)的軌跡稱為嚙合線，N1N2即為嚙合線。兩節(jié)圓的公切線t-t與嚙合線N1N2之間的夾角

‘稱為嚙合角。它為一常數(shù)，且等于漸開線在節(jié)圓上的壓力角。嚙合線、公法線、兩基圓的內(nèi)公切線三線重合。ω2ω1nno1o2E1E2Ck兩輪齒廓在節(jié)點(diǎn)嚙合時(shí)，相對(duì)速度為零，即一對(duì)齒輪的嚙合傳動(dòng)相當(dāng)于它們的節(jié)圓作純滾動(dòng)。rb2O2

1

2N2O1rb1PN1ra1ra2B1B2i=——《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》直齒圓柱齒輪傳動(dòng)知識(shí)點(diǎn)：1：漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算

結(jié)構(gòu)名稱 基本參數(shù) 幾何尺寸計(jì)算2：漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合條件與加工方法

嚙合條件 加工方法 根切3：直齒圓柱齒輪傳動(dòng)輪齒的受力分析

齒輪的失效 輪齒受力分析二、直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)導(dǎo)入，已知一對(duì)外嚙合正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，m1=m2=3mm,z1=19,z2=41。試計(jì)算這對(duì)齒輪的分度圓直徑、齒頂高、頂隙、中心距、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑、齒距、齒厚和齒槽寬。知識(shí)點(diǎn)1：結(jié)構(gòu)名稱?基

圓

(db,rb):產(chǎn)生漸開線的圓?齒頂圓da(ra)：連接齒輪各齒頂?shù)膱A?齒根圓df(rf):齒槽底部連接的圓?齒厚

sk:在di圓周上,一個(gè)輪齒左右兩側(cè)齒廓間的弧線長(zhǎng)?齒槽寬ek:在di圓周上,齒間的弧線長(zhǎng)?齒距pk:pk=sk+ek?

分度圓d

(r):設(shè)計(jì)齒輪的基準(zhǔn)圓分度圓上，p=s+e?

齒頂高

ha：?

齒根高h(yuǎn)f：齒全高h(yuǎn)=ha+hf?

齒寬BOhhfharrarb齒槽齒zrfsskeekpBpk漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算知識(shí)點(diǎn)2：基本參數(shù)u

模數(shù)：m

d=zp令

m=p/

則 d=zmd=zp/

u

齒數(shù)：zü

人為規(guī)定一些特定模數(shù)值，稱標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：1、1.25、1.5、2、2.5、3、······單位mmOhhfharrarb齒間rfssieei(齒槽)ppb齒zBü

齒輪不同圓周上的模數(shù)不同，只有分度圓的模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。ü

齒輪計(jì)算的基本參數(shù)，輪齒大小的標(biāo)志。ü

齒數(shù)相同的齒輪，m

愈大，尺寸愈大，抗彎能力愈大。輪齒抗彎能力的重要標(biāo)志。m=4 z=16m=2 z=16m=1

z=16u

壓力角a

：分度圓壓力角的簡(jiǎn)稱db

d

cos

mz

cos

基本參數(shù)

＝

arccos

d

d

b

r

arccos

rbOhhfharrarb齒間(齒槽)ppb齒zrfssieeiBü 分度圓壓力角是決定漸開線齒廓形狀的基本參數(shù)。壓力角a同一齒廓不同半徑處的壓力角不同?

分度圓：?

齒頂圓：?

基圓：rbO

AriKBvKF

i

i?

輪齒上，基圓壓力角等于零?

齒頂圓上壓力角最大?

分度圓上壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值cos

ii

brOBrOK

cos

rb

/

rcos

a

rb

/

racos

b

rb

/

rb

1ü

齒輪不同圓周上的壓力角不同，只有分度圓上的壓力角是標(biāo)準(zhǔn)值u 標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，為避免一齒輪齒頂圓與另一齒輪齒根圓相碰，并為存儲(chǔ)潤(rùn)滑油，齒頂高略小于齒根高，留有徑向間隙（頂隙）。頂隙

c＝

c

*

m齒頂高

ha

＝

ham*齒根高

hf＝

(ha +c )m* *全齒高

h＝

ha

+hf＝

(2ha +c )m* *r2'r1'ca

'o1

o2ü

ha

——齒頂高系數(shù)； c**——頂隙系數(shù)奇馬和基在辛牽前n··曲Teet崎創(chuàng)創(chuàng)陽(yáng)

．E髓t

e息也自由口標(biāo)準(zhǔn)齒輪

：ma, ha＊，滬等于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值

，s

＝θ

＝pm/2口標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝

：無(wú)側(cè)隙、標(biāo)準(zhǔn)頂隙表

9-8

漸開線齒輪的齒頂高系戴和頂隙系數(shù)4唾3王室齒

Jρ復(fù)

每到嚴(yán)ha*+'C*+'1.

Q+J0.25ρ0.8+-'0.

3.,標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)：a'

a即 r’1

=r1

，

r’2

=r2節(jié)圓與分度圓重合，此時(shí)嚙合角等于壓力角，即

’=

a

ra1

c

rf

2

r1

r2a'

r1

'

r2

'

m(z1

z2

)

/

2O1

1r1rf1rb1N1N2

2ra2r2rb2O2

’=

知 點(diǎn)3：漸開線正常齒標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸計(jì)算齒頂圓da（ra）基圓db（rb）分度圓d（r）齒根圓df（rf）齒頂高（ha）齒根高（hf）全齒高h(yuǎn)p

齒距奇馬和基在辛母前n·曲

lloTNt幅“倒l帽E仙

似幽a回國(guó)劃開線正常齒標(biāo)準(zhǔn)亙齒輪幾何尺寸計(jì)算

，I序號(hào)．名稱·符號(hào)·計(jì)算公式及參數(shù)遠(yuǎn)擇

..l+J模數(shù)·m

.,標(biāo)〉筐模數(shù)ρ2·壓力角·α

.，標(biāo)準(zhǔn)壓力角 20°

.,3.分庭困亙徑．d

,d

=

mz

ρ4+J齒民事·ha

+Jt1a

=

ha·m

+J5·齒4良事·hf

+J馬＝（氣·+c·)m

+J6·全齒事ρh+Jh=h0

+hf

+'7+J齒頂困亙徑·da

·'d0

=

d

+

2氣＝（z

+

2億·）m

.,8·齒根困直徑·df

+J4

斗雞＝（z

叫

2c·)m

\9.墓困亙徑·d,,

.,d,,

=

d

cosα

l10·中心Je·Q

,d1

-

di mα

＝ ＝一＜z1÷

z2

)2 2知識(shí)拓展序號(hào)名稱符號(hào)計(jì)算公式及參數(shù)選擇1模數(shù)m標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)2壓力角α標(biāo)準(zhǔn)壓力角=2003齒距pp=πm4齒厚ss=p/25齒槽寬ee=p/26分度圓直徑dd=mz7齒頂高h(yuǎn)aha=

ha*m=m（

ha*＝1，c*＝0.25）8齒根高h(yuǎn)fhf=（ha*＋c*）m=1.25m9全齒高h(yuǎn)h=

ha

＋hf=2.25m10齒頂圓直徑dada=d±2

ha

=d±2

m（外齒輪＋,內(nèi)齒輪－）11齒根圓直徑dfdf=d±2

hf

=d±2.5

m（外齒輪－,內(nèi)齒輪＋）12基圓直徑dbdb=dcosα13中心距aa

d2

d1

m

z

z

）（

2 12 2（外嚙合＋,內(nèi)嚙合－），在實(shí)際齒輪傳動(dòng)應(yīng)用中，如何選擇一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪，實(shí)現(xiàn)正常工作下的嚙合傳動(dòng)？問(wèn)題提出|

Ψ知識(shí)點(diǎn)1：嚙合傳動(dòng)條件|

Ψ齒輪傳動(dòng)時(shí)，當(dāng)前一對(duì)齒在嚙合線上K點(diǎn)接觸時(shí)，其后一對(duì)齒在嚙合線上另一點(diǎn)K’接觸，實(shí)現(xiàn)不中斷接替?zhèn)鲃?dòng)。（設(shè)K1、K1’表示輪1齒廓上的嚙合點(diǎn)，K2、K2’表示輪2齒廓上的嚙合點(diǎn)）1 12 2K

K =K

KK2

K2

N2

K

N2

K

pb

2

1 1K

K

pb1

m2

cos

2

p2

cos

2z2

z2

d

2

db2

d

2

db2pb2

pb1

m1

cos

1m1

cos

1

m2

cos

2推得：

m1

m2

m

1

2

漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合條件與加工方法u 正確嚙合條件兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。即 m1 = m2 = m α1 = α2= α一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為：?一對(duì)齒輪的嚙合過(guò)程? 嚙合線N1N2（兩齒廓接觸點(diǎn)的軌跡）? 理論嚙合線段：

N1N2(嚙合極限點(diǎn))? 開始嚙合時(shí)，主動(dòng)輪的齒根與從動(dòng)輪的齒頂接觸，逐漸下移? 主動(dòng)輪：齒根

齒頂? 從動(dòng)輪：齒頂

齒根? 脫離嚙合時(shí)，主動(dòng)輪齒頂與從動(dòng)輪的齒根接觸? 起始嚙合點(diǎn)：從動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B1? 終止嚙合點(diǎn)：主動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B2? 實(shí)際嚙合線段：

B1B2? 齒頂圓加大，B2、B1趨近于N1、N2齒廓實(shí)際工作段rb2O2

1

2N2O1r1bPN1ra1ra2B2B1B1B2B1B2＞B2K（法向齒距）當(dāng)前一對(duì)齒正要在終止嚙合點(diǎn)E分離時(shí)，后一對(duì)齒已經(jīng)在嚙合線上K點(diǎn)嚙合，故能保證連續(xù)正確傳動(dòng)。KN2

B1N1B2(c)B1B2>Pn

1

1

(b)B1B2=PnN1B2N2

B1N2N1B1B2

(a)B1B2<Pn

1一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，前一對(duì)輪齒即將分離以前，后一對(duì)輪齒必須進(jìn)入嚙合。u 連續(xù)傳動(dòng)條件重合度

B1B2

/

pn

≥

1保證漸開線齒輪連續(xù)傳動(dòng)，必須滿足幾何條件：B1B2

≥

pn

B1B2

/

pn兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。即 m1 = m2 = m α1 = α2= αu 連續(xù)傳動(dòng)條件重合度

B1B2

/

pn

≥

1u 正確嚙合條件u

正確嚙合條件和連續(xù)傳動(dòng)條件是保證一對(duì)齒輪能夠正確嚙合并連續(xù)平穩(wěn)傳動(dòng)的缺一不可的條件。u

如果前者不滿足，兩齒輪便不能正確進(jìn)入嚙合；如果后者得不到保證，則兩輪的正確嚙合傳動(dòng)將會(huì)出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。注意！知 點(diǎn)2：漸開線齒輪的加工方法u 仿形法用漸開線齒形的成型銑刀直接切出齒形。盤形銑刀指狀銑刀盤形銑刀切制齒輪 指狀銑刀切制齒輪p

切齒過(guò)程：刀

具

形

狀

與

輪

齒

形

狀

相

同

。

當(dāng)

銑

刀

銑

出

一

個(gè)

齒

槽

后

，

將

輪

坯

轉(zhuǎn)

過(guò)360°/z再銑第二個(gè)齒槽，輪齒逐個(gè)銑出。p

特點(diǎn)：加工方法簡(jiǎn)單，不需要專用機(jī)床設(shè)備。但生產(chǎn)率低，精度差，僅適用于單件生產(chǎn)及精度要求不高的齒輪加工。u 范成法利用一對(duì)齒輪(或齒輪與齒條)相互嚙合的原理切齒。其中一個(gè)齒輪（或齒條）做成刀具。齒條插刀齒輪插刀齒輪滾刀齒條插刀加工齒輪滾刀加工齒條插刀加工p

切齒過(guò)程：加工時(shí)，齒輪插刀和滾刀作往復(fù)直線移動(dòng)+嚙合式旋轉(zhuǎn)，齒條插刀作往復(fù)直線移動(dòng)+嚙合直線移動(dòng)，齒輪毛坯作嚙合式旋轉(zhuǎn)。兩輪的分度圓相切，以i12

=n1/n2

=z2/z1的傳動(dòng)比進(jìn)行傳動(dòng)。使用刀具加工特點(diǎn)齒輪插刀外齒輪、內(nèi)齒輪均可加工。但加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低。齒條插刀不能加工內(nèi)齒輪。加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低。齒輪滾刀不能加工內(nèi)齒輪。加工連續(xù)，生產(chǎn)效率高。識(shí)拓展齒輪制作齒輪精加工知識(shí)點(diǎn)3：齒輪的根切輪齒的根切正常輪齒n 根切的危害? 使輪齒根部變薄，強(qiáng)度削弱；? 使齒廓漸開線變短，有效工作段縮短，端面重合度降低，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。輪齒的根切齒條插刀加工齒輪n 根切原因? 齒條刀具的切削刃由位置B點(diǎn)處開始切削，移到位置N1點(diǎn)處時(shí)，漸開線部分已全部切出。? 若刀具齒頂線超過(guò)N1，由于機(jī)床的強(qiáng)制展成運(yùn)動(dòng)，刀具會(huì)繼續(xù)右移，將已展成的漸開線切去一部分，產(chǎn)生根切現(xiàn)象。防止根切的條件：CB≤CN1CB=ha*m/sina,CN1=rsina=1/2mzsina推得：標(biāo)準(zhǔn)齒輪最少齒數(shù)的分析標(biāo)準(zhǔn)齒輪最少齒數(shù)：a=20°、ha*=1時(shí)，最少齒數(shù)z=17如果要求z＜zmin，且不產(chǎn)生根切，則應(yīng)采用變位齒輪。

刀具遠(yuǎn)離輪坯中心時(shí)為正變位；刀具趨近輪坯中心時(shí)為負(fù)變位。正變位齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪負(fù)變位齒輪p

變位齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)? 正變位齒輪：齒頂厚度變薄，齒根厚度增大，強(qiáng)度增大；? 負(fù)變位齒輪：齒頂厚度增大，齒根厚度變??；p

變位齒輪的優(yōu)點(diǎn)? 可以切制齒數(shù)小于Zmin的齒輪，而不會(huì)產(chǎn)生根切。? 實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)中心距無(wú)側(cè)隙傳動(dòng)。? 增大小齒輪的齒根厚度，提高抗彎強(qiáng)度。輪齒折斷塑性變形齒面磨損齒輪傳動(dòng)的失效齒面膠合齒面點(diǎn)蝕直齒圓柱齒輪傳動(dòng)輪齒的受力分析齒輪傳動(dòng)的失效漸開線直齒圓柱齒輪受力分析rb2O

1

2N1B1PB2N2O1rb1ra1ra2接觸線p

對(duì)于主動(dòng)齒輪，嚙合點(diǎn)由齒根向齒頂移動(dòng)。從動(dòng)輪相反；p

因疲勞破壞多發(fā)生在節(jié)點(diǎn)附近，且只有一對(duì)輪齒受載，故受力分析在

節(jié)點(diǎn)嚙合處計(jì)算，且將沿齒寬分布的作用力以作用在齒寬中點(diǎn)的集中

力Fn來(lái)代替。O1tN1ω1（主動(dòng)）cO2α ω2（從動(dòng)）αN2αtd1

2d2

2FnFnO2O1tFn

N2αtα

ω1（主動(dòng)）N1cαd1

2FtFr直齒輪齒所受法向力Fn可分解為兩個(gè)相互垂直的力：徑向力Fr、圓周力Ft。FtT1O2α

ω1O1

（主動(dòng)）ttN1cd1

2αFn

N2αFrd1F

2T1t圓周力徑向力 Fr

Ft

tan

1

tan

2T1dcos

d1cos

Ft 2T1n法向力（合力）

F

O2α ω2（從動(dòng)）N2nO1t

FN1αtω1（主動(dòng)）cαd1

2d2

2FFFnFt1r1t2Fr2主、從動(dòng)斜齒輪作用力的關(guān)系為：

Ft1=－Ft2

；Fr1=－Fr2★方向：練習(xí)1圖示直齒圓柱齒輪，輪1主動(dòng)，轉(zhuǎn)向如圖，試在圖中標(biāo)出Ft1、Ft2、Fr1、Fr2的方向。Fr2 Fr1Ft2

⊙

×Ft1n2圖示直齒圓柱齒輪，輪1主動(dòng)，轉(zhuǎn)向如圖，試在圖中標(biāo)出Ft1、Ft2、Fr1、Fr2的方向。Ft1Ft2Fr1ω2Fr2ω112Fr1Fr2Ft1

×F

⊙t2練習(xí)2ω2ω1總結(jié)齒輪的各部分名稱、漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的基本參數(shù)、幾何尺寸計(jì)算直齒圓柱嚙合條件（正常嚙合+連續(xù)傳動(dòng)）直齒圓柱齒輪加工方法（仿形法+范成法）根切（最少齒數(shù)、變位齒輪）直齒圓柱齒輪的受力分析——《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)1：斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)與尺寸計(jì)算

基本參數(shù) 幾何尺寸計(jì)算2：斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)與當(dāng)量齒數(shù)嚙合條件 當(dāng)量齒數(shù)3：斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)輪齒的受力分析傳動(dòng)特點(diǎn) 輪齒受力分析知識(shí)點(diǎn)：1、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)與尺寸計(jì)算已知一對(duì)正常齒漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪，a=250mm，z1=23,z2=98

，

mn=4mm。試計(jì)算其螺旋角、端面模數(shù)、端面壓力角、當(dāng)量齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。知 點(diǎn)1：基本參數(shù)端面：垂直于齒輪軸線，齒廓是標(biāo)準(zhǔn)的漸開線。（下標(biāo)以t表示）ββu

螺旋角

：螺旋線展開成直線，該直線與軸線的夾角。斜齒（右旋）斜齒（左旋）直齒ββu

模數(shù)

：mn

mt

cos

u

壓力角

：

tan

n

tan

t

cos

tC

BA

E

nDtg

AC

AB

cos

tg

cos

n tBDCEu

齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)

：

h

* h

*

cos

c cos

an*n*tatc

tC

BA

E

nDh *

1anc

*

0.25n知識(shí)點(diǎn)2：尺寸計(jì)算已知一對(duì)正常齒漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪，a=250mm，z1=23,z2=98

，

mn=4mm。試計(jì)算其螺旋角、端面模數(shù)、端面壓力角、當(dāng)量齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。知識(shí)點(diǎn)1：嚙合條件? 正確嚙合條件兩輪的法面模數(shù)和法面壓力角分別相等，螺旋角β大小相等，并且外嚙合旋向相反，內(nèi)嚙合旋向相同。即外嚙合－,內(nèi)嚙合＋2

斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)與當(dāng)量齒數(shù)? 重合度υ

2ω

1嚙

合

區(qū)前

端

面后

端

面

|

Β

端面齒距嚙合弧

ptFHp pt

t

btg

FG

GH==εt為端面重合度，即與斜齒輪端面齒廓相同的直齒輪傳動(dòng)的重合度。

btgβ/pt為輪齒傾斜而產(chǎn)生的附加重合度。可見，斜齒輪傳動(dòng)的重合度隨齒寬b和螺旋角β的增大而增大，可達(dá)到很大的數(shù)值，這是斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力較高的主要原因之一。當(dāng)量齒輪與斜齒輪的法面齒形相當(dāng)?shù)奶摂M的直齒輪。斜齒輪當(dāng)量齒輪酶

”毒品由b命“

他AaR

M

爬A··嗣取

幽幽4

’咱

』町－e’t當(dāng)量齒數(shù)斜齒輪當(dāng)量齒輪的齒數(shù)。用Zv表示。斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù)的應(yīng)用? 加工斜齒輪時(shí)，用以選擇銑刀型號(hào)。? 計(jì)算斜齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。（zvmin為當(dāng)量齒輪不發(fā)生根切的

最少齒數(shù)，zvmin=17）? 用于機(jī)械設(shè)計(jì)，計(jì)算斜齒輪的強(qiáng)度。斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)外嚙合斜齒接觸線外嚙合直齒接觸線3

斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)輪齒的受力分析圓周力 Ft1=徑向力 Fr1=知識(shí)點(diǎn)1：受力分析Fn可分解為圓周力Ft、徑向力Fr和軸向力Fa主動(dòng)輪：(N·m)軸向力 Fa1=Ft1tgβ主、從動(dòng)斜齒輪作用力的關(guān)系為：Ft1=－Ft2Fr1=－Fr2 Fa1=－Fa2知 點(diǎn)1：受力分析u

力的方向：動(dòng)特點(diǎn)u

優(yōu)點(diǎn)ü 齒廓接觸線是斜線，一對(duì)齒是逐漸進(jìn)入嚙合、逐漸脫離嚙合的，故運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小。ü 重合度較大，并隨齒寬和螺旋角的增大而增大，故承載能力較高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，適于高速傳動(dòng)。ü 不發(fā)生根切的最少齒數(shù)小于直齒輪的最少齒數(shù)。奇馬和基在辛’前n··曲Tecit而創(chuàng)倒陽(yáng)

．E髓t

......回口

為克服這一缺點(diǎn)，