《機械基礎(chǔ)》課件-第十三章 齒輪傳動

1第五篇機械傳動2第二節(jié)漸開線的形成及其性質(zhì)第一節(jié)齒輪傳動的特點與分類第四節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸第五節(jié)漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動第六節(jié)標準直齒圓柱齒輪的受力分析第三節(jié)漸開線齒廓嚙合的幾個重要性質(zhì)第七節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動第八節(jié)圓柱齒輪的規(guī)定畫法3第十一節(jié)直齒圓錐齒輪傳動第十節(jié)圓柱齒輪零件圖第九節(jié)圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計第一節(jié)齒輪傳動的特點和分類4一、齒輪傳動的特點：1、優(yōu)點：

－應(yīng)用范圍廣；－傳動比恒定，機械效率高；－工作可靠，壽命長；－可傳遞空間任意兩軸間的運動和動力。2、缺點：

－制造、安裝精度要求高；－不適合距離較大的兩軸間的運動傳遞。5二、齒輪傳動的分類1、常規(guī)分類：67開式傳動：齒輪傳動暴露在外，不能防塵，潤滑不良，用于低速或低精度場合；2、按齒輪傳動的工作條件分：閉式傳動：齒輪傳動在密閉的箱體內(nèi)，潤滑、密封性能好，用于重要傳動場合。半開式傳動：介于開式和閉式之間。第二節(jié)漸開線的形成及其性質(zhì)8一、漸開線形成

當一直線沿一個圓的圓周作純滾動時,直線上任意一點K的軌跡AK稱為該圓的漸開線。基圓rb發(fā)生線BK展角

9二、漸開線性質(zhì)1、發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長，即2、發(fā)生線BK是漸開線在任意點K的法線且與基圓相切。BK為漸開線K點處曲率半徑。3、漸開線上任意點的法線與該點速度方向所夾的銳角αk稱為該點的壓力角。AB=BK104、漸開線的形狀取決于基圓的大小。當基圓半徑為無窮大時，漸開線將變成一條斜直線即齒條的齒廓曲線。5、基圓內(nèi)無漸開線。第三節(jié)漸開線齒廓嚙合的幾個重要性質(zhì)11一、具有恒定的瞬時傳動比一對齒輪的傳動比定義：12P稱節(jié)點，以O(shè)1P、O2P為半徑的圓稱節(jié)圓。

因為兩齒輪在節(jié)點P嚙合時速度相同，所以一對齒輪傳動可簡單看成是兩節(jié)圓作相切純滾動。且中心距a’=r1’+r2’13二、嚙合線為一直線，嚙合角為一常數(shù)不計摩擦時，齒輪嚙合時作用力方向始終不變（沿嚙合線）。嚙合線N1－C－N2、嚙合角

'(＝節(jié)圓壓力角)四線合一（公法線、基圓一側(cè)內(nèi)公切線、嚙合線、力作用線）14三、中心距可分性中心距的微小誤差并不會改變瞬時傳動比。四、齒廓間的相對滑動第四節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸15一、齒輪各部分名稱及代號輪齒、齒槽齒頂圓da、齒根圓df、分度圓d（基準）、齒頂高ha、齒根高hf、全齒高h齒厚s、齒槽寬e、齒距p齒寬B16二、直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1、齒數(shù)z2、分度圓模數(shù)m3、壓力角m稱為分度圓模數(shù)（簡稱模數(shù)）,模數(shù)已經(jīng)標準化我國規(guī)定分度圓上的壓力角一般為20

，用α表示，稱為標準壓力角。174、齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c*正常齒制

m≥1，ha*=1,c*=0.25m＜1，ha*=1,c*=0.35短齒制

ha*

=

0.8,c*=0.3基本參數(shù)：z、m、

、ha*、c*18三、標準直齒輪的幾何尺寸1）漸開線標準齒輪的特征

－具有標準壓力角和模數(shù)

－具有標準的齒頂高和齒根高

－分度圓上的齒厚等于齒槽寬2）齒輪幾何尺寸計算19標準安裝一對漸開線標準齒輪安裝時若齒輪分度圓與節(jié)圓重合，這種安裝稱為標準安裝，其中心距稱為標準中心距。注意：節(jié)圓和分度圓的區(qū)別第五節(jié)漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動20一、正確嚙合條件211、嚙合過程實際嚙合線B1B2理論嚙合線N1N2二、連續(xù)傳動條件222、連續(xù)傳動條件傳動中斷，引起沖擊剛好連續(xù)傳動能連續(xù)傳動結(jié)論：齒輪的實際嚙合線應(yīng)大于或等于其基圓齒距?！?重合度衡量齒輪傳動性能的重要指標之一，一般

取1.1～1.4。第六節(jié)標準直齒圓柱齒輪的受力分析23一、受力分析Fn

(法向力)Ft

(圓周力)Fr

(徑向力)大小計算：已知條件：一對齒輪傳動的功率P1，小齒輪轉(zhuǎn)速n1，傳動比i及其它工作要求。N·mm24方向確定：圓周力Ft：主動輪：Ft1與圓周速度方向相反(阻力)從動輪：Ft2與圓周速度方向相同(驅(qū)動力)徑向力Fr：

Fr1、Fr2均指向各自輪心。25二、計算載荷Fnc=KFn式中：K—載荷系數(shù)，一般取1.2～2.0（1）名義載荷Fn（2）計算載荷Fnc理想條件，理論值第七節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動26一、斜齒圓柱齒輪的形成原理二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)三、斜齒輪的幾何尺寸計算四、一對斜齒輪的正確嚙合條件27一、斜齒圓柱齒輪的形成原理1、形成直齒圓柱齒輪齒廓面為漸開面。282、嚙合特點斜齒圓柱齒輪齒廓面為漸開螺旋面。點－線－點，嚙合線為斜線，輪齒逐漸進入嚙合，傳動平穩(wěn)，實際嚙合線長，重合度提高。29嚙合性能好；重合度大，承載能力強；機構(gòu)更緊湊；制造成本與直齒輪相同；有軸向力，

=8°15°。3、優(yōu)缺點:30二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1、螺旋角

=8°15°左旋、右旋312、其它基本參數(shù)模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)各參數(shù)有端面和法面之分，分別用下標t和n來區(qū)別。

齒距與模數(shù)(法面，端面)32

壓力角(法面，端面)

齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)(法面，端面)

螺旋角33三、斜齒輪幾何尺寸計算法面參數(shù)：標準參數(shù)——用于齒輪加工端面參數(shù)：尺寸計算——用于齒輪的嚙合傳動中心距

a=mt(z1+z2)/2=mn(z1+z2)/2cos

可通過改變螺旋角來滿足中心距的要求分度圓34四、一對斜齒輪的正確嚙合條件端面內(nèi)的嚙合條件相當于直齒輪：合槽條件：內(nèi)嚙合外嚙合第八節(jié)圓柱齒輪的規(guī)定畫法351）齒頂圓和齒頂線用粗實線繪制。2）分度圓和分度線用細實線繪制。3）齒根圓和齒根線用細實線繪制，也可省略不畫。4）在剖視圖中，當剖切平面通過齒輪的軸線時，輪齒一律按不剖繪制。此時齒根線應(yīng)用粗實線繪制。5）當需要表示齒線的形狀時，可用三條與齒線方向一致的細實線表示，直齒則不需要表示。6）表示齒輪一般用兩個視圖，或者用一個視圖和一個局部視圖。1.單個齒輪的畫法361）在投影為非圓的視圖上，一般畫成剖視圖（剖切平面通過兩嚙合齒輪的軸線）。在嚙合區(qū)兩齒輪的分度線重合為一條線，畫成細點畫線；兩齒輪的齒根線均畫成粗實線；一個齒輪的齒頂線畫成粗實線，另一個齒輪的齒頂線及其輪齒被遮擋部分的投影均畫成細虛線。2）在投影為圓的視圖（端視圖）中，與單個齒輪的畫法相同。需要注意的是一對齒輪嚙合時，兩輪的分度圓相切，分度線重合。2.一對圓柱齒輪的嚙合畫法第九節(jié)圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計37通過以上對齒輪傳動的全面介紹，已經(jīng)確定了齒輪的主要參數(shù)，以及齒輪的主要幾何尺寸，而齒輪的輪緣、輪輻和輪轂等結(jié)構(gòu)形式和尺寸則需要有結(jié)構(gòu)設(shè)計來確定。通常齒輪的結(jié)構(gòu)形式與V帶輪的結(jié)構(gòu)形式相似，也有實心式、腹板式、孔板式和輪輻式幾種，同時也是根據(jù)各自的直徑大小來選定結(jié)構(gòu)形式。而結(jié)構(gòu)尺寸則可自行設(shè)計確定，也可根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗公式或采用類比的方法確定。與V帶輪所不同的是齒輪結(jié)構(gòu)還有一種稱為齒輪軸的結(jié)構(gòu)形式。齒輪軸38第十節(jié)圓柱齒輪的零件圖39圓柱齒輪零件圖一般應(yīng)有如下內(nèi)容：1）必要的視圖以反映齒輪的結(jié)構(gòu)形狀。2）標注如下一般尺寸數(shù)據(jù)（GB/T6443—1986）：齒頂圓直徑及其公差、分度圓直徑、齒寬、孔（軸）徑及其公差、定位面及其要求、齒輪表面粗糙度等。3）需要用表格列出的數(shù)據(jù)有法向模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、螺旋角及其旋向（對斜齒輪）、徑向變位系數(shù)（對變位齒輪）、齒厚及其上、下偏差，精度等級、齒輪副中心距及其極限偏差、配對齒輪的圖號及其齒數(shù)、檢驗項目代號及其公差（或極限偏差）值以及其他一切在齒輪加工和測量時所必需的數(shù)據(jù)。4）給出必要的技術(shù)要求。第十一節(jié)直齒錐齒輪傳動40錐齒輪機構(gòu)用來實現(xiàn)兩相交軸之間的傳動，通常軸角＝90°41一、基本參數(shù)和幾何尺寸計算齒頂圓錐分度圓錐齒根圓錐錐距R分度圓錐角δ齒頂與齒根圓齒頂與齒根角42計算端面：大端面正常齒:短齒:標準值：大端面標準安裝時，錐頂重合，分度圓錐相切。43錐齒輪的結(jié)構(gòu)與圓柱齒輪結(jié)構(gòu)相仿；設(shè)錐齒輪的小端齒根圓直徑與軸孔直徑之間的距離為x，則當x<1.6m時，應(yīng)采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。此外，隨著齒頂圓直徑的增大，依次有實心式、輻板式、孔板式和肋輻式結(jié)構(gòu)等，其具體的結(jié)構(gòu)尺寸可自行設(shè)計確定，也可采用經(jīng)驗公式計算或用類比法確定。二、錐齒輪的結(jié)構(gòu)44錐齒輪一般均以通過其軸線剖切的剖視圖作為主視圖，畫法與圓柱齒輪