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1、机械设计基础,制作人：陈 红,机械设计基础主要内容,金 属 材 料螺 纹 联 接机构的自由度平面连杆机构凸 轮 机 构间歇运动机构齿轮传动齿轮系带传动链传动轴/轴承/联轴器与离合器,Unit 7 齿轮传动,齿轮传动的基本类型齿轮传动的基本要求直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动圆锥齿轮传动蜗杆传动齿轮失效形式、材料、结构与润滑齿轮传动受力分析,一、齿轮传动基本类型,平行轴,交错轴,垂直轴,平行轴线齿轮传动,垂直与交错轴齿轮传动,特殊曲线齿轮传动,圆弧齿轮传动,传动准确和平稳（任意瞬时传动比恒定） 由齿轮轮廓和制造精度决定。 传动比 承载能力强（足够强度、刚度、耐磨） 由齿轮尺寸、材料和工艺决定。,
2、二、齿轮传动的基本要求,三、直齿圆柱齿轮传动,渐开线齿廓齿廓啮合基本定律啮合线与啮合角渐开线标准圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸渐开线齿轮的正确啮合条件渐开线齿轮连续传动条件齿轮加工方法及根切现象思考题与作业/1,1、渐开线齿廓,渐开线的形成-一条直线在圆周上作纯滚动时，该直线上任意一点的轨迹称该圆的渐开线。,渐开线特性,（2）NK线长是K点的曲率半 径， N点为曲率中心。,（3）NK线是K点的法线。,（4）渐开线形状取决于基圆 的大小； rb ，渐开 线趋近直线（齿条）。,（5）基圆内无渐开线。,（1）,渐开线特性(续）,（6）渐开线齿廓上任意点 K的压力角-渐开线 齿廓上K点的法线与 齿廓上该
3、点速度方向 线之间的夹角k。,cos k =ON/OK= rb/r k,2、齿廓啮合基本定律（1）,保证两齿廓在公法线n-n方向不发生分离或相互嵌入，接触点k的线速度在公法线上的投影应相等。即,P,齿廓啮合基本定律（2）,相互啮合传动的一对齿廓，在任意瞬时的传动比，必等于该瞬时两轮连心线被齿廓接触点公法线所分割的两线段长度的反比。,P节点，节圆半径分别为,一对齿轮传动，可视为上述两节圆作纯滚动的摩擦轮传动。,P,O1,O2,r1,r2,渐开线齿廓啮合特点,1、渐开线齿廓两基圆内公切线只有一条，因而与中心线只有一个交点。,2、中心距具有可分性-中心距变化，P点位置变化，则r1、r2变化，但因基圆
4、半径固定不变，所以传动比不变。,3、啮合线与啮合角,啮合线（line of action)-齿轮传动时，一对齿啮合点所走过的轨迹。对于渐开线齿轮，啮合线一条不变的直线，即两基圆的内公切线N1N2。,啮合角,啮合角-啮合线N1N2与两节圆 过节点P的公切线tt所夹锐 角 。该角在啮合过程中 保持不变。,cos =rb1/r1= rb2/r2,4、渐开线标准圆柱齿轮几何尺寸（1）,渐开线标准圆柱齿轮几何尺寸（2）,4、齿厚sk、齿槽宽ek、,齿距Pk= sk+ ek= dk/Z， dk= Z Pk/ ,d=m Z，=200，标准齿轮 P=s+e，s=e= m/2,5、分度圆-圆周上的 P/ =m（
5、模数）为标准值GB1357-87，压力角亦为标准值的圆。,1、齿数Z,2、齿顶圆直径：da=d+2ha=m(z+2),3、齿根圆直径：df=d-2hf=m(z-2.5),渐开线标准圆柱齿轮几何尺寸（3）,6、全齿高h= ha+ hf 齿顶高ha=ha*m=m， 齿根高hf=(ha*+c*)m=1.25m， 其中:c= c*m顶隙作用是避免轮齿顶撞，贮存润滑油。 m1时， ha*=1， c*=0.25 m1时， ha*=1， c*=0.35,7、标准直齿圆柱齿轮的分度圆半径 r=rb/cos ，db=d cos =mZ cos ,注意：径节制齿轮：径节P=Z/d(1/in)，d=25.4Z/P=
6、mZ，m=25.4/P,渐开线标准圆柱齿轮几何尺寸（4）,8、标准直齿圆柱齿轮的公法线长度Wk-在齿轮上跨过一定齿数k所量得的渐开线渐的法线距离。用以控制轮齿齿侧间隙公差。,Wk=(K-1)pb+sb=m cos(k-0.5) +z(tg- ),当=200时Wk=m2.9521(K-0.5)+0.0149Z,若要使卡尺的两卡脚切于渐线齿轮的分度圆附近，则K=0.111Z+0.5,K、 Wk、 Wk均可直接查手册,渐开线标准圆柱内齿轮几何尺寸（5）,da=d2ha=m(Z2ha*)df=d2hf=m(Z2ha* 2c*)a=(d1d2)/2=m(Z1Z2)/2,渐开线标准齿轮几何尺寸设计图例,5
7、、渐开线齿轮的正确啮合条件,正确啮合条件-一对齿相邻两齿同侧齿廓间在啮合线上的法线距离相等，pn1=pn2 。,渐开线的特性即pb1=pb2,结论：m1= m2=m， 1= 2=200 则：i12=d2/d1=z2/z1 a=(d2+d1)/2=m(z2+z1)/2（标准安装，s1=e2侧隙为零）,推导： db1/z1= db2/z2 m1cos 1= m2cos 2,6、渐开线齿轮连续传动条件,连续传动条件-前一对齿轮即将脱离啮合时，后一对齿轮刚好进入啮合。,重合度 : =B2B1/pb=Z1(tga1-tg )+ Z2(tga2-tg ) 1当Z时，因cos a =rb/ra=rcos/(z+2ha*)max=4ha*/ sin2,ha*=1， =200时，max1.981标准齿轮恒有11)， =200,2）正确啮合条件：m1= m2=m， 1= 2=2001+ 2= 900（分度圆锥角）,
