齿轮传动 (1)

《齿轮传动 (1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《齿轮传动 (1)（188页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、11.1 概述11.2 渐开线齿廓11.3 齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何计算11.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 11.5 渐开线齿轮的切齿原理11.6 渐开线齿轮的根切现象和最少齿数 11.7 渐开线变位齿轮传动简介11.8 直齿圆柱齿轮的齿厚测量及计算 11.9 齿轮的失效形式及计算准则11.10 齿轮材料及热处理,第11章 齿轮传动,第1章 齿轮传动,11.11 齿轮传动的精度 11.12 直齿圆柱齿轮的受力分析及计算载荷11.13 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 11.14 直齿圆柱齿轮传动设计计算准则及主要设计参数的选择11.15 斜齿圆柱齿轮传动11.16

2、 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算11.17 直齿锥齿轮传动11.18 齿轮结构11.19 圆弧齿轮传动简介 11.20 齿轮传动的维护,11.1 概述,齿轮传动是应用最广泛的一种传动形式。,主要缺点是：,传递的功率大(可达100 000kW以上)、速度范围广(圆周速度可从很低到300 m/s),效率高(0.940.98)、工作可靠、寿命长、结构紧凑,制造、安装精度要求较高，因而成本也较高,不宜作轴间距离过大的传动,能保证恒定的瞬时传动比,可传递空间任意两轴间的运动。,主要优点是：,齿轮传动,平面齿轮传动,空间齿轮传动,直齿圆柱齿轮传动,斜齿圆柱齿轮传动,传递相交运动,传递交错轴运动,内啮

3、合,外啮合,齿轮齿条,内啮合,外啮合,齿轮齿条,直齿,斜齿,交错轴斜齿轮传动,蜗杆涡轮,准双曲面齿轮,曲线齿,人字齿齿轮运动,11.1 概述,11.1 概述,平面齿轮(按轮齿方向),直齿圆柱齿轮传动,11.1 概述,斜齿圆柱齿轮传动,平面齿轮(按轮齿方向),11.1 概述,人字齿圆柱齿轮传动,平面齿轮(按轮齿方向),11.1 概述,平面齿轮传动（按啮合情况）,外啮合,11.1 概述,内啮合,平面齿轮传动（按啮合情况）,11.1 概述,齿轮齿条啮合,平面齿轮传动（按啮合情况）,11.1 概述,空间齿轮传动（两轴相交）,圆锥齿轮传动,11.1 概述,交错轴斜齿传动,空间齿轮传动（两轴交错）,11.

4、1 概述,蜗轮蜗杆传动,空间齿轮传动（两轴交错）,11.1 概述,按照齿廓曲线的形状，齿轮传动又可分为渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动和圆弧齿轮传动。其中渐开线齿轮传动应用最广泛。,按齿轮传动是否封闭，齿轮传动还可分为开式齿轮传动和闭式齿轮传动。,开式齿轮传动的齿轮完全外露，易落入灰尘和杂物，润滑不良，齿面易磨损；,闭式齿轮传动的齿轮、轴承全部封闭在刚性箱体内，可以保证良好的润滑和工作要求，应用广泛。,11.1 概述,齿轮传动在工作过程中应满足两项基本要求：,(2) 承载能力高：要求在尺寸小、重量轻的前提下，轮齿的强度高、耐磨性好，在预定的使用期限内不出现断齿、齿面点蚀及严重磨损等失效现象。,在齿

5、轮的设计、生产和科研中，有关齿廓曲线、齿轮强度、制造精度、加工方法以及热处理工艺等，都是围绕上述两个基本要求进行的。 ,(1) 传动平稳：要求齿轮传动的瞬时传动比不变，尽量减小冲击、振动和噪声，以保证机器的正常工作。,11.2 渐 开 线 齿 廓,11.2.1渐开线的形成,观看渐开线生成动画,11.2.2渐开线的性质,（1）发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即NK=NA；,（2）因为发生线在基圆上作纯滚动，所以它与基圆的切点N就是渐开线上K点的瞬时速度中心，发生线NK就是渐开线在K点的法线，同时它也是基圆在N点的切线；切点N是渐开线上K点的曲率中心，NK是渐开线上K点的曲率半径。

6、离基圆越近，曲率半径越小。,（3）因渐开线是从基圆开始向外展开的，故基圆以内无渐开线。,11.2 渐 开 线 齿 廓,（4）渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径无穷大时，渐开线为直线（右图所示）,11.2 渐 开 线 齿 廓,（5）渐开线上各点压力角不相等。离基圆越远，压力角越大。,如图所示，渐开线上任一点法向压力 的方向线与该点速度方向线所夹锐角 称为该点的压力角。由图可知， ，式中 为点到轮心的距离。因为对于制造好的齿轮，基圆半径 为定值， 为变值。故 随 的增大而增大。在基圆上压力角等于零。,11.2 渐 开 线 齿 廓,11.2.2 渐开线参数方程,以压力角

7、 为参变数，建立渐开线极坐标方程。由图可知,或,（b）,（a）,式中 是 的函数，称为渐开线函数，用 表示。故由(a)、(b)两式可得,11.2 渐 开 线 齿 廓,为使用方便，工程上已将不同压力角的渐开线函数列成表格，以便查用。,上式是以 为参变数的渐开线极坐标方程，式中 称为向径； 称为展角(向径 与极轴间的夹角)，以弧度度量； 是基圆半径。,点此查看渐开线函数表格,11.2 渐 开 线 齿 廓,查表得,例11-1 已知基圆半径 mm，渐开线段的展角 。试求渐开线上点的压力角 及向径 。,向径由公式求出,解,先把以度为单位的渐开线展角换算成弧度单位,rad,mm,11.2 渐 开 线 齿

8、廓,由表查得,由渐开线函数表可知， 的值在表中不能直接查出，而表中只能查出 和 的值，但 的值就在这两个函数值之间，所以可用线性插值法近似地求出。,表中5=300的值差为0.0210190.020775=0.000244，而角度 比 多,例11-2 已知渐开线上某点的压力角 ，试求其渐开线函数值。,解,则 的值为 ,由此可得 ,11.2 渐 开 线 齿 廓,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,11.3.1 齿轮各部分的名称和符号,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,1.模数,11.3.2 渐开线齿轮的基本参数,分度圆直径 与齿

9、距 及齿数 之间的关系为,或,式中 为无理数，计算 时很不方便。为了便于齿轮的设计、制造、测量及互换使用，人为地把 规定为简单有理数并标准化，称为齿轮的模数，用 表示，其单位为mm，即,或,所以,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,模数是齿轮的一个重要参数，是齿轮所有几何尺寸计算的基础。显然，越大，越大，轮齿的尺寸也越大，其轮齿的抗弯曲能力也越高。我国已规定了齿轮模数的标准系列(见下表）。,在设计齿轮时，必须取标准值。,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,2.压力角,如前所述，渐开线上各点的压力角是变化的。为设计、制造方便，我

10、国标准规定分度圆上的压力角为标准压力角，其标准值为 。此外，在汽车、航空工业中有时还有采用 或 ，当 时， , 。,短齿制齿轮主要用于汽车、坦克、拖拉机、电力机车等。,如果用模数来表示轮齿的齿顶高和齿根高，则可写为,式中 齿顶高系数，我国标准规定，正常齿制 ,短齿制 ； 顶隙系数，我国标准规定，正常齿制 ,短齿制 。,3.齿顶高系数和顶隙系数,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,一对齿轮互相啮合时，为避免一个齿轮的齿顶与另一个齿轮的齿槽底相抵触，同时还能贮存润滑油，所以在一个齿轮的齿根圆柱面与配对齿轮的齿顶圆柱面之间必须留有间隙，称为顶隙，用c表示，其值为,齿

11、数影响齿廓曲线，也影响齿轮的几何尺寸。 ,综上所述, 和 是渐开线齿轮几何尺寸计算的五个基本参数。 和 均为标准值，且 的齿轮，称为标准齿轮。 ,4.齿数,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,11.3.3 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,渐开线直齿圆柱齿轮分为外齿轮，内齿轮和齿条三种。,外齿轮,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,内齿轮,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,齿条,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式见下表,11.3

12、齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,11.3.4 径节制齿轮,在英、美等一些以英制作单位的国家，不用模数而用径节(用 表示)作为计算齿轮几何尺寸的基本参数。,由 知,in,式中径节 的单位为 。,径节制齿轮的压力角除20以外，还有14.5、15等。,模数 与径节 互为倒数，各自的单位不同，它们的换算关系为,mm,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,例 11-3 MLQ80型采煤机截割部齿轮传动箱中有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知 mm, , , , , 。试计算分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径，基圆直径，齿厚和标准中心距。,解

13、：,该齿轮传动为标准直齿圆柱齿轮传动，按表所列公式计算如下：,齿顶圆直径,mm,mm,mm,mm,分度圆直径,11.3齿轮各部分名称、基本参数及渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算,mm,mm,mm,标准中心距,齿厚,基圆直径,mm,11.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动,图所示为一对相啮合渐开线齿轮的齿廓和在任一点接触，齿轮1驱动齿轮2，两轮的角速度分别为 和 。过点作两齿廓的公法线，由渐开线的性质可知，这条公法线必与两轮基圆相切，即为两轮基圆的内公切线，切点是 和 。当齿轮安装完之后，两轮的基圆位置不再改变。由于两圆沿同一方向的内公切线只有一条，所以 与两轮连心线 必交于定点，这个定点称为节点。以轮心为圆心，过节点所做的圆称为节圆，两轮节圆直径分别用 和 表示。,11.4.1 节点、节圆、啮合线和啮合角,11.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动,11.4.2 渐开线齿廓啮合特性,由于齿廓 和 无论在何处接触，接触点均在两基圆的内公切线上，即所有啮合点都在直线 上，故称直线 为啮合线。啮合线与两轮节圆的内公切线所夹的锐角 称为啮合角。显然啮合角在数值上等于齿廓在节点处的压力角。,