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1、机械原理读书报告机械原理读书报告专业专业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化班级班级 1515 机机 学号学号 201501201501 姓名姓名 序号序号 - 2 -目目 录录第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计10-1 齿轮机构的应用及分类 310-2 齿轮的齿廓轮线 510-3 渐开线齿轮的啮合特点 610-4 标准齿轮的基本参数和几何尺寸 710-5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 910-6 渐开线齿轮的展成加工及根切现象11- 3 -10-7 渐开线齿轮的变位修正1210-8 平行轴斜齿圆柱齿轮机构1310-9 蜗杆机构1410-10 圆锥齿轮传动15第十一章第十
2、一章 齿轮系及其设计齿轮系及其设计11-1 齿轮系及其分类1611-2 定轴轮系的传动比17- 4 -11-3 周转轮系的传动比1811-4 复合轮系的传动比2011-5 轮系的功用2111-6 行星轮系的类型选择及设计的基础知识24第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计10-110-1 齿轮机构的应用及分类齿轮机构的应用及分类- 5 -平面平面直齿轮直齿轮外啮合齿轮传动： 内啮合齿轮传动： 齿轮齿条传动两齿轮的转动方向相反 两齿轮的转动方向相同平面平面平行轴斜齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动：轮齿与其轴线倾斜一个角度。同理，平行轴斜齿轮机构也有外啮合、内啮合及齿轮与齿条啮合之分。
3、平面平面人字齿轮传动：人字齿轮传动：由两个螺旋角方向相反的斜齿轮组成。人字齿轮机构的齿型如人字，它相当于两个全等、但齿向倾斜方向相反的的斜齿轮拼接而成。- 6 -平面平面曲线齿圆柱齿轮机构曲线齿圆柱齿轮机构: :曲线齿圆柱齿轮机构简称曲线齿轮或弧齿轮，其轮齿沿轴向成弯曲的弧面。空间空间（圆）锥齿轮传动：（圆）锥齿轮传动：用于两相交轴之间的传动。轮齿沿圆锥母线排列于截锥表面轮齿沿圆锥母线排列于截锥表面，是相交轴齿轮传动的基本形式。制造较为简单。轮齿倾斜于圆锥母线轮齿倾斜于圆锥母线，制造困难，应用较少。轮齿是曲线形，有圆弧齿、螺旋齿轮齿是曲线形，有圆弧齿、螺旋齿等，传动平稳，适用于高速、重载传动，
4、但制造成本较高。汽车后桥采用这种齿轮。空间空间交错轴传动：交错轴传动：用于传递两交错轴之间的运动,其两轴的交错角一般为 90两螺旋角数值不等的斜齿轮啮合时，可组成两轴线任意交错传动，两轮齿为点接触，且滑动速度较大，主要用于传递运动或轻载传动。蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动多用于两轴交错角为 90的传动，其传动比大，传动平稳，具有自锁性，但效率较低。准双曲面齿轮传动准双曲面齿轮传动节曲面为单叶双曲线回转体的一部分。它能实现两轴线中心距较小的交错轴传动，但制造困难。齿轮传动机构的特点齿轮传动机构的特点（1）直接接触的啮合传动；可传递空间任意两轴之间的运动和动力；（2）功率范围大，速比范围大，效率高，精度
5、高；- 7 -（3）传动比稳定，工作可靠，结构紧凑；（4）改变运动方向；（5）制造安装精度要求高，不适于大中心距，成本较高，且高速运转时噪声较大。10-210-2 齿轮的齿廓曲线齿轮的齿廓曲线一对齿轮传动，是依靠主动轮轮齿的齿廓，推动从动轮轮齿的齿廓来实现的。若两轮的传动能实现预定的传动比(i12 = 1/2) 规律，则两轮相互接触传动的一对齿廓称为共轭齿廓。共轭齿廓。齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律P P 点：相对速度瞬心点：相对速度瞬心( (三心定理三心定理) )12ppvv1122O PO P12 12 21O PiconstO P- 8 -P P 点：啮合节点，简称节点点：啮合节点，简
6、称节点相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线 O1O2 被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比。这个规律称为齿廓啮合基本定律。点点 P P 称为两轮的啮合节称为两轮的啮合节点点( (简称节点）简称节点） 。(1)(1)实现定传动比传动时两轮齿廓应满足的条件实现定传动比传动时两轮齿廓应满足的条件无论两轮齿廓在任何位置接触，过接触点所作的两齿廓公法线必须与其连心线相交于一定点。故实现定传动比的齿轮传动必为圆形齿轮传动。(2)(2)实现变传动比传动对两齿轮齿廓的要求实现变传动比传动对两齿轮齿廓的要求 要求两齿廓的节点按其传动比的变化规律在其连心线上移动。故实现变传动比的
7、齿轮传动必为非圆齿轮传动。2 2 齿廓曲线的选择齿廓曲线的选择满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓共轭齿廓，共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线。1.理论上满足基本定律的共轭齿廓曲线很多；2.考虑因素：设计、制造、安装和使用； 3.常用齿廓曲线：渐开线，摆线，变态摆线，圆弧曲线和抛物线等。本章重点研究渐开线齿廓的齿轮- 9 -10-310-3 渐开线齿轮的啮合特点渐开线齿轮的啮合特点1 1 渐开线的形成渐开线的形成直线 BK 沿半径为 r0的圆作纯滚动时,直线上任意一点 K 的轨迹称为该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆。rb基圆半径； BK渐开线发生线K渐开线上 K 点的展角2 2 渐开线的性
8、质渐开线的性质1) 发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长；2) 渐开线上任意点的法线恒切于基圆；3) 渐开线愈靠近基圆部分，曲率半径愈小；4) 渐开线的形状取决于基圆大小；5) 基圆内无渐开线。3 3 渐开线齿廓的啮合特点渐开线齿廓的啮合特点（1）渐开线齿廓能保证定传动比传动i 12 = 1/2=O2P/O1P=const（2）渐开线齿廓之间的正压力方向不变因渐开线齿廓之间的正压力方向沿其接触点的公法线方向，即为啮合线，且为一定直线N1N2。故在传动过程中，其正压力方向是始终不变的。（3）渐开线齿廓传动具有可分性一对渐开线齿轮传动，即使两齿轮的实际中心距与设计中心称为渐开线齿轮传动的可
9、分性。这对于齿轮的装配和使用都是十分有利的。- 10 -结论：结论：正是由于上述优点，故渐开线齿轮传动获得十分广泛应用。10-410-4 标准齿轮的基本参数和几何尺寸标准齿轮的基本参数和几何尺寸1 1齿轮各部分的名称和符号齿轮各部分的名称和符号齿顶圆 ra，da齿根圆 rf，df齿 厚 分度圆齿厚 s齿槽宽 分度圆齿槽宽 e齿 距 分度圆齿距 p= s+ e分度圆 r，d齿顶，齿顶高 ha齿根，齿根高 hf齿全高 h = ha +hf基圆 rb， db基圆齿距 Pb、Pn2 2齿轮的基本参数齿轮的基本参数 齿数 z- 11 - 模数 m由于齿轮的分度圆直径 d 可由其周长 zp 确定，即 d=
10、 zp/。为便于设计、计算、制造和检验，令 p/=m，m 称为齿轮的模数。 压力角 ，即分度圆压力角，并规定其标准值为 = 20。它是决定齿轮齿廓形状的主要参数。 齿顶高系数 ha*，其标准值为 ha* = 1。 顶隙系数 c*，其标准值为 c* = 0.25。上述参数即为渐开线齿轮的五个基本参数五个基本参数。3 3标准齿轮及其几何尺寸计算标准齿轮及其几何尺寸计算（1）标准齿轮 是指 m、ha*、 c*均为标准值，且 e=s 的齿轮。（2）标准齿轮的几何尺寸计算一个标准齿轮的五个基本参数确定之后，其主要尺寸及齿廓形状就完全确定。1）标准直齿轮的几何尺寸计算2）标准直齿轮的任意圆齿厚计算4 4齿
11、条和内齿轮齿条和内齿轮（1）齿条：齿条的齿廓为直线；齿廓上各点压力角相同，等于齿形角。（2）内齿轮：内齿轮的齿廓为内凹齿；齿根圆大于齿顶圆；齿- 12 -顶圆必须大于基圆。渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算式渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算式- 13 -10-510-5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动1.1.一对渐开线齿轮正确啮合的条件一对渐开线齿轮正确啮合的条件 一对渐开线齿轮在传动时，它们的齿廓啮合点都应位于其啮合线上。因此要两轮能正确啮合，应使处于啮合线上的多对轮齿能同时进入啮合。即应满足两齿轮的法向齿距相等。结论：结论：一对渐开线齿轮正确啮合的条件是两轮的模
12、数和压力角应分别相等。 2.2.齿轮传动中心距及啮合角齿轮传动中心距及啮合角 (1)中心距1) 在确定其中心距时应满足的要求：a) 保证两轮的齿侧间隙为零，即 c= 0b) 保证两轮的顶隙为标准值，即 c = c*m 2）标准中心距 aa a = = r r1 1+ +r r2 2 = = m m( (z z1 1+ +z z2 2)/2)/2当两轮按标准中心距安装时，两轮保证顶隙为标准值，且齿侧间隙为零，即 c = c*m, c= 0。（2）啮合角渐开线齿轮传动的啮合角就等于其节圆压力角。当两轮按标准中心距安装时，则 a=a；当两轮实际中心距 a与标准中心距不同时，则若 aa 时，r1r1，
13、r2r2；c0，cc*m；。若 aa 时，两轮将无法安装。- 14 -（3）齿轮传动的中心距与啮合角的关系 acos= a cos3 3一对轮齿的啮合过程及连续传动条件一对轮齿的啮合过程及连续传动条件（1）一对轮齿的啮合过程实际啮合线段B1B2理论啮合线段N1N2（2）连续传动条件为了两轮能够连续传动，必须保证在前一对轮齿尚未能脱离啮合时，后一对轮齿就要及时进入啮合。则实际啮合线段 B1B2应大于或至少等于齿轮的法向齿距 pb，即 B1B2 pb。通常把B1B2与pb的比值称为齿轮的重合度，故齿轮连续传动的条件为 = B1B2/pb 1（3）重合度的计算及意义1）重合度 的计算=z1(tana1- tan) +z2(tana2- tan)/(2) 结论结论：重合度 与模数m无关，而随着齿数 z 的增多而增大，还随啮合角减少和齿顶高系数ha*的增大而加大，但max=1.981。2）重合度的意义a）用来衡量齿轮连续传动的条件；b）代表同时参与啮合的轮齿对数的平均值。增大重合度，同时参与啮合的轮齿对数增加，故这对于提高齿轮传动平稳性，提高承载能力都有重要意义。- 15 -10-610-6 渐开线齿轮的展成加工及根切现象渐开线齿轮的展成加工及根切现象近代齿轮加工方法很多，如：切制法、铸造法、热轧法、冲压法、电加工法等。但从加工原理的角度看，可分为两大类，即仿形法和范
