《机械原理第2版 教学课件 ppt 作者 廖汉元 孔建益 09齿轮机构(备课版闻欣荣修改080727)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械原理第2版 教学课件 ppt 作者 廖汉元 孔建益 09齿轮机构(备课版闻欣荣修改080727)（535页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章 直齿圆柱齿轮机构 (Gear Mechanism),第一节 概述,第二节 渐开线及其特性,第三节 齿轮的基本参数,第五节 渐开线齿廓传动的特性,第四节 齿廓啮合基本定律,第六节 渐开线齿轮的啮合传动,第七节 齿轮加工,第八节 根切现象及避免根切的条件,第九节 无侧隙啮合方程式,第十节 齿轮机构的几何尺寸计算,第十一节 齿轮机构的传动设计,本章内容,第一节 概述,用于传递空间任意两轴之间的运动和动力,传动准确可靠,效率高,摆线,圆弧,渐开线,突出优点,齿廓曲线,齿轮机构可分为下列两大类,一、平面齿轮机构（圆柱齿轮）,二、空间齿轮机构,一、平面齿轮机构 （圆柱齿轮）,外啮合齿轮机构 ext
2、ernal meshing gears mechanism,内啮合齿轮机构 internal meshing gears mechanism,两齿轮之间的相对运动为平面运动,两齿轮的轴线互相平行,齿轮齿条机构 pinion and rack mechanism,外啮合齿轮机构,内啮合齿轮机构,齿轮齿条机构,由螺旋角相反、大小相等的两个斜齿圆柱齿轮拼接而成。,二、空间齿轮机构,两齿轮的轴线不平行 相对运动为空间运动,两两轴相交,直齿圆锥齿轮机构,曲齿圆锥齿轮机构 （spiral bevel geare mechanism ),两轴空间交错,两轴垂直交错,对制造和安装的精度要求高,功率大,齿轮机构
3、的优点,齿轮机构的缺点,效率高,寿命长,传动比准确,结构紧凑,价格较其他传动型式昂贵,第二节 渐开线及其特性,一、渐开线的形成,rb,K,B,O,A,发生线(generationg line) KB,基圆（base circle),rb,K,A,rb,K,A,rb,K,A,rb,K,A,rb,K,A,rb,K,A,rb,K,A,K,A,B,O,rb,ri,渐开线在起始点A的向径,渐开线在K点的向径,*展角 (evolving angle) i渐开线起始点A与K点两向径间的夹角,i,*发生线KB在基圆上纯滚动时，发生线上K点的轨迹渐开线(involute),二、渐开线的特性,K,A,B,O,rb
4、,ri,A,B（p12）,O,rb,ri,VK,1,2,n,n,法线,*2）渐开线在任意点的法线恒切于基圆,K,A,O,rb,ri,n,i,1,2,B（p12）,n,O,rb,ri,i,*3）渐开线离基圆越近其曲率半径越小,k,Ki,A,B,K,A,B,O,rb,K,B,K,K,A,K,B,O,rb,ri,Ai,Bi,*4）同一基圆上的任意两条渐 开线上各点之间的距离相等,A,K,A,B,O,rb,ri,i,i,*5）渐开线的形状取决于基圆,K,A,B,O,rb,ri,*6）基圆内无渐开线,K,A,B,O,rb,ri,渐开线的特性,1）KB=AB,2）渐开线在任意点的法线恒切于基圆,3）渐开线
5、离基圆越近其曲率半径越小,4）同一基圆上的任意两条渐开线上各点之间的距离相等,6）基圆内无渐开线,5）渐开线的形状取决于基圆,三、渐开线方程式,K,A,B,O,rb,ri,i,n,n,VK,i,法线,FN,外力,*i压力角：力作用线与受力点速度方向线间所夹的锐角,K,A,B,O,rb,ri,*渐开线方程,i,n,VK,i,i,*ri=rb/cosi,* i =tani- i,KB= rbtani,n,渐开线函数(involute function),=,K,A,B,O,rb,ri,渐开线方程,i,n,n,VK,i,i,ri=rb/cosi invi=i=tani-i,*,cosi=rb/ri,
6、ricosi = rb,1、单位为rad（弧度）,2、基圆上的压力角为零,3、任意圆半径与其上压力角余弦的乘积恒等于基圆半径,i,单位（弧度）, 0.0067985,tan =tan15.5-15.5*/180 =0.0067985, ?,i,第三节 齿轮的基本参数,一、各部分名称与符号,由两段反向的渐开线组成,b,轮齿,齿槽,齿数z,ra,rf,r,b,齿顶圆 addendum circle,齿根圆 dedendum circle,分度圆 (reference circle),齿宽,r,s,e,p,分度圆上的齿厚(tooth tickness)S 齿槽宽(space width)e和齿距(p
7、itch)p,p=s+e,ra,rf,r,s,e,hf,ha,齿顶高（addendum)ha 齿根高(dedendum)hf,ra,rf,r,p,ri,pi,si,ei,任意圆上的齿厚si，齿槽宽ei和齿距pi,pi= si + ei,二、基本参数,r,p,d,o,圆周长：d=?,令m= p/ d=zm. m模数(module)（单位mm),d=zp,d=z(p/),r,p,d,o,rb,*分度圆计算的基准圆，其上的模数和压力角为标准值,规定分度圆上的压力角=200 模数m为标准值,m=1,m=2,m=1,m=4,m=2,m=1,m=2,m=4,1.模数的单位为mm,2.模数愈大，尺寸也愈大,
8、ra,rf,r,s,e,hf,ha,齿顶高(addendum)ha 齿根高(dedendum)hf,三、齿条,齿廓为直线且相互平行,n,n,外力F,齿条运动速度,V,法线,压力角,压力角,廓线上各点的压力角相等，即齿条的齿形角,与齿顶线平行的任一直线称为节线(pitch line),齿距均相等：p=m,p,s,e,*e=s的节线称为分度线（也称为中线）,p,s,e,中线,ha,hf,p,s,e,中线,ha,hf,*正常齿：其齿顶高系数ha*=1.0 齿根高系数hf*=ha*+c*=1.25 径向间隙系数c*=0.25,*P=m;e=s= m/2; ha=mha*; hf=mhf*.,四、内齿轮
9、,ra,r,rf,e,s,ha,hf,内齿轮,ra,r,rf,e,ha,hf,s,ra,rf,r,hf,ha,e内s外,s内e外,内齿轮:rfra,内齿轮齿廓全为渐开线，故内齿轮： rarb,第四节 齿廓啮合基本定律,o1,o2,1,2,传动比i12= 1 /2,齿廓1,齿廓2,*共轭齿廓满足予定传动比的一对齿廓,o1,o2,1,2,齿廓1主动齿廓,接触点K（K1，K2）,K（K1，K2）,n,n,t,t,K点的法线,K点的切线,1,2,o1,o2,1,2,K（K1，K2）,n,n,t,t,1,2,F,力沿法线方向传递,VK1,VK2,K1点的速度,K2点的速度,o1,o2,1,2,K（K1，
10、K2）,n,n,t,t,1,2,保证K1、K2点相互接触的条件：VnK1=VnK2,VnK1,VnK2,可得到： VnK1-VnK2=0,VK1,VK2,o1,o2,1,2,K（K1，K2）,n,n,t,t,1,2,VtK2K1=VK2K1,VK1,VK2,VnK1,VnK2,o1,o2,1,2,K（K1，K2）,n,n,t,t,1,2,VK1,VK2,VnK1,VtK2K1=VK2K1,VnK2,o1,o2,1,2,K（K1，K2）,n,n,t,t,1,2,VnK1,VK1,VK2,VtK2K1=VK2K1,VnK2,o1,o2,1,2,K（K1，K2）,n,n,t,t,1,2,单位法矢,*
11、齿廓啮合基本方程： VK2K1 =0,VtK2K1=VK2K1,o1,o2,1,2,K（K1，K2）,n,n,t,t,1,2,*齿廓啮合基本方程： VK2K1 =0,o1,1,2,K（K1，K2）,n,n,1,o2,2,p,点P即瞬心P12,1 o1 p,3,2 o2 p,i12 = 1 /2 =o2 p/ o1 p,=,K,o1,n,n,1,o2,2,p,i12= 1 /2 =o2 p/ o1 p,N1,N2,*齿廓啮合基本定律： 任一位置的传动比等于连心线o1o2被齿廓公法线分成的两段长度的反比,*P点称为啮合节点或称节点(pitch piont),o1,o2,1,2,n,n,p,1,2,
12、o1,o2,1,2,n,n,p,1,2,o1,o2,1,2,n,n,p,两齿廓接触过程中P点位置变化则i12不为常数,o1,o2,1,2,n,n,p,齿廓在节点P啮合的特点,两齿廓接触点在节点处的速度相等,其相对滑动速度为零,o1,o2,1,2,n,n,p,1,2,若要求i12=常数，即无论齿廓在何处啮合，接触点的法线必交于连心线于定点P。,观察P点(P1和P2)随1、2齿廓运动,*i12=常数，则P为定点。,o1,o2,1,2,n,n,p,1,2,o1,o2,1,2,n,n,p,1,2,o1,o2,1,2,n,n,p,1,2,o1,o2,1,2,n,n,p,1,2,o1,o2,1,2,n,n,p,1,2,*P点(P1和P2)随1、2齿廓运动的轨迹分别为两个圆,o1,o2,1,2,n,n,p,VP1,VP2,1,2,r1,r2,*过节点作的圆称为节圆(pitch circle)（r1, r2),节圆瞬心P在两轮平面上的轨迹,o1,o2,1,2,n,n,p,1,2,r1,r2,*i12=常数的一对齿廓的传动，相
