《机械基础 机械传动与液压。气压传动 下册 教学课件 ppt 作者 王文中 等编 下册 第一篇 第五章 齿轮传动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械基础 机械传动与液压。气压传动 下册 教学课件 ppt 作者 王文中 等编 下册 第一篇 第五章 齿轮传动（87页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第5章 齿轮传动,Machinery Foundation,第一篇 机构及机械零件基础,第五章 齿轮传动,目 录,5.1 齿轮传动概述,5.2 齿廓啮合的基本定律,5.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部 分的名称和基本尺寸,Machinery Foundation,5.4 渐开线齿轮的啮合,5.5 渐开线齿轮的加工,第五章 齿轮传动,目 录,5.6 渐开线圆柱齿轮的精度及标准,5.7 齿轮轮齿的失效和齿轮常用材料,Machinery Foundation,5.8 直齿圆柱齿轮的强度计算,5.9 斜齿圆柱齿轮传动,第五章 齿轮传动,目 录,5.11 蜗杆传动,5.12 几种传动形式的比较,Mach
2、inery Foundation,5.13 轮系及减速器,5.10 锥齿转传动的概念,5.1 齿轮传动概述,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,5.1 齿轮传动概述,Machinery Foundation,优点, 传递运动准确可靠 传动效率高，使用寿命长 适应的载荷和速度范围广,第五章 齿轮传动,（一）概述,缺点, 制造和安装要求精度较高 两轴相距较远时机构庞大，不适宜用在远距离传 动的场合。,5.1 齿轮传动概述,Machinery Foundation,按两齿轮轮轴的相对位置分类,第五章 齿轮传动,（二）齿轮传动的类型, 两齿轮轴线平行的圆柱齿轮传动 按照轮齿相对
3、轴线的方向分为直齿圆柱齿轮传动(图5-1a、b)、斜齿圆柱齿轮传动（图5-1c）和人字形齿轮传动（图5-1d）三种。 按照啮合情况又分为外啮合齿轮传动（图5-1a、c、d）、内啮合齿轮传动（图5-1b）及齿轮与齿条传动（图5-1e）等,5.1 齿轮传动概述,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,图5-1 齿轮传动的分类,5.1 齿轮传动概述,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动, 两齿轮轴线相交的 锥齿轮传动 分直齿锥齿轮传动（图5-1f）和曲齿锥齿轮传动（图5-1g、h）两种。 两齿轮轴线相错的齿轮传动 分交错轴斜齿轮传动（图5-1i）和蜗杆蜗轮传
4、动（图5-1j）,图5-1 齿轮传动的分类,5.1 齿轮传动概述,Machinery Foundation,按齿轮的工作条件分类,第五章 齿轮传动, 开式齿轮传动 闭式齿轮传动,按齿轮曲廓的曲线形状分类, 渐开线齿轮传动 摆线齿轮传动 圆弧齿轮传动,5.2 齿轮啮合的基本定律,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,5.2 齿廓啮合的基本定律,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（一）齿廓啮合的基本定律,当一对齿廓在啮合过程中交点C位置不变时，瞬时传动比为定值。,图5-2 齿廓啮合图,5.2 齿廓啮合的基本定律,Machinery Foundatio
5、n,第五章 齿轮传动,（一）渐开线的形成及其特性, 渐开线的形成 当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，动直线上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线。 如右图所示，AK为圆的渐开线，展开线BK成为发生线，对应半径rb的圆称为渐开线的基圆。,图5-3 渐开线的形成,5.2 齿廓啮合的基本定律,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动, 渐开线的特性 发生线在基圆上滚过的线段KB，等于基圆上被滚过的圆弧长AB。 渐开线上的任意一点K的法线必与基圆相切。,图5-4 齿廓的构成,渐开线的齿廓，就是由同一基圆上两条相反的渐开线构成，如图5-4所示。,5.2 齿廓啮合的
6、基本定律,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动, 渐开线上离基圆越远点，其压力角越大。 基圆越大，渐开线越平坦。 基圆内无渐开线。,图5-5 渐开线齿廓的啮合,5.3 渐开线标准直尺圆柱齿轮 各部分的名称和尺寸,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,5.3 名称和基本尺寸,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（一）齿轮各部分的名称,1.齿顶圆：过轮齿顶端的圆称为齿顶圆，其半径和直径分别用ra和da表示。 2.齿根圆：齿槽底部所在的圆称为齿根圆，其半径和直径用rf和df表示。 3.分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分
7、度圆，其直径用d表示。 4.齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的沿半径方向的高度称为齿顶高，用ha表示。,5.3 名称和基本尺寸,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,5.齿根高：齿根圆与分度圆之间沿半径方向的高度称为齿根高，用hf表示。 6.全齿高：齿顶圆与齿根圆之间沿半径方向的高度称为齿高，用h表示 。 7.齿距：相邻两齿对应点间的距离为齿距，用p表示。 8.齿厚：一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿厚，用s表示。 9.槽宽：一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽，用e表示。 10.齿轮宽度：沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度，用b表示,5.3 名称和基本尺寸,Machinery
8、Foundation,第五章 齿轮传动,图5-6 直齿圆柱齿轮各部分名称,5.3 名称和基本尺寸,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（二）渐开线齿轮的主要参数, 模数若齿轮的齿数为z，则在整个圆周上应均布z个齿距p，故有： z p=d 或 dz p / 由于为一无理数，为了计算和制造上的方便，工程上规定比值p /等于整数或简单的无理数，称之为齿轮模数，用m表示。则上式为： d = m z,5.3 名称和基本尺寸,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,压力角 我国规定分度圆上的压力角20，称为标准压力角。 分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆
9、。,齿顶高系数和顶隙系数 在标准齿轮中，取： 齿顶高 齿根高 式中， 为齿顶高系数； 为顶隙系数，c为顶隙。,5.3 名称和基本尺寸,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（二）标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算,标准齿轮是指模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数均为标准值，且分度圆上e=s的齿轮。 其几何计算公式见表5-2。,5.4 渐开线啮合齿轮的啮合,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,5.4 渐开线齿轮的啮合,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（一）齿轮的啮合过程,如图5-7所示为一对渐开线齿轮传动的啮合过程。 一对渐开线
10、齿轮正确啮合的条件是其在分度圆上的压力角和齿距相等，即两齿轮的模数和压力角必须分别相等，可表示为： m1 = m2 = m 1=2=,图5-7 渐开线齿轮传动的啮合过程,5.4 渐开线齿轮的啮合,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（二）渐开线齿轮连续传动的条件,如图5-8，为保证齿轮能够连续传动，要求实际啮合线长度必须大于基圆齿距，即： B1B2Pb =实际啮合线长度/基圆齿距 =B2B1/Pb1 式中，为重合度。,图5-7 渐开线齿轮传动的啮合过程,5.4 渐开线齿轮的啮合,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（二）渐开线齿轮传动的可行性,一
11、对标准齿轮安装的中心距即标准中心距为： a=（d1+d2）/2=（d1+d2）/2=m(z1+z2)/2 可行性：齿轮加工后基圆已经确定，即使因制造和安装误差等原因，引起实际中心距与标准中心距之间有些偏差，也不会影响两轮的传动比的特性。,5.5 渐开线齿轮的加工,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,5.5 渐开线齿轮的加工,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（一）渐开线齿轮的加工原理, 仿形法 定义：在普通铣床上使用具有渐开线齿形的铣刀直接切出轮齿形的加工方法。 特点：逐齿切削的，且不连续，所以精度差，效率低，多用于修配、单件或小批量生产中。,
12、图5-9仿形加工轮齿 a)圆盘铣刀加工b）指状铣刀加工,5.5 渐开线齿轮的加工,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动, 展成法 定义：利用齿轮啮合原理来切削轮齿轮廓的。 分类：齿轮插齿加工轮齿 （5-10a、b） 齿条插齿加轮齿 （5-10c） 齿轮滚刀加工轮齿 （5-11） 特点：刀具简单、加工精度高、生产效率也高。,5.5 渐开线齿轮的加工,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,图5-10 展成法加工齿轮 图5-11齿轮滚刀切齿,5.5 渐开线齿轮的加工,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,根切现象 定义：展成法加工渐开
13、线标准齿轮时，如被切齿轮的齿数过少，刀具顶线就会超过啮合线与被切齿轮基圆的切点N1，刀刃将轮齿根部的渐开线齿廓切去，这种现象称为根切现象。 不发生根切的最少齿数： 当20, ha1时, z min17； 当20, ha0.8时,z min1,图5-11根切现象,5.5 渐开线齿轮的加工,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（二）变位齿数的概念, 变位的目的 变位齿轮克服了标准齿轮的下列缺点： 1）能制造出齿数小于最少齿数但又无根切现象的齿轮。 2）实现标准中心距的无侧隙传动。 3）能使小齿轮齿根厚度加大，使大小齿轮的弯曲强度大致相等等。,5.5 渐开线齿轮的加工,Mac
14、hinery Foundation,第五章 齿轮传动, 变位齿轮的概念 定义：采用改变刀具位置的方法展成加工出来的齿轮。 变位量：刀具由切削标准齿轮位置移动的距离称为，用X m表示。其中m为齿轮的模数，称为变位系数。 正变位：当刀具离移被切齿轮中心时，取正值时。 负变位：当刀具移近被切齿轮中心时，为负值时。,5.5 渐开线齿轮的加工,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,图5-11变位齿轮 a)变位齿轮分度圆齿厚 b）齿廓的比较,5.6 渐开线圆柱齿轮的精度及标准,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,5.6 精度及标准,Machinery Foun
15、dation,第五章 齿轮传动,渐开线齿轮精度等级的国家标准为GB/T10095.1-2001。 一般机械中，当圆周速度v5m/s，轮齿为直齿时，多采用8级精度； 中、高速重载齿轮，当v10m/s时可采用7级精度； 低速、轻载、不重要的齿轮可采用9级精度。,5.7 齿轮轮齿的失效和齿轮常用材料,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,5.7 失效和材料,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（一）齿轮的失效, 轮齿折断 疲劳折断：超过弯曲疲劳极限引起的。 过载折断：严重过载或受冲击载荷引起的。,图5-14 齿根的疲劳裂纹,5.7 失效和材料,Machi
16、nery Foundation,第五章 齿轮传动,图5-15 齿面的点蚀, 齿面点蚀 定义：齿轮工作表面出现一些小凹坑，当点面积不断扩展时，使齿轮啮合情况恶化而失效。, 齿面磨损 原因：齿轮传动时，两相互啮合的齿廓表面有相对滑动，引起表面磨损。,图5-15 齿面磨损,5.7 失效和材料,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,图5-15 齿面胶合, 齿面胶合 定义：高速重载、啮合区温度升高引起润滑失效，齿面金属直接接触并相互粘连，较软的齿面被撕下而形成沟纹, 齿面塑性变形 原因：软齿面齿轮在承受重载时，齿面可能产生局部塑性变形而失去正确的齿形。,图5-15 齿面磨损,5.7 失效和材料,Machinery Foundation,第五章 齿轮传动,（二）齿轮的常用材料及选择, 常用材料 常用的
