《第九章齿轮传动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章齿轮传动（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、辽宁信息职业技术学院 机械设计基础精品课程第9章 齿轮传动9.1齿轮传动的特点和类型 9.1.1齿轮传动的特点齿轮传动是依靠两齿轮轮齿之间互相推压作用的啮合传动。它可以用来传递平行轴、相交轴、和交错轴之间的运动和动力。与其他传动相比，齿轮传动有着突出的优点：（1） 能保证两齿轮瞬时传动比恒定不变；（2） 能实现两平行轴、相交轴和交错轴间的各种传动；（3） 圆周速度和功率适用范围广，效率高；（4） 工作可靠、使用寿命长。齿轮传动也有不可避免的缺点：（1） 对制造和安装精度要求较高，加工齿轮需要专用机床和设备，成本较高；（2） 不适合两轴相距较远的传动；（3） 对冲击和振动较为敏感。齿轮传动有着带
2、传动、链传动等传动不可替代的优点。齿轮传动适用的范围比较广，其圆周速度可达 ，传递功率可达 ，其传动效率最高，可达。对齿轮传动的要求一是要求传动平稳，二是要求有足够的承载能力和寿命。9.1.2齿轮传动的类型齿轮传动的类型很多，可根据两齿轮轴线的相对位置、啮合方式和轮齿形状的不同分类如下（见图9-1）： 直齿圆柱齿轮传动 (a) 按轮齿方向分 斜齿圆柱齿轮传动 (b) 人字齿轮传动 (c) 平行轴 外啮合齿轮传动 (a、b、c) 按啮合方式分 内啮合齿轮传动 (d) 齿轮传动 齿轮齿条啮合传动 (e) 相交轴圆锥齿轮传动 (f) 螺旋齿轮传动 (g) 交错轴 蜗杆传动 (h) 图6-1齿轮传动的
3、类型9.2渐开线与渐开线轮廓 9.2.1渐开线形成当直线在半径为的圆周上作纯滚动时，直线上任意一点的轨迹，称为该圆的渐开线（图6-2），这个圆称为渐开线的基圆，直线称为发生线。齿轮的齿廓就是由两段对称渐开线组成的，如图6-3所示。9.2.2渐开线性质根据渐开线形成过程，可知它有以下性质：（图6-2） 发生线上沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即=。 图9-2渐开线的形成 图9-3 渐开线齿廓图 渐开线上任意点的法线与基圆相切。切点是渐开线上点的曲率中心，线段为渐开线点的曲率半径，以表示。即是与基圆相切的切线，又是渐开线在点的法线。图6-4 不同基圆上的渐开线 渐开线的弯曲程度取决于基圆的
4、大小（图9-4）。基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线变成直线。齿条的齿廓就是这种直线齿廓。 作用于渐开线点的正压力的方向（法线方向）与其作用点的速度方向所夹的锐角称为渐开线在K点的压力角（图9-2），K点离圆心越远，压力角越大，基圆压力角为0。 因为发生线切于基圆，所以基圆以内没有渐开线。9.2.3渐开线方程今以压力角为参变数，根据渐开线特性和图9-2可推出渐开线极坐标方程。由特性4求出 (9-1)由特性1和图9-2求出 = 式中是的函数，称为渐开线函数，用符号表示。 (9-2)式(9-1)、(9-2)便是以为参数的渐开线极坐标方程。式中 为向径；称为展角，以弧度度量；是基
5、圆半径。为使用方便，渐开线函数已编表如下： 表9-1 渐开线函数表次110.00239412449525057256282620826797273942800128616292412987530518120.00311713183232504331853387534575352853600536735374743822438984130.00397544053441325421264293843760445934543746291471574803348921140.0049819507295165052582535265448255448564275741758420594346046015
6、0.00614986254863611646866577366873679856911070248713987256173738160.0074930761307735078570798208107082340836208492086230875608889170.0090250916109299094390958009722098661001210158103071045610608180.0107601091511071112281138711547117091187312038122051237312543190.0127151288813063132401341813598137791
7、396314148143341452314713200.0149041509815293154901568915890160921629616502167101692017132210.0173451756017777179961821718440186651889119120193501958319817220.0200542029220533207752101921266215142176522018222722252922788230.0230492331223577238452411424386246602493625214254952577826062240.026350266392
8、6931272252752127820281212842428729290372934829660250.0299753029330613309353126031587319173224932583329203326033602260.0339473429434644349973535235709360693643236798371663753737910270.0382873866639047394323981940209406024099741395417974220142607280.0430174343043845442644468545110455374596746400468374
9、727647718290.0481644861249064495184997650437509015136851838523125278853268300.05375154238547285522155717562175672057226577365824958765592859.2.4渐开线齿廓啮合特性1.瞬时传动比为常数如图9-5所示,两渐开线齿廓在任意点接触,按刚体传动规律,两齿廓在点的速度、的法向速度、必须相等,即图9-5齿廓的瞬时传动比 又按渐开线性质(2),过点的公法线,同时切于两基圆，切点为、，基圆半径为、。由图9-5可知， , 故瞬时传动比 (9-3）由于渐开线的两基圆半径、不
10、变，且点是任意点，所以渐开线齿廓在任意点啮合，两齿轮瞬时传动比为常数，且与其基圆半径成反比。2.中心距可分性若一对渐开线齿轮传动由于制造、安装、轴的变形及轴承磨损等原因，使实际中心距比理论中心距稍有增大时，两轮的瞬时传动比能否保持不变呢？根据齿廓啮合基本定律，由图(95)可知，按式（9-3）可得 （9-4）图9-6齿廓啮合线由于两轮的基圆半径、仍保持原值，两齿轮瞬时传动比仍为常数。中心距稍有增大，其瞬时传动比不变的特性，称为中心距可分性。中心距变化后，两轮的节圆半径虽有变化,但是它们的比值不变。渐开线齿轮具有的中心距可分性,为渐开线齿轮制造和安装带来方便。 3.齿廓啮合线、压力线方向不变 根据
11、渐开线性质(2),两轮齿廓在任意点啮合时,过点的公法线,也是两轮基圆一侧的内公切线,它只有一条,且方向不变。 两轮齿廓啮合点的轨迹,称为啮合线。两渐开线齿轮齿廓的所有啮合点都位于唯一的公法线上,故啮合线与公法线重合。啮合线与两节圆的公切线的夹角称为啮合角。(图9-6) 两齿廓啮合,如不计摩擦,则压力沿法线方向传递,这时法线也就是压力线。可见,两渐开线齿廓啮合,其啮合线、压力线都与公法线重合,它们的方向都不变,同时啮合角也不变。 由于压力线方向不变,所以经齿廓传与机架的力相对稳定。节圆上的压力角,是压力方向与节点的速度方向间的夹角,它与啮合角重合,用同一符号表示。 根据渐开线性质(5),基圆内没有渐开线,所以与两基圆啮合线的切点、就是理论极限啮合点,便是理论啮合线长度。9.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算图9-7 齿轮各部分的名称9.3.1齿轮各部名称与符号如图6-7所示为标准直齿圆柱齿轮。1.齿宽 沿齿轮轴线方向量得轮齿宽度，用b表示。2.齿槽
