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1、31 概述构造特点:圆柱体外（或内)均匀分布有大小相似的轮齿。作用:传递空间任意两轴(平行、相交、交错)的旋转运动,或将转动转换为移动。2齿轮传动机构的特点长处：1)啮合传动,可传递空间任意两轴之间的运动和动力；2）功率范畴大,从几毫瓦到0万千瓦;圆周速度大,高达0 m/s;速比范畴大,传动比可以上百;效率高，可达99;)传动比精确、传动平稳，使用寿命长、工作安全可靠,构造紧凑;4）变化运动方向。缺陷:加工成本高、不合适远距离传动。1.3 齿廓啮合基本定律瞬时传动比恒定条件一对齿廓在点接触时,vk1v但其法向分量应相似。否则要么分离、要么嵌由运动分析得：1=/2COC齿廓啮合基本定律:互相啮合
2、的一对齿轮在任一位置时的传动比,都与连心线O1O2被其啮合齿廓的在接触处的公法线所提成的两段成反比。如果规定传动比为常数，则应使O2CO1为常数。由于O2、1为定点，故C必为一种定点。C点称为节点.4 齿廓曲线的选择共轭齿廓: 一对能实现预定传动比(i2=1/2)规律的啮合齿廓。)理论上满足基本定律的共轭齿廓曲线诸多；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3-2 渐开线齿廓和渐开线齿轮传动的特点.渐开线及其性质21. 渐开线的形成直线BK沿半径为b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
3、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点的展角图11以上配图112.2 渐开线的性质1)渐开线的发生线展直前后长度不变；以上配图12）发生线 为渐开线在K点的法线,并与基圆相切于B点。图123)B是渐开线点处的曲率中心，K 是曲率半径; 处的曲率半径为0 2），3）配图4）渐开线的形状取决于基圆的大小4）配图 r,渐开线直线;5)基圆内无渐开线（配图12)6）同一基圆上所生成的两条同向渐开线为法向等距曲线。【6)配图】2. 渐开线齿廓的啮合特性法线与基圆相切;齿轮固定,基圆唯一；法线交于定点C22.1渐开线齿廓能保证定传动比传动2.2.2 渐开线齿廓传动的可分性 中心距变
4、化后，点随之变化,但rb1、rb2不变，即中心距不变。有助于加工、安装和使用。工程意义：i12为常数可减少因速度变化所产生的附加动载荷、振动和噪音,延长齿轮的使用寿命，提高机器的工作精度。.2.3 齿廓间正压力方向不变N1N是啮合点的轨迹，称为啮合线 该线又是接触点的法线，正压力总是沿法线方向，故正压力方向不变。该特性对传动的平稳性有利。2.2.3配图143- 渐开线原则齿轮的基本参数和尺寸3.齿轮各部分名称与符号1)齿顶圆da、r2）齿根圆f、rf）齿 厚sk任意圆上的弧长4）齿槽宽ek弧长5）齿距(周节)k=sk+ek 同侧齿廓弧长图14）基圆齿距p7）法向齿距（周节)p8)分度圆人为规定
5、的计算基准圆表达符号:d、r、s、e, p s+)齿顶高h0)齿根高hf1）齿全高h= a+h12)齿 宽B【)配图】3.基本参数1)齿数z2）模数m分度圆周长:=zp, d=z/,浮现无理数,不以便为了计算、制造和检查的以便人为规定:=p/只能取某些简朴值,称为模数m 。于是有: dm, = z/2 模数的单位:mm,它是决定齿轮尺寸的一种基本参数。齿数相似的齿轮，模数大,尺寸也大。3)分度圆压力角由 rbri cosi得：rcos(rbi)对于同一条渐开线:定义分度圆压力角为齿轮的压力角:arccos（rbr)或rb=csbdos 对于分度圆大小相似的齿轮，如果不同，则基圆大小将不同，因而
6、其齿廓形状也不同。 是决定渐开线齿廓形状的一种重要参数。图17规定原则值:0某些场合采用=14.5、1、225、5。如航空齿轮由d=z知:m和z一定期，分度圆是一种大小唯一拟定的圆。由db=dco可知,基圆也是一种大小唯一拟定的圆。称 、z、为渐开线齿轮的三个基本参数。3.3齿轮各部分尺寸的计算公式:【1)4）配图见图17】【5）7）配图见图18】1)分度圆直径：d=mz)齿顶高：h=h*mh 齿顶高系数，取原则值 ha*13)齿根高：hf=(ha* +c*)m* 顶隙系数,取原则值 c0.5)全齿高：h= hahf（2a* +c*）5)齿顶圆直径：d=dh=(h*)）齿根圆直径:df=d-2
7、f(-2a*-2c*)m7）基圆直径： dbdcs图18=os）法向齿距:pn=pb=db/z=mcos=pcos原则齿轮:m、ha*、取原则值,且e=s的齿轮。图193.4 齿条基本参数 【】1）2)配图见图特点:齿廓是直线，各点法线和速度方向线平行1)压力角到处相等，且等于齿形角, 为常数。）齿距到处相等: p=mpncs其他参数的计算与外齿轮相似。3.5 内齿轮基本参数构造特点：轮齿分布在空心圆柱体内表面上。不同点：1)轮齿与齿槽正好与外齿轮相反。2）dda=-2hdfd+2hf3）为保证齿廓所有为渐开线,规定da。图2034 渐开线齿轮对的持续啮合的条件4.一对轮齿的啮合过程【图0】轮
8、齿在从动轮顶圆处进入啮合，积极轮齿根推动从动轮齿顶。随着传动的进行,啮合点沿2 线移动。在积极轮顶圆与N1N线交点处B1脱离啮合。积极轮：啮合点从齿根走向齿顶，而在从动轮，正好相反。B1B2 实际啮合线N1、N 啮合极限点N1N2：理论上也许的最长啮合线段因基圆内无渐开线理论啮合线段阴影线部分齿廓的实际工作段。4.2 对的啮合条件【图】要使进入啮合区内的各对齿轮都能对的地进入啮合，两齿轮的相邻两齿同侧齿廓间的法向距离应相等：p1=pb2将pb=mcs代入得: 1os1=m2cos2因m和都取原则值，使上式成立的条件为:m12 , =图214. 持续传动条件一对轮齿啮合传动的区间是有限的。要保证
9、齿轮持续转动，则在前一对轮齿脱离啮合之前,后一对轮齿必须及时地进入啮合。因此有一种持续传动的问题。为保证持续传动,规定:实际啮合线段2p (齿轮的法向齿距）,即: B1B2/p1一对齿轮的持续传动条件是:1 定义: = 12/p 为一对齿轮的重叠度从理论上讲，重叠度为1就能保证持续传动，但齿轮制造和安装有误差，为保证可靠工作,工程上规定：表3-2 的推荐值：使用场合 一般机械制造业 汽车拖拉机 金属切削机 .4 112 1.3影响的因素:与m无关。 当,Z2 时，ma取:=,ha*1mx 981, 3-5 齿轮加工原理和根切现象齿廓切制的基本原理7. 斜齿圆柱齿轮的特点1）传动平稳，冲击和噪声
10、小；2）重叠度大，承载能力大；3）不发生根切最小齿数少;4）角轴向力，对轴承不利角太小,斜齿轮的长处不易发挥一般：= 80；5）人字形齿轮螺旋角可以取 240；6)存在轴向分力。73 斜齿圆柱齿轮的基本参数与几何计算1)螺旋角产生轴向力角轴向力，对轴承不利; 角太小，斜齿轮的长处不易发挥一般:= 0；角重叠度加大(背面分析）。2）法面模数与端面模数3)法面压力角与端面压力角4）法面参数的意义法面：加工时的进刀方向，为原则参数。端面：渐开线,与直齿轮相称。74 斜齿圆柱齿轮对的啮合条件)两轮啮合处的轮齿倾斜方向必须一致2）端面内的啮合相称于直齿轮啮合因此,斜齿轮传动的重叠度比直齿轮大。78 斜齿
11、圆柱齿轮的当量齿轮由人为规定的与斜齿轮法面齿形相似的直齿圆柱齿轮称为斜齿轮的当量齿轮。当量齿轮的齿数称为斜齿轮的当量齿数。3-8 圆锥齿轮传动传动8.1 直齿圆锥齿轮基本概念1)背锥与圆锥齿轮大端的球面相切,并切于分度原位置的圆锥称为圆锥齿轮的背锥。2）当量齿轮和当量齿数 大端模数为原则值将背锥展平（参数与圆锥齿轮大端相似）,将扇形齿轮补足成完整的直齿圆柱齿轮，该齿轮称为圆锥齿轮的当量齿轮。原则直齿圆锥齿轮不发生根切的至少齿数:当量齿轮的用途：a）仿形法加工直齿圆锥齿轮时,选择铣刀;)弯曲疲劳强度计算。.2 直齿圆锥齿轮啮合传动1)对的啮合条件1=m21=21+2=90)持续传动条件重叠度1按
12、照当量齿轮进行分析和计算3）传动比9.1 蜗杆传动及其特点 若将一对斜齿轮安装成其轴线互相垂直,且其中一种齿轮的螺旋角很大，就成为蜗杆机构。.1. 长处:1)传动比大,机构紧凑； 508 动力传动i 30 分度机构100 只传递运动)持续啮合，传动平稳，冲击载荷小，噪音低;)反行程时可自锁，安全保护。.12 缺陷1）轮齿间相对滑动速度较大,易磨损;2)效率低（最高70%）;3）成本较高。(蜗杆:钢,蜗轮：青铜）. 蜗杆传动的类型）蜗杆直径系数加工时滚刀直径等参数与蜗杆分度圆直径等参数相似,为了限制滚刀的数量，国标规定分度圆直径只能取原则值,并与模数相配。定义：q=d1/为蜗杆特性系数。一般取q=18。9对的啮合条件中间平面:过蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线。在此平面内，蜗轮蜗杆相称于齿轮齿条啮合。对的啮合条件是中间平面内参数分别相等:mt2=x1=m ，t2=x1=蜗轮蜗杆轮齿旋向相似,1+2=90 1191=29.5
