机械设计基础课件!齿轮机构HPPT文件格式下载.ppt

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4.4.结构紧凑，工作可靠且寿命长。

结构紧凑，工作可靠且寿命长。

5.5.制造安装精度高，成本高；

制造安装精度高，成本高；

6.6.不适宜传递远距离的运动。

不适宜传递远距离的运动。

一一.齿轮机构的特点齿轮机构的特点优缺点优缺点应用最广的传动机构之一，用来传递空间任意两应用最广的传动机构之一，用来传递空间任意两轴的运动和动力。

轴的运动和动力。

4411齿轮机构特点和类型齿轮机构特点和类型2两轴平行的两轴平行的直齿直齿平行轴斜齿轮传动平行轴斜齿轮传动人字齿人字齿外啮合齿轮传动外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮与齿条传动齿轮与齿条传动圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动齿齿轮轮机机构构两轴不平行的两轴不平行的二二.齿轮机构的类型齿轮机构的类型（平面齿轮机构）（平面齿轮机构）PlanarGearMech.圆柱齿轮（空间齿轮机构）（空间齿轮机构）SpatialGearMech.3直齿圆柱齿轮机构直齿圆柱齿轮机构（二轴平行二轴平行）spurgearmech.外啮合传动外啮合传动二轮转向相反二轮转向相反外齿轮外齿轮内啮合传动内啮合传动二轮转向相同二轮转向相同齿轮齿条传动齿轮齿条传动转动转动移动移动内齿轮内齿轮外齿轮外齿轮齿条齿条外齿轮外齿轮rack2022/11/4编制：

吕亚清4斜齿圆柱齿轮机构斜齿圆柱齿轮机构helicalgearmech.外外啮啮合合external内内啮啮合合internal齿齿轮轮齿齿条条5人字齿轮传动人字齿轮传动doublehelicalgearmech.（herringbone）外啮合传动外啮合传动内啮合传动内啮合传动齿轮齿条传动齿轮齿条传动空间齿轮机构空间齿轮机构spatialgearmech.圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动bevelgearmech.二轴相交二轴相交直齿圆锥齿轮机构直齿圆锥齿轮机构Straightbevelgear曲齿圆锥齿轮机构曲齿圆锥齿轮机构Helicalbevelgear交错轴斜齿轮传动（螺旋齿轮传动）交错轴斜齿轮传动（螺旋齿轮传动）crossedhelicalgearmech.二轴交错二轴交错8蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动wormandwormwheelmech.二轴交错，通常交二轴交错，通常交9090KO1O212nnnvv11vv22ZP不卡不离不卡不离.处处相切接触处处相切接触.法线上没有相对运动法线上没有相对运动.aabbcc瞬时传动比瞬时传动比ii1212=对齿廓曲线的要求对齿廓曲线的要求:

4-24-2齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律FoundamentalFoundamentalLawofGearingLawofGearing一、齿轮传动的一、齿轮传动的瞬时角速比瞬时角速比（传动比传动比）因为因为Kab与与KO2Z相似，则相似，则104-24-2齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律FundamentalLawofGearingFundamentalLawofGearing一、齿轮传动的一、齿轮传动的瞬时角速比瞬时角速比（传动比传动比）齿廓形状影响传动性能，若传齿廓形状影响传动性能，若传动比变化动比变化从动轮转速不均匀从动轮转速不均匀惯性力、振动、噪音惯性力、振动、噪音传动精度。

传动精度。

KO1O212nnP分析可知：

分析可知：

PP为齿廓为齿廓11、22的瞬心的瞬心则则VP1=VP21O1P=2O2P即即:

i12=12O1PO2P11定点定点P节点节点pitchpoint（公法线与连心线的交点）（公法线与连心线的交点）节圆节圆（d1,d2）:

过节点所作的两圆过节点所作的两圆二、齿廓啮合的基本定律二、齿廓啮合的基本定律不论两齿廓在何位置接触，不论两齿廓在何位置接触，过其接触点所作两齿廓的公法线过其接触点所作两齿廓的公法线均须与连心线交于一定点均须与连心线交于一定点PP。

瞬时传动比等于齿廓接触点的公法瞬时传动比等于齿廓接触点的公法线将连心线截为两段线段的反比。

线将连心线截为两段线段的反比。

传动比恒定的条件：

12O1O2C2C1nnPK节圆节圆节圆节圆12三、齿廓曲线的确定三、齿廓曲线的确定u凡能满足齿廓啮合基本定律凡能满足齿廓啮合基本定律（或某种变传动比规律或某种变传动比规律）的一的一对齿廓，称为共轭齿廓。

对齿廓，称为共轭齿廓。

ConjugateProfiles在理论在理论上，可作为一对齿轮共轭齿上，可作为一对齿轮共轭齿廓的曲线有廓的曲线有无穷多无穷多个。

个。

u实际选用实际选用,须考虑设计、须考虑设计、制造制造、安装、安装、使用使用等等因素因素u常用常用:

渐开线、摆线、圆弧线渐开线、摆线、圆弧线、抛物线等抛物线等u本章主要研究本章主要研究渐开线渐开线齿廓的齿轮齿廓的齿轮12O1O2C2C1nnPvK1vK2KvK2K1节圆节圆节圆节圆43渐开线齿廓渐开线齿廓TheInvoluteProfiles一、一、渐开线的形成渐开线的形成二、二、渐开线的性质渐开线的性质三、三、渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓的啮合特性14一、渐开线的形成一、渐开线的形成GenerationofInvoluteu当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任一点的轨迹一点的轨迹-该圆的该圆的渐开线渐开线involuteu该圆称基圆该圆称基圆（r（rbb）；

该直线称为发生线；

该直线称为发生线generatingline渐开渐开线线发生线发生线基圆基圆F向径向径压力角压力角KKKK基圆半径基圆半径rbvKrKrb展角展角基圆基圆15二、渐开线的性质二、渐开线的性质PropertiesoftheInvolute1）发生线沿基圆滚过的长度发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长等于基圆上被滚过的弧长,2）渐开线上任一点法线恒切于渐开线上任一点法线恒切于基圆基圆,切点是渐开线上切点是渐开线上KK点的曲点的曲率中心，率中心，KBKB为曲率半径为曲率半径;

越接越接近基圆，曲率半径越小，反之近基圆，曲率半径越小，反之越大越大3）3）渐开线上渐开线上KK点的法线点的法线（正压力正压力的方向线的方向线）,）,与该点的速度方向与该点的速度方向线所夹的锐角线所夹的锐角k称为渐开线在称为渐开线在该点的压力角。

该点的压力角。

BKBAO渐开线的性质渐开线的性质（续续）4）4）渐开线的形状决于基圆半径渐开线的形状决于基圆半径u圆半径越大，渐开线越平圆半径越大，渐开线越平展（综合曲率半径越大）展（综合曲率半径越大）u直线也是渐开线直线也是渐开线C1A1B1C2A2O2rb2B2O38B38A38C3O1rb1K5）5）基圆内无渐开线基圆内无渐开线17推论推论u同一基圆上渐开线形状相同同一基圆上渐开线形状相同u同一基圆所生成的同向渐开同一基圆所生成的同向渐开线为法向等距曲线线为法向等距曲线u两反向渐开线公法线两反向渐开线公法线处处相等处处相等u（等于两渐开线间的基圆弧长等于两渐开线间的基圆弧长）OC2AC1BC3A1B1A2B2N1N2K1K2？

三、渐开线齿廓的啮合特性三、渐开线齿廓的啮合特性GearingofInvoluteProfilesu渐开线齿轮符合齿廓啮合渐开线齿轮符合齿廓啮合基本定律，即能保证定传动基本定律，即能保证定传动比传动比传动由齿廓啮合基本定律知由齿廓啮合基本定律知rb2O212N2CCO1rb1KPKN1由渐开线性质知，由渐开线性质知，啮合点公法线与二基圆内啮合点公法线与二基圆内公切线重合公切线重合二基圆为定圆，二基圆为定圆，NN11NN22为定为定直线，则节点直线，则节点PP为定点为定点2022/11/4编制：

吕亚清19渐开线齿轮在传动过程中，啮渐开线齿轮在传动过程中，啮合线和啮合角始终不变。

合线和啮合角始终不变。

u渐开线齿轮传动的啮合线和啮合角渐开线齿轮传动的啮合线和啮合角啮合线啮合线trajectoryofcontact：

是：

是指两齿轮啮合点的轨迹。

指两齿轮啮合点的轨迹。

啮合角：

啮合线和两齿轮节圆啮合角：

啮合线和两齿轮节圆的内公切线之间的夹角，在数的内公切线之间的夹角，在数值上恒等于节圆压力角，用值上恒等于节圆压力角，用aa表示。

表示。

渐开线齿轮传力性能好。

三、渐开线齿廓的啮合特性（续）三、渐开线齿廓的啮合特性（续）rb2O212N2CCO1rb1KPKN1tta2022/11/4编制：

吕亚清20O1O2PPO1O2rb1rb2rb2rb1u中心距变化不影响传动比中心距变化不影响传动比-可分性可分性separabilityofthecentredistancei12=12O1PO2Prb1rb2i12=12O1PO2Prb1rb2i12=i12若中心距略有误差若中心距略有误差传动比不变传动比不变三、渐开线齿廓的啮合特性（续）三、渐开线齿廓的啮合特性（续）12O1O2C2C1nnPvK1vK2KvK2K1节圆节圆节圆节圆三、渐开线齿廓的啮合特性（续）三、渐开线齿廓的啮合特性（续）u渐开线齿廓间有相对滑动渐开线齿廓间有相对滑动tt引起啮合传动时齿面间的引起啮合传动时齿面间的摩擦和磨损摩擦和磨损一、一、外齿轮外齿轮ExternalGears二、二、内齿轮内齿轮InternalGears三、三、齿条齿条TheRack4444渐开线标准直齿圆柱齿轮渐开线标准直齿圆柱齿轮StandardInvoluteSpurGears23一、外齿轮一、外齿轮ExternalGears11各部分名称和符号各部分名称和符号22基本参数基本参数33几何尺寸几何尺寸44例题例题1.1.各部分名称和符号各部分名称和符号u基圆基圆（basiccircle）ddbb（r（rbb）:

）:

产生渐开线的圆产生渐开线的圆u齿顶圆齿顶圆（addendumc.）ddaa（r（raa）：

连接齿轮各齿顶的圆连接齿轮各齿顶的圆u齿根圆齿根圆（rootc.）ddff（r（rff）:

齿槽底部连接的圆齿槽底部连接的圆u齿厚齿厚（tooththickness）ssii:

在在ddii圆周上圆周上,一个轮齿左右两一个轮齿左右两侧齿廓间的弧线长侧齿廓间的弧线长u齿槽宽齿槽宽（spacewidth）eeii:

在在ddii圆周上圆周上,齿间的弧线长齿间的弧线长u齿距齿距（pitch）ppii:

ppii=s=sii+e+eiiu分度圆分度圆（referencec.）d（r）:

d（r）:

设计齿轮的基准圆设计齿轮的基准圆分度圆上，分度圆上，p=s+ep=s+eu齿顶高齿顶高（addendum）hhaa：

u齿根高齿根高（dedendum）hhff：

u齿全高齿全高（toothdepth）h=hh=haa+h+hffOhhfharrarb齿间齿间（齿槽齿槽）齿齿zrfsieiespBpi22.基本参数基本参数thefoundamentalparametersu齿数齿数：

zzu模数模数module：

mmd=zpd=zp/令令m=p/则则d=zmu压力角压力角aa：

分度圆压力：

分度圆