河南科技大学精品课程机械设计基础04.ppt

河南科技大学精品课程机械设计基础04.ppt

《河南科技大学精品课程机械设计基础04.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河南科技大学精品课程机械设计基础04.ppt（106页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第第44章章齿轮机构齿轮机构41齿轮机构的特点和类型齿轮机构的特点和类型42齿廓实现定角速比传动的条件齿廓实现定角速比传动的条件43渐开线渐开线齿廓齿廓45渐开线标准齿轮的啮合渐开线标准齿轮的啮合46渐开线齿轮的切齿原理渐开线齿轮的切齿原理48平行轴斜齿轮平行轴斜齿轮机构机构49圆锥齿轮机构圆锥齿轮机构44齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸47根切、最少齿数及变位齿轮根切、最少齿数及变位齿轮功用：

传递空间任意两轴（平行、相交、交错）的运动或动力。

一、齿轮机构的功用和特点一、齿轮机构的功用和特点特点：

传动比准确、传动平稳可靠。

承载能力强，效率高，寿命长。

传动功率范围大，从几瓦到10万千瓦。

圆周速度可达300m/s。

制造安装精度要求较高，需专用设备，加工成本高。

41齿轮机构的特点和类型1841齿轮机构的特点和类型平面齿轮传动（轴线平行）圆柱齿轮空间齿轮传动（轴线不平行）二、齿轮机构分类二、齿轮机构分类平面齿轮传动（轴线平行）直齿斜齿人字齿圆柱齿轮18二、齿轮机构分类二、齿轮机构分类41齿轮机构的特点和类型空间齿轮传动（轴线不平行）内齿轮齿轮齿条外齿轮平面齿轮传动（轴线平行）圆柱齿轮空间齿轮传动（轴线不平行）18二、齿轮机构分类二、齿轮机构分类内齿轮齿轮齿条外齿轮直齿斜齿曲线齿圆锥齿轮两轴相交两轴交错41齿轮机构的特点和类型直齿斜齿人字齿空间齿轮传动（轴线不平行）18直齿斜齿曲线齿圆锥齿轮两轴相交两轴交错蜗轮蜗杆交错轴斜齿轮准双曲面齿轮41齿轮机构的特点和类型平面齿轮传动（轴线平行）圆柱齿轮二、齿轮机构分类二、齿轮机构分类内齿轮齿轮齿条外齿轮直齿斜齿人字齿一、齿廓啮合基本定律一、齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律:

互相啮合的一对齿廓在任一位置时的传动比，都与连心线O1O2被其啮合齿廓在接触处的公法线所分成的两段成反比。

42齿廓实现定角速比传动的条件设两齿廓在K点啮合，过K点作两齿廓的公法线n-n，交两轮连心线O1O2于C点，根据三心定理，C为瞬心，则有：

齿廓啮合基本定律若i12=常数，则C应应为一定点，节曲线为两个圆节圆两节圆相切并作纯滚动。

若i12常数，则C在O1O2线上上下移动，节曲线为非圆曲线，得到的齿轮为非圆齿轮。

满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓。

二、定角速比传动的条件二、定角速比传动的条件42齿廓实现定角速比传动的条件二、齿廓曲线的选择二、齿廓曲线的选择理论上，满足齿廓啮合定律的曲线有无穷多，但考虑到强度、效率、寿命、设计、制造、安装、互换和检测等因素，工程上只有极少数几种曲线可作为齿廓曲线，其中应用最广的是渐开线，其次是摆线（仅用于钟表）和变态摆线（摆线针轮减速器），近年来提出了圆弧和抛物线。

渐开线齿廓的提出已有近两百多年的历史，目前还没有其它曲线可以替代。

主要在于它具有很好的传动性能，而且便于制造、安装、测量和互换使用等优点。

本章只研究渐渐开开线齿轮线齿轮。

42齿廓实现定角速比传动的条件一、一、渐开线的渐开线的形成形成条直线在定圆上作纯滚动时，其上任一点的轨迹二、渐开线的性质二、渐开线的性质基圆圆基圆43渐开线齿廓渐开线渐开线BK发生线发生线1、2、渐开线上任一点的法线必切于基圆。

B为发生线的瞬心，K点速度方向即为渐开线的切线t-t。

43渐开线齿廓3、发生线与基圆的切点B是渐开线在K点的曲率中心，则KB为其曲率半径K。

渐开线各点曲率半径不同。

渐开线离基圆越近，K越小，渐开线越弯曲；渐开线离基圆越远，K越大，渐开线越平直；43渐开线齿廓4、渐开线上各点的压力角不同。

齿廓在接触点的正压力方向与该点速度方向所夹锐角-压力角。

43渐开线齿廓4、渐开线上各点的压力角不同。

齿廓在接触点的正压力方向与该点速度方向所夹锐角-压力角。

5、渐开线的形状仅取决于基圆的大小。

当rb，渐开线直线6、基圆内无渐开线。

动画三、渐开线齿廓的啮合特点三、渐开线齿廓的啮合特点设E1、E2为一对渐开线齿廓，1、渐开线齿廓能保证定传动比传动两齿廓在任意点K啮合时，过K作两齿廓的法线N1N2，N1N2与O1O2的交点即为节点C。

43渐开线齿廓O1O2为定直线N1N2为定直线C为定点2、渐开线齿廓啮合具有可分性43渐开线齿廓实际安装中心距略有变化时，传动比仍能保持不变的特性，称为中心距可分性。

3、啮合线是定直线，受力方向不变，传动平稳43渐开线齿廓啮合线：

两齿廓接触点（啮合点）在固定平面的轨迹。

啮合线N1N2线是：

两基圆的内公切线；啮合线；两齿廓在啮合点的公法线；不计摩擦时，两齿廓间的力作用线。

四线合一四线合一4、啮合角是随中心距而定的常数43渐开线齿廓啮合角：

两节圆过节点的公切线与啮合线所夹的锐角。

讨论，当a确定后，在啮合过程中，=const。

一、外齿轮一、外齿轮1、齿轮各部分的名称及符号齿顶圆da、ra齿根圆df、rf齿厚si齿槽宽ei齿距（周节）相邻两齿同侧齿廓对应点的弧长。

分度圆人为规定的计算基准圆法向齿距（法节）pn=基圆齿距（基节）pbpi=si+ei44齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸齿顶高ha齿根高hf齿全高h=ha+hf齿宽Bm=4z=16-模数（mm）m=2z=16于是有：

令：

m=1z=16讨论u模数m是决定齿轮及其轮齿大小的参数。

演示2、基本参数及标准值模数m齿数z：

由强度和传动比选定44齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸标准模数系列表（GB135787）0.350.70.91.752.252.75（3.25）3.5（3.75）第二系列4.55.5（6.5）79（11）14182228（30）36450.10.120.150.20.250.50.40.50.60.8第一系列11.251.522.5345681012162025324050u为了便于制造、检验和互换使用，国标GB1357-87规定了标准模数系列。

44齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸任意圆上：

分度圆上：

当m、z确定后，r即为定值，但若不同，则基圆大小不同，齿形就不同，所以是决定渐开线齿形的重要参数。

分度圆压力角（压力角）44齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸齿顶高径向间隙作用：

避免卡死；储存润滑油。

系数正常齿短齿10.80.250.3齿根高齿全高齿顶高系数径向间隙（顶隙）系数44齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸3、分度圆、标准齿轮分度圆：

齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。

分度圆是齿轮设计、制造、检验的基准。

一个齿轮只有一个固定不变的分度圆。

标准齿轮：

分度圆上具有标准模数m、标准压力角、以及标准齿顶高和标准齿根高，且s=e=m/2的齿轮。

44齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸4、几何尺寸计算44齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸二、齿条二、齿条特点：

1）齿廓是直线，各点法线互相平行，齿条作平动，各点速度大小、方向相同，压力角处处相等，且等于齿形角，即：

2）齿条上同侧齿廓平行，有：

分度线（中线）44齿轮各部分名称及标准齿轮的基本尺寸45渐开线标准齿轮的啮合一、一对渐开线齿轮正确啮合的条件一、一对渐开线齿轮正确啮合的条件齿轮1齿轮2（搭配条件）不能正确啮合!

不能正确啮合!

能正确啮合!

一对齿轮传动时，所有啮合点都在啮合线N1N2上。

45渐开线标准齿轮的啮合正确啮合条件由于m、均已标准化，要满足上式，必须有：

正确啮合条件即两齿轮的模数和压力角应分别相等。

45渐开线标准齿轮的啮合二、齿轮传动的中心距与啮合角二、齿轮传动的中心距与啮合角齿轮无侧隙啮合的几何条件侧隙：

两轮啮合时，轮齿不受力一侧齿廓间的间隙。

侧隙的危害：

产生瞬时换向冲击，传动平稳性降低；换向时“回差”齿轮的安装条件（正确安装）无侧隙jt=0，两轮顶隙为标准值，即45渐开线标准齿轮的啮合由于节圆作纯滚动，所以有：

无侧隙啮合的几何条件：

无侧隙啮合的几何条件：

一个齿轮节圆上的齿厚等于另一个齿轮节圆上的齿槽宽。

节圆齿侧间隙：

45渐开线标准齿轮的啮合在确定齿轮中心距时，要满足两个条件：

无侧隙jt=0，两轮顶隙为标准值，即满足条件的中心距：

满足条件的中心距：

结论标准齿轮按标准中心距安装时能保证无侧隙和标准顶隙。

标准齿轮按标准中心距安装时能保证无侧隙和标准顶隙。

-标准中心距45渐开线标准齿轮的啮合标准安装非标准安装齿轮的标准安装与非标准安装的比较45渐开线标准齿轮的啮合非标准安装单个齿轮：

分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆、压力角一对齿轮：

节圆、啮合角45渐开线标准齿轮的啮合三、连续传动条件（重合度三、连续传动条件（重合度）1、轮齿的啮合过程45渐开线标准齿轮的啮合三、连续传动条件（重合度三、连续传动条件（重合度）1、轮齿的啮合过程开始啮合点A：

从动轮2的齿顶圆与啮合线的交点。

终止啮合点E：

主动轮1的齿顶圆与啮合线的交点。

实际啮合线AE：

啮合点实际走过的轨迹。

理论啮合线N1N2：

理论上的啮合线长度N1、N2称为极限啮合点45渐开线标准齿轮的啮合2、齿轮传动的连续性条件刚好能连续传动不能连续传动能连续传动45渐开线标准齿轮的啮合连续传动，应保证：

-重合度连续传动的条件：

工程中：

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床1.41.11.21.3是衡量齿轮传动质量的重要指标之一。

45渐开线标准齿轮的啮合齿轮加工方法仿形法铸造法热轧法冲压法模锻法粉末冶金法切制法铣削拉削范成法（展成法共轭法包络法）插齿滚齿剃齿磨齿46渐开线齿轮的切齿原理一、仿形法一、仿形法用成形刀具直接切出齿形盘状铣刀指状铣刀盘状铣刀进给分度切削46渐开线齿轮的切齿原理指状铣刀分度进给切削46渐开线齿轮的切齿原理46渐开线齿轮的切齿原理铣刀号数所切齿轮12131416172021252634355455134135齿数8把一组各号铣刀切制齿轮的齿数范围12345678渐开线的形状取决于基圆的大小，而不同的m、，则需不同的刀具，在一定的m、下，不同的z，也需不同的刀具，这在实际中是不可能的。

在工程中，加工同样m、的齿轮时，配置一套（8把或15把）刀具，加工所有齿数的齿轮。

每个刀号的刀具是按该组最小的齿数设计，如：

3号刀，加工1720个齿，按z=17设计。

46渐开线齿轮的切齿原理一、正确啮合条件一、正确啮合条件二、齿轮传动的中心距与啮合角二、齿轮传动的中心距与啮合角齿轮的安装条件（正确安装）无侧隙jt=0，两轮顶隙为标准值，即温故知新三、连续传动条件三、连续传动条件特点：

刀刃轴截形=齿槽形状优点：

不需专用齿轮加工设备，生产成本低。

缺点：

精度低；生产效率低。

适用场合：

单件、小批量，精度要求不高的齿轮加工；修配。

46渐开线齿轮的切齿原理一、仿形法一、仿形法用成形刀具直接切出齿形盘状铣刀指状铣刀二二、范成法、范成法1、原理：

利用一对齿廓互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理。

2、特点：

刀刃包络线=齿槽形状46渐开线齿轮的切齿原理齿轮插刀加工3、加工方法切削运动范成运动让刀运动插齿齿轮插刀齿条插刀（梳齿刀）46渐开线齿轮的切齿原理进给切削让刀范成插齿加工的切削是不连续的，生产率较低。

46渐开线齿轮的切齿原理滚齿滚刀范成运动进给进给轮坯46渐开线齿轮的切齿原理滚齿范成运动进给进给轮坯滚刀轴剖面齿形-齿条滚齿加工相当于齿轮齿条的啮合传动。

46渐开线齿轮的切齿原理46渐开线齿轮的切齿原理4、标准齿条型刀具中线与标准齿条相似，只是高出c*m，以便加工出齿轮的顶隙。

（分度线）渐开线过渡曲线齿根圆齿顶圆渐开线起始点注意：

一般，我们所说的“齿顶线”不包括c*m。

0.38m46渐开线齿轮的切齿原理5、齿条型刀具加工齿轮的条件运动条件-齿轮的分度圆（节圆）与齿条刀具的节线“纯滚动”被加工齿轮的齿数z由保证。

中线节线46渐开线齿轮的切齿原理位置条件-刀具节线与轮坯节圆（分度圆）“相切”。

令轮坯中心到刀具中线的距离为L,若L=r