项目七 齿轮传动

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1、新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社机械基础项目教程新世纪高职高专教材编审委员会组编主编陈雪王晓强项目七齿轮传动齿轮传动 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 斜 齿 圆 柱 齿 轮 传 动斜 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 直 齿 圆 锥 齿 轮 传 动直 齿 圆 锥 齿 轮 传 动 齿 轮 传 动 的 失 效 分 析 和 齿 轮 材 料齿 轮 传 动 的 失 效 分 析 和 齿 轮 材 料 齿 轮 结 构齿 轮 结 构 蜗 杆 传 动蜗 杆 传 动项目七齿轮传动齿轮传动齿轮传动下图为一齿轮传动，齿轮传动有哪些类型? 应用在什么地方?下一页下一页上一页上一页

2、目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.1齿轮传动的基本类型及特点齿轮传动的基本类型及特点1齿轮传动组成及类型齿轮传动组成及类型齿轮的类型齿轮传动由两个齿轮和机架组成，工作时靠两齿轮轮齿直接接触（称为啮合）产生的推动作用来传递运动和动力，齿轮传动的基本类型如图所示。下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.1齿轮传动的基本类型及特点齿轮传动的基本类型及特点2. 齿轮传动特点齿轮传动特点用于传递空间任意两轴间的运动和动力。与摩擦轮和带传动等相比，具有传递功率大、效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠等特点。但是要求有较高的制造和安装精度

3、，成本较高。3. 齿轮传动的基本要求齿轮传动的基本要求（1）传动平稳、可靠。能保证实现瞬时角速度比（传动比）恒定，保证机器的正常工作，如机械钟表等。（2）有足够的承载能力。即要求齿轮尺寸小、重量轻，能传递较大的力，有较长的使用寿命。也就是在工作过程中不折齿、齿面不点蚀，不产生严重磨损而失效。下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.2渐开线齿轮齿廓及传动比渐开线齿轮齿廓及传动比1. 渐开线形成渐开线形成如图所示，条直线在一个圆上作纯滚动时，直线上任一点K的轨迹称为该圆渐开线，该圆称为渐开线的基圆，直线BK 称为渐开线发生线。渐开线的形成下一页下一页上一页上

4、一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.2渐开线齿轮齿廓及传动比渐开线齿轮齿廓及传动比以同一个基圆上产生的两条反向渐开线为齿廓的齿轮称为渐开线齿轮，如图所示。渐开线齿轮下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.2渐开线齿轮齿廓及传动比渐开线齿轮齿廓及传动比2. 渐开线的性质渐开线的性质（1）发生线在基圆上滚过的线段长度等于基圆上被滚过的弧长，如图所示，即 AB 弧长等于BK 线段长。（2）渐开线上任意点的法线必切于基圆；（3）渐开线上各点的曲率半径不等。B 点为曲率中心，BK为曲率半径，渐开线起始点 A 处曲率半径为零；K点离基圆越远，

5、曲率半径BK 越大。渐开线形成下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.2渐开线齿轮齿廓及传动比渐开线齿轮齿廓及传动比（4）渐开线形状取决于基圆的大小。同一基圆得到的渐开线形状完全相同。基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平直，如图所示。基圆半径无穷大时，渐开线变成直线，这种直线型渐开线就是齿条的齿廓线，也就形成了齿条。渐开线形状下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.2渐开线齿轮齿廓及传动比渐开线齿轮齿廓及传动比（5）啮合角（压力角） 啮合时K点正压力方向与速度方向所夹锐角称为渐开线上该点的压力角，用k表示，

6、如图所示。渐开线形成同一条渐开线各点压力角不等，离基圆愈远压力角越大，基圆上的压力角为零度。（6）基圆内无渐开线。下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.3渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓的啮合特性一对齿轮传动是靠主动轮齿廓推动从动轮齿廓来实现的。两轮的瞬时角速度之比称为传动比。在工程中要求为定值。渐开线形成下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.3渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿轮的啮合1. 渐开线齿廓满足定传动比要求渐开线齿廓满足定传动比要求如图所示，两齿廓在任意点K 啮合，过K 点作两齿廓的公法

7、线N1N2，根据渐开线的性质，该公法线也是两基圆的内公切线。由于齿轮基圆的大小和位置均固定，公法线N1N2为一定直线。因此无论齿轮在哪一点啮合，啮合点总落在这条公法线上，该公法线也称为啮合线。该线与连心线O1O2的交点P是一定点，P点称为节点。下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.3渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿轮的啮合分别以轮心O1和O2为圆心，以r1=O1P与r2=O2P 为半径所作的圆，称为节圆。当两齿廓在P点啮合时，两齿廓在P点速度方向相同，速度大小相等，即VP1 =VP2，因此，一对渐开线齿轮的啮合传动可以看做两个节圆的纯滚

8、动。设齿轮1、齿轮2的角速度分别为1、2，则又所以下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.3渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓的啮合特性由上式可知渐开线齿轮的传动比是常数。齿轮一经加工完毕，基圆大小就确定了，因此在安装时若中心距略有变化也不会改变传动比的大小，此特性称为中心距的可分性。该特性使齿轮对加工、安装的误差不敏感，这一点对齿轮传动十分重要。下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.3渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓的啮合特性啮合线与节圆公切线之间的夹角称为啮合角。实际上就是节圆上的压力角。由渐开线的性质可知：啮合线

9、又是接触点的法线，正压力总是沿法线方向，故齿轮接触点处正压力方向不变。该特性使齿轮传动平稳。2. 传力的平稳性传力的平稳性下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.3渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓的啮合特性两齿廓在啮合传动时，齿廓之间将产生相对滑动。齿廓间的相对滑动将引起齿廓的摩擦和磨损，但也利于润滑油膜的形成 。3. 齿廓间的相对滑动齿廓间的相对滑动下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算如图所示，齿轮圆周上凸出的、均匀分

10、布的部分称为齿，轮齿总数称为齿数，用Z表示。相邻两齿间的空间称为齿槽，过所有齿槽底部的圆称为齿根圆，半径用rf表示，直径用df表示。过所有轮齿顶部的圆称为齿顶圆，半径用ra表示，直径用da表示。外齿轮的齿顶圆大于齿根圆，内齿轮则相反。1. 渐开线齿轮各部分名称和符号渐开线齿轮各部分名称和符号齿轮各部分名称下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算在任一半径rk的圆周上，同一轮齿两侧齿廓间的弧长称为该圆的齿厚，用sk表示，而相邻两齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用e

11、k表示。相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿距，用pk表示，pk=sk+ek, ，该圆周长pkZ=dk， dk=pkZ /，令mk =pk /称为该圆上的模数，显然mk为一无理数。为设计、制造方便，人为规定一个圆，使该圆上模数为有理数（标准模数），并使该圆上的压力角为标准值，这个圆叫分度圆。规定分度圆上的所有参数不带下标，如分度圆上的模数为m，直径为d，压力角为等等。我国规定的标准压力角为20，标准模数如表所列。下一页下一页上一页上一页目目 录录7.直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动p7.1.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算1）标准