第6章齿轮传动设计

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1、第第6章章 齿轮传动设计齿轮传动设计6.1 齿轮传动的应用与类型齿轮传动的应用与类型 6.2齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓 6.3渐开线标准直齿圆柱齿轮渐开线标准直齿圆柱齿轮 6.4渐开线齿廓的切削加工和变位齿轮渐开线齿廓的切削加工和变位齿轮 6.5渐开线斜齿圆柱齿轮传动渐开线斜齿圆柱齿轮传动 6.6 蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动西安工程大学机原机零教研室6.1 齿轮传动的应用与类型齿轮传动的应用与类型通过齿廓啮合可实现空间任意两轴间平行、相交或交错轴间的运动及力传递特点：制造、安装精度要求较高，因而成本也较高；能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动；传动动力大，

2、效率高；寿命长，工作平稳，可靠性高；不宜作轴间距离过大的传动。1.齿轮传动的应用与特点齿轮传动的应用与特点西安工程大学机原机零教研室传动比效率适用适用范围工作寿命准确准确高高广广可靠可靠长长优点缺点安装与制造安装与制造精度成本传动距离传动距离高高高高中中应用主要实现平行、相交或交错轴间的传动；允许圆周速度圆周速度 300 m/s；可传递功率传递功率 105 KW；直径直径范围：1 mm150 m；西安工程大学机原机零教研室齿轮传动平面齿轮传动空间齿轮传动直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动传递相交运动传递交错轴运动内啮合外啮合齿轮齿条内啮合外啮合齿轮齿条直齿斜齿交错轴斜齿轮传动蜗杆涡轮准双曲面齿轮

3、曲线齿人字齿齿轮运动2.齿轮传动的类型齿轮传动的类型 西安工程大学机原机零教研室分类依据分类依据传动类型传动类型轴线位置平行轴、相交轴和和交错轴齿轮传动齿轮传动封闭形式闭式、半开式与开式齿轮传动半开式与开式齿轮传动齿面硬度软齿面和硬齿面齿轮传动软齿面和硬齿面齿轮传动运 动内啮合、外啮合或或齿条传动传动齿 廓渐开线、摆线、圆弧或抛物线齿轮渐开线、摆线、圆弧或抛物线齿轮齿 形直齿、斜齿、曲齿与与人字齿齿轮形状圆形和圆形和非圆形。圆形齿轮包括：。圆形齿轮包括：圆柱、圆锥、准双曲面、球形及、准双曲面、球形及蜗轮蜗杆。西安工程大学机原机零教研室1 1）平行轴间的传动）平行轴间的传动 西安工程大学机原机零

4、教研室2）相交轴间传动）相交轴间传动 西安工程大学机原机零教研室3）交错轴间传动）交错轴间传动 椭圆齿轮椭圆齿轮西安工程大学机原机零教研室6.2齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓一对齿轮在任意位置时的传动比，都与其连心线O1O2被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比。这一规律称为齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律。 6-2-1 齿廓接触点的公法线与连心线交于定点称为两轮的啮合节点节点节点，速比恒定。节圆节圆：由节点决定的圆共轭齿廓：凡满足齿廓啮合基本定律而相互啮合的一对齿廓1齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律 121221O CiOC西安工程大学机原机零教研室6-2

5、-1 两齿轮作变传动比传动两齿轮作变传动比传动，节点就不再是一个定点，而应是按传动比的变化规律在连心线上移动的。此时节点在两轮运动平面上的轨迹不再是圆，而是非圆曲线，称为节线。两齿轮作定传动比传动两齿轮作定传动比传动，两齿轮齿廓必须满足：无论两轮齿廓在任何位置接触，过接触点所作的两齿廓公法线必须与其连心线相交于一定点。这时节点为一定点，且在两轮的运动平面上的轨迹是两个圆，称为节圆。由于节点处两轮的线速度相等，故两齿轮的啮合传动可视为两轮的节圆作纯滚动两轮的节圆作纯滚动。西安工程大学机原机零教研室2渐开线齿廓渐开线齿廓曲率半径K = LBK 曲率中心切点B力作用线(K点法线)沿发生线BK与基园相

6、切压力角cos K = rb/rK滚动弧长AB = LBK 6-2-2 设K为齿廓啮合点直线BK沿半径为rb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 KKKKKbKtginv/cosrr 西安工程大学机原机零教研室6-2-2 特性：特性：1）发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的圆弧长Bk=AB弧；2）渐开线上任意点的法线恒切于其基圆；3）渐开线愈接近基圆部分，其曲率半径愈小；在基圆上其曲率半径为零，离基圆越远，其曲率半径越大，渐开线越平直 。4）渐开线的形状取决于基圆的大小。直线是渐开线的一种特例。5）

7、基圆以内无渐开线。曲率半径K = LBK 曲率中心切点B力作用线(K点法线)沿发生线BK与基园相切压力角cos K = rb/rK滚动弧长AB = LBK 西安工程大学机原机零教研室3渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓的啮合特性1）啮合线为定直线）啮合线为定直线两齿廓公法线N1N2两基圆的内公切线N1N2啮合点K的轨迹线啮合线N1N26-2-3 2）能实现定传动比）能实现定传动比3）中心距可分；）中心距可分；4）啮合角恒等于节圆压力角。）啮合角恒等于节圆压力角。啮合角：啮合线与节圆公切线之间所夹的锐角西安工程大学机原机零教研室1 齿廓啮合基本定律，节点，节圆2 渐开线特性3 渐开线齿廓的啮合特性思

8、考题西安工程大学机原机零教研室6.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮渐开线标准直齿圆柱齿轮1渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及符号渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及符号 6-3-1可见两个：可见两个： 齿顶圆齿顶圆、齿根圆；齿根圆；不可见两个：不可见两个：基圆基圆、分度圆分度圆西安工程大学机原机零教研室2渐开线标准齿轮的基本参数渐开线标准齿轮的基本参数 6-3-2齿数齿数：在齿轮整个圆周上轮齿的数。Z模数模数：齿轮的分度圆的直径d可由其周长zp确定为d=zp/。为了便 于设计，计算，制造和检验，令p/=m，m称为齿轮的模数。m, 单位毫米mm，则d=zm，模数已经标准化。它是决定齿轮大小的主要参数。压

9、力角压力角：通常所说的齿轮压力角是指在分度圆上的压力角，规定其标准值为=20. 但在某些场合也有其他值的情况，它是决定齿轮齿廓形状的主要尺寸参数。齿顶高系数齿顶高系数 ：为用模数表示齿轮齿顶高尺寸所引入的系数， ha*，其标准值为1.顶隙系数顶隙系数 ：为用模数表示齿轮的顶隙尺所引入的系数， c*，其标准值为0.25.25.0 11* chma时时35.0 11* chma时时对于短齿轮ha*，其标准值为0.8，c*，其标准值为0.3西安工程大学机原机零教研室渐开线标准直齿圆柱齿轮渐开线标准直齿圆柱齿轮 满足：满足：1）基本参数m，ha*，c*取标准值；2）分度圆齿厚s与齿槽宽e相等e=s=p

10、/2=m/2；3）具有标准的齿顶高和齿根高 6-3-23渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸西安工程大学机原机零教研室6-3-3 齿条齿条1）基线、分度线、齿顶线等为互相平行的直线；2）渐开线齿廓成为直线齿廓，齿廓上各点的压力角均相等，它等于齿轮分度圆压力角，等于齿形角齿条直线齿廓的倾斜角；3）与齿顶线平行且齿厚s等于齿槽宽e的直线称为中线分度线，它是计算齿条尺寸的基准线。4渐开线标准内齿轮和齿条渐开线标准内齿轮和齿条西安工程大学机原机零教研室内齿轮：内齿轮：1）齿廓是内凹的；2）齿根圆大于齿顶圆；齿根圆比分度圆大，齿顶圆比分度圆小，但为使内齿轮齿顶的全部为渐开线齿

11、顶圆大于基圆，rarrf，rbra；3）齿厚相当于外齿轮的槽宽，槽宽相当于外齿轮的齿厚。6-3-3 西安工程大学机原机零教研室1）正确啮合的条件）正确啮合的条件两齿轮的法向齿距应相等两齿轮的法向齿距应相等将相邻两轮齿同侧齿廓间在将相邻两轮齿同侧齿廓间在法线方向上的距离称为法向齿距法线方向上的距离称为法向齿距1212()()mmm标 准 值标 准 值即即6-3-45渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动西安工程大学机原机零教研室 一对标准齿轮外啮合传动，在确定其中心距时，应满足以下两点要求：侧隙为零；顶隙为标准值。按标准中心距安装时，称为标准安装。此时两轮分度圆分别与节