(完整word版)機(jī)械基礎(chǔ)齒輪傳動教案(第四版)(word文檔良心出品)

1、第四章齒輪傳動（10 課時）教學(xué)目標(biāo)1、了解齒輪傳動的分類、特點(diǎn)2、理解漸開線的形成及性質(zhì)，了解齒廓的嚙合的特點(diǎn)3、掌握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪基本參數(shù)、幾何尺寸計算4、了解漸開線齒廓的嚙合的特點(diǎn)5、掌握標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件6了解斜齒圓柱齒輪、直齒圓錐齒輪的應(yīng)用特點(diǎn)7、了解齒輪輪齒失效的形式教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)上述3、5兩點(diǎn)【復(fù)習(xí)】1、鏈傳動的組成及特點(diǎn)、類型和應(yīng)用2、鏈傳動的傳動比3、滾子鏈的組成、標(biāo)記和特點(diǎn)第一節(jié)齒輪傳動的類型及應(yīng)用、概念齒輪機(jī)構(gòu)是由齒輪副組成的傳遞運(yùn)動和動力的裝置。二、齒輪傳動的類型廣直齒圓柱齒輪傳動按輪齒方向Y斜齒圓柱齒輪傳動兩軸平行按嚙合情

2、況人字齒圓柱齒輪傳動外嚙合齒輪傳動內(nèi)嚙合齒輪傳動（齒輪齒條傳動兩軸不平行相交軸齒輪傳動錐齒輪傳動 * */交錯軸斜齒輪傳動交錯軸齒輪傳動I I 蝸輪蝸桿傳動齒輪的種類很多，可以按不同方法進(jìn)行分類。（1 1）根據(jù)軸的相對位置，分為兩大類，即平面齒輪傳動（兩軸平行）與空間齒輪傳動（兩軸 不平行）（2 2）按工作時圓周速度的不同，分低速、中速、高速三種；（3 3）按工作條件不同，分閉式齒輪傳動（封閉在箱體內(nèi)，并能保證良好潤滑的齒輪傳動） 開式齒輪傳動（齒輪浸入油池，有護(hù)罩，但不圭寸閉）和開式齒輪傳動（齒輪暴露在外， 不能保證良好潤滑）三種；（4 4）按齒寬方向齒與軸的歪斜形式，分直齒、斜齒和曲齒三種

3、；（5 5）按齒輪的齒廓曲線不同，分為漸開線齒輪、擺線齒輪和圓弧齒輪等幾種；（6 6）按齒輪的嚙合方式，分為外嚙合齒輪傳動、內(nèi)嚙合齒輪傳動和齒條傳動。三、齒輪傳動的應(yīng)用1 1、傳動比式中 n1n1、n2n2 表示主從動輪的轉(zhuǎn)速zizi、z2z2 表示主從動輪的齒數(shù)2 2、應(yīng)用特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：能保證瞬時傳動比恒定，工作可靠性高，傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確。傳遞功率和圓周速度范圍較寬，傳遞功率可達(dá)50000kw50000kw , ,圓周速度 300m/s300m/s結(jié)構(gòu)緊湊，可實現(xiàn)較大傳動比傳動效率高，使用壽命長，維護(hù)簡便缺點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)中有振動、沖擊和噪聲齒輪安裝要求高 不能實現(xiàn)無級變速不適用中心距較大的場合第二節(jié)漸開

4、線齒廓、齒輪傳動對齒廓曲線的基本要求一是傳動要平穩(wěn)，二是承載能力要強(qiáng)、漸開線的形成、性質(zhì)1 1、漸開線的形成 當(dāng)一條動直線（發(fā)生線），沿著一個固定的圓（基圓）作 純滾動時，動直線上任意一點(diǎn) K K 的軌跡稱為該圓的漸開線。2、漸開線的性質(zhì)由漸開線的形成可知：（1 1）發(fā)生線在基圓上滾過的線段 KBKB，等于基圓 上被滾過的圓弧長ABAB。（2 2）漸開線上的任意一點(diǎn) K K 的法線必與基圓相切。 漸開線上的各點(diǎn)的曲率半徑不相等。點(diǎn)離基圓越遠(yuǎn)，其曲率半徑越大，漸開線越平直。反之 亦然。（4 4）漸開線的形狀決定與基圓的大小?；鶊A相同，漸開線的形狀完全相同?；鶊A半徑無窮大時，漸開線將變成直線，齒輪

5、就變成 齒條。（5 5）基圓內(nèi)無漸開線。二、漸開線齒廓嚙合基本定律齒輪傳動要滿足瞬時傳動比保持不變，則兩輪的齒廓不論 在何處接觸，過接觸點(diǎn)的公法線必須與兩輪的連心線交于固定的一點(diǎn)。漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)1 1、傳動比恒定2 2、兩齒輪的傳動比與兩節(jié)圓半徑成反比，同時與兩基圓半徑成反比。節(jié)圓半徑、基圓半徑是定值，所以能保證傳動比恒定3 3、傳動的可分性當(dāng)兩輪的中心距稍有變化時，其瞬時傳動比仍將保持不變，這個特點(diǎn)稱為漸開線齒輪傳動的可分性。4 4、由于齒輪制造和安裝誤差等原因，常使?jié)u開線齒輪的實際中心距與設(shè)計中心距之間產(chǎn)生一定誤差，但因有可分性的特點(diǎn)，其傳動比仍能保持不變。嚙合角為定值coscosa

6、= r rbi/r ri= r rb2/2=常數(shù)說明漸開線齒廓在嚙合時嚙合角a為定值。由于嚙合角不變，則齒廓間的壓力方向不會改變，這對齒輪傳動的平穩(wěn)性很有利。第三節(jié)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算【復(fù)習(xí)】1、齒輪傳動的分類及特點(diǎn)發(fā)生線由于兩嚙合齒輪的-A漸開$量曲晦的嚙合2、漸開線齒輪的性質(zhì)【新授】一齒輪各部分的名稱I.I.齒槽：齒輪上相鄰兩輪齒之間的空間。2齒頂圓：輪齒頂部所在的圓稱為齒頂圓，其直徑用d da表示。3.齒根圓：齒槽底部所在的圓稱為齒根圓，其直徑用d df表示。4.齒厚： 一個齒的兩側(cè)端面齒廓之間的弧長稱為齒厚，用s s 表示。5.齒槽寬：一個齒槽的兩側(cè)齒廓之間的

7、弧長稱為齒槽寬，用e e 表示。6.分度圓：齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓稱為分度圓，其直徑用d d 表示。7.齒距：兩個相鄰而同側(cè)的端面齒廓之間的弧長稱為齒距，用p p 表示。即p p = s s + e e8.齒高：齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離稱為齒高，用h h 表示。9.齒頂高：齒頂圓與分度圓之間的徑向距離稱為齒頂高，用h ha表示。1010 .齒根高：齒根圓與分度圓之間的徑向距離稱為齒根高，用h hf表示。II.II.齒寬：沿齒輪軸線方向量得的齒輪寬度，用b b 表示。二、主要參數(shù)：1.1.齒形角就單個齒輪而言，在端平面上，過端面齒廓上任意一點(diǎn)的徑向直線與齒廓在該點(diǎn)的切線所夾的銳角

8、為該點(diǎn)的齒形角分度圓壓力角一甘廓曲線在分度圓上的某點(diǎn)處的速度方向與曲線在該點(diǎn)處的法線方向 （即力的作用線方向）之間所夾銳角，也用a表示。齒形角一北端平面上，過端面齒廓上任意點(diǎn)K K 的徑向直線與齒廓在該點(diǎn)處的切線所夾的 銳角，用a表示。K K點(diǎn)的齒形角為a Ko漸開線齒廓上各點(diǎn)的齒形角不相等，K K 點(diǎn)離基圓越遠(yuǎn)，齒形角越大，基圓上的齒形角a=0=0。2 2 .齒數(shù) Z Z一個齒輪的牙齒數(shù)目即齒數(shù)。3 3 .模數(shù) m m因為分度圓周長nd d = ZpZp,則分度圓直徑為d d = ZpZp/n由于n為一無理數(shù)，為了計算和制造上的方便，人為地把p?p?/n規(guī)定為有理數(shù)，即齒距 P P 除以圓周

9、率n所得的商稱為模數(shù)，用m m 表示。即m m = p p/n(mm)(mm)齒數(shù)相等的齒輪，模數(shù)越大，齒輪尺寸就越大，輪齒也越大，承載能力越大。4.4. 齒頂高系數(shù) ha*ha*對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，規(guī)定 ha=ha= ha*mha*m。ha*ha*稱為齒頂高系數(shù)。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒 ha*ha* = 1 1。5.5. 頂隙系數(shù) c*c*當(dāng)一對齒輪嚙合時，為使一個齒輪的齒頂面不與另一個齒輪的齒槽底面相抵觸，輪齒的齒根 高應(yīng)大于齒頂高，即應(yīng)留有一定的徑向間隙，稱為頂隙，用c c 表示。對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，規(guī)定 c c= c*mc*m。c*c*稱為頂隙系數(shù)。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒 c*c* = 0.250.2

10、5。三. 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算(P44)名稱代號計算公式齒形角a標(biāo)準(zhǔn)齒輪為20齒數(shù)z通過傳動比計算確定模數(shù)m通過計算或結(jié)構(gòu)設(shè)計確定齒厚ss=p/2=nm/2齒槽寬ee=p/2=nm/2齒距pp=nm基圓齒距pbpb=pcosa=nmcosa齒頂咼haha=ha*m=m名稱代號計算公式齒根高h(yuǎn)fhf=(ha*+c*)m=1.25m齒咼hh=ha+hf=2.25m分度圓直徑dd=mz齒頂圓直徑dada=d+2ha=m(z+2)齒根圓直徑dfdf=d-hf=m(z-2.5)基圓直徑dbdb=dcosa標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2正常齒制 haha = 1,1,

11、C C = 0.250.25短齒制haha = 0.8,0.8, C C = 0.30.3頂隙 一對齒輪嚙合時，一個齒輪的齒頂?shù)搅硪粋€齒輪的齒根之間的徑向距離，用c c 表示。頂隙可以避免一對齒輪傳動時輪齒相互碰撞，？并可貯存一些潤滑油。標(biāo)準(zhǔn)中心距 a a = r ri+2= m m (Z(Zi+Z2)/ /2例題：已知一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，其傳動比i i12= 3,3,主動輪轉(zhuǎn)速 n ni= 600r600r / min,min,中心距 a a = 168mm,168mm,模數(shù) m m= 4mm,4mm,試求從動輪的轉(zhuǎn)速 n n2. . ? ?齒輪齒數(shù) z zi和z各是多少？解：傳動比

12、i i12= n ni/ n n2= Z Z2/乙n n2= n n/i i12= 600600/ 3 3= 200r200r /minmini i12= Z Z2/ 乙=3 3a a=m m (Z(Z1+ Z Z2) )/ 2 2= 168168Z Z2= 3 3 乙Z Z1= 2121Z Z1+ Z Z2= 8484 Z Z2= 6363四、直齒圓柱內(nèi)嚙和齒輪內(nèi)齒輪與外齒輪不同點(diǎn)1 1、內(nèi)齒輪的齒頂圓小于分度圓，齒根圓大于分度圓。2 2、內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的，齒厚和齒槽寬分別對應(yīng)于外齒輪的齒槽寬和齒厚。3 3、為使內(nèi)齒輪齒頂?shù)凝X廓全部為漸開線，其齒頂圓必須大于基圓。當(dāng)要求齒輪傳動軸平行，回

13、轉(zhuǎn)方向一致，且傳動結(jié)構(gòu)緊湊時，可采用內(nèi)嚙和齒輪五直齒圓柱齒輪傳動1正確嚙合條件直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等2連續(xù)傳動條件前一對輪齒尚未結(jié)束嚙合，后繼的一對輪齒已進(jìn)入嚙合狀態(tài)。注意：單個齒輪有固定的分度圓和分度圓壓力角，而無節(jié)圓和嚙合角，只有一 對齒輪嚙合時，才有節(jié)圓和嚙合角。第四、五節(jié) 其他齒輪傳動簡介；漸開線齒輪失效形式【復(fù)習(xí)】直齒圓柱齒輪的參數(shù)幾何計算公式?！拘率凇恳?、斜齒圓柱齒輪及其傳動1 1、 斜齒圓柱齒輪齒線為螺旋線的圓柱齒輪稱為斜齒圓柱齒輪，簡稱斜齒輪。2 2、 斜齒圓柱齒輪傳動的特點(diǎn)（1 1） 傳動平穩(wěn)，承載能力高。（2 2） 傳動時產(chǎn)生軸向力。（3

14、 3） 不能用作變速滑移齒輪. .3 3、 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算法向截面內(nèi)的模數(shù)mn采用標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，齒形角采用標(biāo)準(zhǔn)齒形角，齒頂高等于模數(shù)，全齒高 等于2.25m的斜齒圓柱齒輪稱為標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪，簡稱標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪。斜齒輪只在垂直于齒輪軸線的平面（端平面）內(nèi)具有漸開線齒形。所以有關(guān)齒形的尺寸 應(yīng)在端平面內(nèi)進(jìn)行計算。mt4 4、斜齒圓柱齒輪用于平行軸傳動時的正確嚙合條件（1 1 ）兩齒輪法向模數(shù)相等。（2 2）兩齒輪法向齒形角相等。（3 3）兩齒輪螺旋角相等，旋向相反。、直齒錐齒輪及其傳動1 1、 直齒錐齒輪分度曲面為圓錐面的齒輪稱為錐齒輪。按齒線形狀分：直齒錐齒輪，斜齒錐齒輪，曲線齒錐齒輪

15、。錐齒輪用于相交軸傳動和交錯軸齒輪傳動。2 2、 直齒錐齒輪的正確嚙合條件（1 1）兩齒輪的大端端面模數(shù)相等（2 2 ）兩齒輪的齒形角相等。、齒輪齒條傳動1 1、齒條一個平板或直桿，當(dāng)其具有一系列等距分布的齒時，就稱為齒條。分直齒條和斜齒條齒條可視為齒數(shù)趨向于無窮大的圓柱齒輪。當(dāng)一個圓柱齒輪的齒數(shù)無窮增大時，其分度圓，齒頂圓，齒根圓面為互相平行的直線, 分別稱為分度線，齒頂線和齒根線。相應(yīng)的基圓好無限增大。齒條的特點(diǎn)：由于齒條的齒廓是直線，所以齒廓上各點(diǎn)的法線是平行的。由于齒條上各點(diǎn)的同側(cè)齒廓是平行的，所以不論在分度線上，齒頂線上還是與分度線平 行的其它直線上，齒距均相等。齒條各部分的尺寸計算

16、：齒條的齒頂高：ha =m齒條的齒根高：hf=1.25m齒條的齒高：h = 2.25m1 1s = p =吋 齒條的齒厚：221 1e =一m=一Jpm齒條的槽寬：222 2、齒輪齒條傳動由直齒條（或斜齒條）與直齒（或斜齒）圓柱齒輪組成的運(yùn)動副稱為齒條副。齒輪齒條傳動的主要目的是將齒輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)辇X條的往復(fù)直線運(yùn)動，或?qū)X條的直 線往復(fù)運(yùn)動變?yōu)辇X輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。齒條的移動速度：vndd=山乙當(dāng)齒輪每回轉(zhuǎn) 1 1 轉(zhuǎn)時，齒條移動的距離：LP巳帥乙四、齒輪輪齒的失效形式1 1、 齒面點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕多發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根表面處。齒面點(diǎn)蝕是在潤滑良好的閉式齒輪傳動中輪齒失效的主要形式之一。齒面抗點(diǎn)蝕能力主要與齒面的硬度有關(guān)。提高齒面硬度，減小齒面的表面粗糙度值和增大潤滑油的黏度有利于防止點(diǎn)蝕。2 2、 齒面磨損齒面磨損是潤滑條件不好，易受灰塵及其有害物質(zhì)侵襲的開式齒輪傳動的主要失效形式 之一。為減小齒面磨損，應(yīng)盡可能采用潤滑條件良好的閉式傳動，同時，提高齒面硬度，減小 輪齒齒面表面粗糙度值。3 3、 齒面膠合提高齒面的硬度和減小輪齒表面粗糙度，以及兩齒輪選擇不同材料（親和力?。┑却胧?均可減少膠合的發(fā)生。4 4、 輪齒折斷疲勞折斷和過載折斷 輪齒折斷是開式齒輪傳動和硬齒面閉式齒輪傳動中輪齒失效的主要形式之一。 預(yù)防措施：選擇適當(dāng)模數(shù)和齒寬，采用合適的材料及熱處理方法，減小