齒輪機(jī)構(gòu)齒廓學(xué)習(xí)教案

1、齒輪(chln)機(jī)構(gòu)齒廓第一頁(yè)，共15頁(yè)。平面齒輪平面齒輪(chln)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) ( 二軸平行二軸平行) 直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 外嚙合外嚙合(nih)傳動(dòng)傳動(dòng) 內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合(nih)傳動(dòng)傳動(dòng) 齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng) 外嚙合傳動(dòng)外嚙合傳動(dòng)二輪二輪(r ln)轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)外齒輪內(nèi)嚙合傳動(dòng)內(nèi)嚙合傳動(dòng)二輪轉(zhuǎn)向相同二輪轉(zhuǎn)向相同齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)移動(dòng)內(nèi)齒輪外齒輪 齒條外齒輪第1頁(yè)/共15頁(yè)第二頁(yè)，共15頁(yè)。斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)(jgu) 外嚙合外嚙合(nih)傳動(dòng)傳動(dòng) 內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合(nih)傳動(dòng)傳動(dòng) 齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

2、 齒輪(chln)傳動(dòng)第2頁(yè)/共15頁(yè)第三頁(yè)，共15頁(yè)?？臻g齒輪空間齒輪(chln)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)(chundng) 二軸相交二軸相交 外嚙合傳動(dòng)外嚙合傳動(dòng) 二輪轉(zhuǎn)向二輪轉(zhuǎn)向(zhunxing)相反相反機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng)斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)第3頁(yè)/共15頁(yè)第四頁(yè)，共15頁(yè)。交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)(chundng)（螺（螺旋齒輪傳動(dòng)旋齒輪傳動(dòng)(chundng)） 二軸交錯(cuò)二軸交錯(cuò)(jiocu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(jch) 齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)第4頁(yè)/共15頁(yè)第五頁(yè)，共15頁(yè)。蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng) 二軸交錯(cuò)二軸

3、交錯(cuò)(jiocu)，通常交，通常交90機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(jch) 齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)第5頁(yè)/共15頁(yè)第六頁(yè)，共15頁(yè)。一、齒廓嚙合一、齒廓嚙合(nih)(nih)基本定律基本定律對(duì)齒廓曲線的要求：對(duì)齒廓曲線的要求：直觀上直觀上 不卡不離不卡不離幾何學(xué)上幾何學(xué)上 處處處處(chch)(chch)相切相切接觸接觸運(yùn)動(dòng)學(xué)上運(yùn)動(dòng)學(xué)上 法線上沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)法線上沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)根據(jù)三心定理，二齒輪嚙合之速度根據(jù)三心定理，二齒輪嚙合之速度瞬心瞬心機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪(chln)傳動(dòng)齒廓嚙合基本定律： 互相嚙合的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的互相嚙合的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的傳動(dòng)比，都與其連心線被其嚙合點(diǎn)的公傳動(dòng)比，都

4、與其連心線被其嚙合點(diǎn)的公法線所分兩線段成反比法線所分兩線段成反比12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1POPOi122112 第6頁(yè)/共15頁(yè)第七頁(yè)，共15頁(yè)。二、節(jié)點(diǎn)二、節(jié)點(diǎn)(ji din)(ji din)、節(jié)圓、節(jié)圓定傳動(dòng)比條件定傳動(dòng)比條件(tiojin)(tiojin)：若兩輪作定傳動(dòng)比傳動(dòng)若兩輪作定傳動(dòng)比傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(jch) 齒輪傳動(dòng)則則P點(diǎn)為定點(diǎn)，即不論兩齒輪輪廓在何位置接觸，過(guò)接點(diǎn)為定點(diǎn)，即不論兩齒輪輪廓在何位置接觸，過(guò)接觸點(diǎn)所作的兩齒廓公法線與連心線相交于定點(diǎn)觸點(diǎn)所作的兩齒廓公法線與連心線相交于定點(diǎn)P定點(diǎn)定點(diǎn)P節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)圓節(jié)圓(d1,d2): 過(guò)節(jié)點(diǎn)所作的兩

5、圓過(guò)節(jié)點(diǎn)所作的兩圓12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1.constPOPOi122112 節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓第7頁(yè)/共15頁(yè)第八頁(yè)，共15頁(yè)。三、齒廓曲線三、齒廓曲線(qxin)(qxin)的確定的確定 能滿足定傳動(dòng)比能滿足定傳動(dòng)比( (或某種變傳動(dòng)比或某種變傳動(dòng)比規(guī)律規(guī)律) )要求的齒廓曲線，理論要求的齒廓曲線，理論(lln)(lln)上有無(wú)窮多個(gè)上有無(wú)窮多個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(jch) 齒輪傳動(dòng)理論上理論上無(wú)窮多共軛曲線無(wú)窮多共軛曲線：能滿足定傳：能滿足定傳動(dòng)比動(dòng)比( (或某種變傳動(dòng)比規(guī)律或某種變傳動(dòng)比規(guī)律) )要求的要求的齒廓曲線齒廓曲線實(shí)際選用實(shí)際選用, , 須考慮設(shè)計(jì)、須考

6、慮設(shè)計(jì)、制造制造、安、安裝、裝、使用使用等等因素因素常用常用: : 漸開(kāi)線、擺線、圓弧線漸開(kāi)線、擺線、圓弧線、拋、拋物線等物線等本章主要研究本章主要研究漸開(kāi)線漸開(kāi)線齒廓的齒輪齒廓的齒輪12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓第8頁(yè)/共15頁(yè)第九頁(yè)，共15頁(yè)。一、漸開(kāi)線的形成二、漸開(kāi)線的性質(zhì)三、漸開(kāi)線齒輪的嚙合(nih)特性機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪(chln)傳動(dòng)第9頁(yè)/共15頁(yè)第十頁(yè)，共15頁(yè)。一、漸開(kāi)線的形成一、漸開(kāi)線的形成(xngchng)(xngchng) 當(dāng)一直線在一圓周上作純滾動(dòng)時(shí)，此直線上任一點(diǎn)的軌當(dāng)一直線在一圓周上作純滾動(dòng)時(shí)，此直線上任一點(diǎn)的軌跡跡(guj

7、)-(guj)-該圓的漸開(kāi)線該圓的漸開(kāi)線 該圓稱基圓該圓稱基圓(rb)(rb)；該直線稱為發(fā)生線；該直線稱為發(fā)生線機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(jch) 齒輪傳動(dòng)漸開(kāi)漸開(kāi)線線發(fā)生線發(fā)生線基圓基圓F向徑向徑壓力角壓力角a aKa aKq qKK基圓半徑基圓半徑 rbvKrKrb展角展角基圓基圓第10頁(yè)/共15頁(yè)第十一頁(yè)，共15頁(yè)。二、漸開(kāi)線的性質(zhì)二、漸開(kāi)線的性質(zhì)(xngzh)(xngzh)1) 發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度(chngd)等于基圓上被滾過(guò)等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)的弧長(zhǎng),機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(jch) 齒輪傳動(dòng)2) 漸開(kāi)線上任一點(diǎn)法線恒切于漸開(kāi)線上任一點(diǎn)法線恒切于基圓基圓3) 切點(diǎn)是漸開(kāi)線上切

8、點(diǎn)是漸開(kāi)線上K點(diǎn)的曲率中點(diǎn)的曲率中心，心，KB為曲率半徑為曲率半徑; 越接近基圓，越接近基圓，曲率半徑越小，反之越大曲率半徑越小，反之越大4) 基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線BKBAOkrbrkakaABKB kbkrrOKOB a acos壓力角壓力角a ak k為受力方向與為受力方向與速度方向的所夾的銳角速度方向的所夾的銳角第11頁(yè)/共15頁(yè)第十二頁(yè)，共15頁(yè)。5) 漸開(kāi)線的形狀漸開(kāi)線的形狀(xngzhun)決于決于基圓半徑基圓半徑機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(jch) 齒輪傳動(dòng)基圓半徑越大，漸開(kāi)線基圓半徑越大，漸開(kāi)線越平展越平展(pngzhn)(pngzhn)（綜合曲率半徑越大）（綜合曲率半徑越大）直線也

9、是漸開(kāi)線直線也是漸開(kāi)線C1A1B1qiC2A2qiO2rb2B2O38B38A38C3O1rb1K第12頁(yè)/共15頁(yè)第十三頁(yè)，共15頁(yè)。推論推論(tuln)(tuln) 同一基圓上漸開(kāi)線形狀相同同一基圓上漸開(kāi)線形狀相同 同一基圓所生成同一基圓所生成(shn(shn chnchn) )的同向漸開(kāi)線為法的同向漸開(kāi)線為法向等距曲線向等距曲線機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 齒輪(chln)傳動(dòng)兩兩反向漸開(kāi)線公法線處處相等反向漸開(kāi)線公法線處處相等( (等于兩漸開(kāi)線間的基圓弧長(zhǎng)等于兩漸開(kāi)線間的基圓弧長(zhǎng)) )OC2AC1BC3A1B1A2B2N1N2K1K22211KBKB？2211BABA？第13頁(yè)/共15頁(yè)第十四頁(yè)，共15頁(yè)。三、漸開(kāi)線齒輪三、漸開(kāi)線齒輪(chln)(chln)的嚙合特性的嚙合特性漸開(kāi)線齒輪符合齒廓嚙合基本定漸開(kāi)線齒輪符合齒廓嚙合基本定律，即能保證律，即能保證(bozhng)定傳定傳動(dòng)比傳動(dòng)動(dòng)比傳動(dòng)由齒廓嚙合基本定律知由齒廓嚙合基本定律知機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(jch) 齒輪傳動(dòng)rb2O212N2CCO1rb1KPK.12