機(jī)械基礎(chǔ) 齒輪傳動(dòng) 課件

1、機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)XXXX職業(yè)中專學(xué)校職業(yè)中專學(xué)校 第第6 6章章 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)是依靠主動(dòng)輪的輪齒與從動(dòng)輪的輪齒嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的機(jī)械傳動(dòng)形式之一；蝸桿傳動(dòng)用來(lái)傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，常用作減速傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、應(yīng)用和分類齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、應(yīng)用和分類6.2 6.2 漸開線的形成原理和根本性質(zhì)漸開線的形成原理和根本性質(zhì)6.3 6.3 漸開線齒輪的根本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算漸開線齒輪的根本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算6.4 6.4 漸開線齒輪傳動(dòng)的嚙合漸開線齒輪傳動(dòng)的嚙合 6.5 6.5 漸開線齒輪的切齒原理與根切現(xiàn)象漸開線齒輪的切齒原理與根切現(xiàn)象 6.6

2、 6.6 平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)6.7 6.7 漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)6.8 6.8 錐齒輪傳動(dòng)錐齒輪傳動(dòng) 6.9 6.9 蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)6.10 6.10 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn)一、齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn)1齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和機(jī)架組成。齒輪傳動(dòng)是靠主動(dòng)輪的輪齒與從動(dòng)輪的輪齒直接嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。以下圖所示，當(dāng)一對(duì)齒輪相互嚙合而工作時(shí)，主動(dòng)輪O1的輪齒1、2、3，通過(guò)嚙合點(diǎn)法向力Fn的作用逐個(gè)地推動(dòng)從動(dòng)輪O2的輪齒1、2、3，使從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將主動(dòng)輪的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給從動(dòng)輪。6.1

3、6.1 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、應(yīng)用和分類齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、應(yīng)用和分類 1 1傳動(dòng)比傳動(dòng)比 右圖所示的一對(duì)齒輪中，設(shè)主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為右圖所示的一對(duì)齒輪中，設(shè)主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為n1n1，齒數(shù)為，齒數(shù)為z1z1，從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為，從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為n2n2，齒數(shù)為，齒數(shù)為z2z2，由于是嚙合傳動(dòng)由于是嚙合傳動(dòng), ,在單位時(shí)間里兩輪轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)應(yīng)在單位時(shí)間里兩輪轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)應(yīng)相等，即相等，即 ，由此可得一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比，由此可得一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為為2211nznz1221zznni 上式說(shuō)明一對(duì)齒輪傳動(dòng)比，就是主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速(角速度)之比，與其齒數(shù)成反比。 假設(shè)兩齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相同，規(guī)定傳動(dòng)比為正；假設(shè)兩齒輪

4、的旋轉(zhuǎn)方向相反，規(guī)定傳動(dòng)比為負(fù)，那么一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比可寫為 1221zznni2 2應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn) 在機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最廣泛。在機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最廣泛。在工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械以及各類在工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械以及各類機(jī)床中都應(yīng)用著齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)所傳遞機(jī)床中都應(yīng)用著齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)所傳遞的功率從幾的功率從幾w w至幾萬(wàn)至幾萬(wàn)kWkW；它的直徑從不到；它的直徑從不到1mm1mm的儀表齒輪，到的儀表齒輪，到10 m10 m以上的重型齒輪；它的以上的重型齒輪；它的圓周速度從很低到圓周速度從很低到100m100ms s以上。大局部齒以上。大局部齒輪是用來(lái)傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的

5、，但也可以把旋轉(zhuǎn)輪是用來(lái)傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，但也可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如齒輪齒條傳動(dòng)。運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如齒輪齒條傳動(dòng)。與其他傳動(dòng)相比齒輪傳動(dòng)有如下特點(diǎn)：與其他傳動(dòng)相比齒輪傳動(dòng)有如下特點(diǎn)：瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，平穩(wěn)性較高，傳遞運(yùn)瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，平穩(wěn)性較高，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠；動(dòng)準(zhǔn)確可靠；適用范圍廣；可實(shí)現(xiàn)平行軸、相交軸、適用范圍廣；可實(shí)現(xiàn)平行軸、相交軸、交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)；傳遞的功率和速度范圍交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)；傳遞的功率和速度范圍較大；較大；結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比；結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比；傳動(dòng)效率高、使用壽命長(zhǎng)；傳動(dòng)效率高、使用壽命長(zhǎng)；齒輪的制造、安裝要求較高；

6、齒輪的制造、安裝要求較高；不適宜遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。不適宜遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。(3(3對(duì)齒輪傳動(dòng)的根本要求對(duì)齒輪傳動(dòng)的根本要求 采用齒輪傳動(dòng)時(shí)，因嚙合傳動(dòng)是個(gè)比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)采用齒輪傳動(dòng)時(shí)，因嚙合傳動(dòng)是個(gè)比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，對(duì)其要求是：程，對(duì)其要求是：傳動(dòng)要平穩(wěn)傳動(dòng)要平穩(wěn) 要求齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中，任何瞬時(shí)的傳動(dòng)要求齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中，任何瞬時(shí)的傳動(dòng)比保持恒定不變。以保持傳動(dòng)的平穩(wěn)性，防止或減少傳動(dòng)比保持恒定不變。以保持傳動(dòng)的平穩(wěn)性，防止或減少傳動(dòng)中的噪聲、沖擊和振動(dòng)。中的噪聲、沖擊和振動(dòng)。承載能力強(qiáng)承載能力強(qiáng) 要求齒輪的尺寸小，重量輕，而承受載荷要求齒輪的尺寸小，重量輕，而承受載荷的能力大。即

7、要求強(qiáng)度高，耐磨性好，壽命長(zhǎng)。的能力大。即要求強(qiáng)度高，耐磨性好，壽命長(zhǎng)。二、齒輪傳動(dòng)的分類二、齒輪傳動(dòng)的分類 齒輪的種類很多，可以按不同方法進(jìn)行分類。1根據(jù)軸的相對(duì)位置分為平面齒輪傳動(dòng)兩軸平行與空間齒輪傳動(dòng)兩軸不平行兩大類2按工作時(shí)圓周速度的不同分低速( )、中速 、高速 三種；3按工作條件不同分閉式齒輪傳動(dòng)封閉在箱體內(nèi)，并能保證良好潤(rùn)滑的齒輪傳動(dòng)、半開式齒輪傳動(dòng)齒輪浸入油池，有護(hù)罩，但不封閉和開式齒輪傳動(dòng)齒輪暴露在外，不能保證良好潤(rùn)滑三種；smv3smv53smv154按齒寬方向齒與軸的歪斜形式分直齒、斜齒和曲齒三種；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；其中漸開線

8、制造容易、便于安裝、互換性好，應(yīng)用最廣。6按齒輪的嚙合方式分為外嚙合齒輪傳動(dòng)、內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)和齒條傳動(dòng)。一、漸開線的形成和根本性質(zhì)一、漸開線的形成和根本性質(zhì)6.2 6.2 漸開線的形成原理和根本性質(zhì)漸開線的形成原理和根本性質(zhì) 1 1、漸開線的形成、漸開線的形成 當(dāng)一條動(dòng)直線發(fā)生線，當(dāng)一條動(dòng)直線發(fā)生線，沿著一個(gè)固定的圓基圓沿著一個(gè)固定的圓基圓作純滾動(dòng)時(shí)，動(dòng)直線上任作純滾動(dòng)時(shí)，動(dòng)直線上任意一點(diǎn)意一點(diǎn)K K的軌跡稱為該圓的的軌跡稱為該圓的漸開線。漸開線。AK漸開線漸開線B發(fā)生線發(fā)生線O基圓基圓rb 漸開線齒輪的輪齒由兩條對(duì)稱的漸開線作齒廓而組成，見以下圖所示。 漸開線輪廓的形成漸開線輪廓的形成2 2

9、、漸開線的性質(zhì)、漸開線的性質(zhì)1 1發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的線段長(zhǎng)等于基圓上被發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的線段長(zhǎng)等于基圓上被滾過(guò)的一段弧長(zhǎng)，即滾過(guò)的一段弧長(zhǎng)，即NK=ANNK=AN。2 2漸開線上任意一點(diǎn)漸開線上任意一點(diǎn)K K的法線，的法線，NKNK必切于基圓，必切于基圓，即過(guò)漸開線上任意一點(diǎn)即過(guò)漸開線上任意一點(diǎn)K K的法線與過(guò)的法線與過(guò)K K點(diǎn)的基圓切線點(diǎn)的基圓切線重合，并且也與發(fā)生線重合。重合，并且也與發(fā)生線重合。3 3漸開線上各點(diǎn)的曲率半徑不相等。漸開線上各點(diǎn)的曲率半徑不相等。 K K點(diǎn)離基圓越遠(yuǎn)，其曲率半徑越大，漸開線越平點(diǎn)離基圓越遠(yuǎn)，其曲率半徑越大，漸開線越平直。反之，曲率半徑越小，漸開線越彎曲。

10、直。反之，曲率半徑越小，漸開線越彎曲。N發(fā)生線發(fā)生線K0KO基圓基圓漸開線漸開線kFnVkkkrbBOK=kkbkrrcosr rk kB發(fā)生線發(fā)生線AKO基圓基圓漸開線漸開線k4 4漸開線的形狀取決于基圓的大小。漸開線的形狀取決于基圓的大小。 基圓相同，漸開線形狀完全相同。基圓越小，漸基圓相同，漸開線形狀完全相同。基圓越小，漸開線越彎曲。基圓越大，漸開線越平直。當(dāng)基圓半徑開線越彎曲?；鶊A越大，漸開線越平直。當(dāng)基圓半徑趨于無(wú)窮大時(shí)，漸開線就變成一條直線，此時(shí)，齒輪趨于無(wú)窮大時(shí)，漸開線就變成一條直線，此時(shí)，齒輪就變成了齒條。就變成了齒條。5 5基圓內(nèi)無(wú)漸開線?；鶊A內(nèi)無(wú)漸開線。因?yàn)榘l(fā)生線是沿基圓滾

11、動(dòng)的，所以基圓內(nèi)無(wú)漸開線。因?yàn)榘l(fā)生線是沿基圓滾動(dòng)的，所以基圓內(nèi)無(wú)漸開線。6 6漸開線上各點(diǎn)壓力角不相等，越遠(yuǎn)離基圓壓力角漸開線上各點(diǎn)壓力角不相等，越遠(yuǎn)離基圓壓力角越大，基圓上的壓力角等于零。漸開線上任意點(diǎn)的法越大，基圓上的壓力角等于零。漸開線上任意點(diǎn)的法線與該點(diǎn)的速度方向線所夾的銳角稱為壓力角線與該點(diǎn)的速度方向線所夾的銳角稱為壓力角. .二、漸開線函數(shù)二、漸開線函數(shù)1、漸開線上任意一點(diǎn)的表示法：極坐標(biāo) rk ，k 2、漸開線函數(shù) k = invk =tank k3、漸開線函數(shù)表 P145表 例1:試查出k =20的漸開線函數(shù)。例2:試查出k =2318的漸開線函數(shù)。第三節(jié)第三節(jié) 漸開線齒輪的根

12、本參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算漸開線齒輪的根本參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算一齒輪各局部的名稱一齒輪各局部的名稱齒槽：齒輪上相鄰兩輪齒之間的空齒槽：齒輪上相鄰兩輪齒之間的空間。間。齒頂圓：輪齒頂部所在的圓稱為齒齒頂圓：輪齒頂部所在的圓稱為齒頂圓，其直徑用頂圓，其直徑用dada表示。表示。齒根圓：齒槽底部所在的圓稱為齒齒根圓：齒槽底部所在的圓稱為齒根圓，其直徑用根圓，其直徑用dfdf表示。表示。齒厚：一個(gè)齒的兩側(cè)端面齒廓之間齒厚：一個(gè)齒的兩側(cè)端面齒廓之間的弧長(zhǎng)稱為齒厚，用的弧長(zhǎng)稱為齒厚，用s s表示。表示。齒槽寬：一個(gè)齒槽的兩側(cè)齒廓之間齒槽寬：一個(gè)齒槽的兩側(cè)齒廓之間的弧長(zhǎng)稱為齒槽寬，用的弧長(zhǎng)稱為齒槽寬，用e e表示。

13、表示。分度圓：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表示。齒距：齒距：兩個(gè)相鄰而同側(cè)的端面齒廓之間的弧長(zhǎng)稱為齒距，用p表示。即 pse齒高齒高：齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離稱為齒高，用h表示。齒頂高：齒頂高：齒頂圓與分度圓之間的徑向距離稱為齒頂高，用ha表示。1010齒根高：齒根高：齒根圓與分度圓之間的徑向距離稱為齒根高，用hf表示。1111齒寬：齒寬：沿齒輪軸線方向量得的齒輪寬度，用b表示。齒輪各局部名稱和符號(hào)齒輪各局部名稱和符號(hào)kkkpse同一圓上rbrfrark齒根圓基圓齒頂圓分度圓齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)f齒距pk齒厚sk齒槽寬eko二、直齒圓柱齒輪的根本參數(shù)二、直

14、齒圓柱齒輪的根本參數(shù)1.1.齒數(shù)齒數(shù)一個(gè)齒輪的輪齒數(shù)目即齒數(shù)，是齒輪的最根本參一個(gè)齒輪的輪齒數(shù)目即齒數(shù)，是齒輪的最根本參數(shù)之一。當(dāng)模數(shù)一定時(shí)，齒數(shù)愈多，齒輪的數(shù)之一。當(dāng)模數(shù)一定時(shí)，齒數(shù)愈多，齒輪的 幾何幾何尺寸愈大，輪齒漸開線的曲率半徑也愈大，齒廓尺寸愈大，輪齒漸開線的曲率半徑也愈大，齒廓曲線趨于平直。曲線趨于平直。2.2.壓力角壓力角壓力角是齒輪運(yùn)動(dòng)方向與受力方向所夾的銳角。壓力角是齒輪運(yùn)動(dòng)方向與受力方向所夾的銳角。通常所說(shuō)的壓力角是指分度圓上的壓力角。通常所說(shuō)的壓力角是指分度圓上的壓力角。 壓力壓力角不同，輪齒的形狀也不同。壓力角已標(biāo)準(zhǔn)化，角不同，輪齒的形狀也不同。壓力角已標(biāo)準(zhǔn)化，我國(guó)規(guī)定

15、標(biāo)準(zhǔn)壓力角是我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角是2020。 3 3模數(shù)模數(shù)因?yàn)榉侄葓A周長(zhǎng)因?yàn)榉侄葓A周長(zhǎng)ddZpZp，那么分度圓直徑為，那么分度圓直徑為 d dZpZp由于由于為一無(wú)理數(shù)，為了計(jì)算和制造上的方便，為一無(wú)理數(shù)，為了計(jì)算和制造上的方便，人為地把人為地把pp規(guī)定為有理數(shù)，即齒距規(guī)定為有理數(shù)，即齒距P P除以圓除以圓周率周率所得的商稱為模數(shù)，用所得的商稱為模數(shù)，用m m表示。即表示。即 m mp p(mm)(mm) 模數(shù)直接影響齒輪的大小、輪齒齒形和強(qiáng)度的大小。模數(shù)直接影響齒輪的大小、輪齒齒形和強(qiáng)度的大小。對(duì)于相同齒數(shù)的齒輪，模數(shù)越大，齒輪的幾何尺寸越大，輪齒也大，因此承載能力也越大。 國(guó)家對(duì)模數(shù)值，規(guī)

16、定了標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，如表所示。表 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表(GB 135787) mm第一系列 0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列 0.35 0.7 0.9 1.75 2.25 2.75 （3.25） 3.5 （3.75） 4.5 5.5 （6.5） 7 （11） 14 18 22 28 36 45 注：本表適用于漸開線圓柱齒輪，對(duì)斜齒輪是指法面模數(shù)；選用模數(shù)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用第一系列，其次是第二系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡量不用。 齒廓形狀是由模數(shù)、齒數(shù)、

17、壓力角三個(gè)因素決定。齒廓形狀是由模數(shù)、齒數(shù)、壓力角三個(gè)因素決定。 4、齒頂高系數(shù)、齒頂高系數(shù)ha和頂隙系數(shù)和頂隙系數(shù)C三標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算三標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算1、正常齒制、正常齒制 ha1, C2、短齒制、短齒制 ha0.8, C3、頂隙、頂隙 一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，一個(gè)齒輪的齒一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，一個(gè)齒輪的齒頂?shù)搅硪粋€(gè)齒輪的齒根之間的徑向距離，頂?shù)搅硪粋€(gè)齒輪的齒根之間的徑向距離，用用c表示。頂隙可以防止一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)輪表示。頂隙可以防止一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)輪齒相互碰撞，齒相互碰撞， 并可貯存一些潤(rùn)滑油。并可貯存一些潤(rùn)滑油。 C C m4、標(biāo)準(zhǔn)齒輪：模數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)齒輪：模數(shù)m、壓力角、壓力

18、角 、齒頂高、齒頂高系數(shù)系數(shù)ha和頂隙系數(shù)和頂隙系數(shù)C均為標(biāo)準(zhǔn)值且齒厚均為標(biāo)準(zhǔn)值且齒厚s等于齒槽寬等于齒槽寬e的齒輪。的齒輪。5 5、標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的中心距、標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的中心距一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，中心一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，中心距等于兩分度圓半徑之和。距等于兩分度圓半徑之和。 標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)齒輪無(wú)側(cè)標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)齒輪無(wú)側(cè)隙傳動(dòng)中心距隙傳動(dòng)中心距2121rrrrar2r1cao1o2212zzmr1 例相嚙合的一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪壓力角例相嚙合的一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪壓力角=，齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)= =，頂隙系數(shù)，頂隙系數(shù) ，齒數(shù)，齒數(shù)，模數(shù)，模數(shù)mmmm，試計(jì)算其分度圓直徑，頂圓直徑，試計(jì)算其分度圓

19、直徑，頂圓直徑 ，根圓直徑，齒厚，基圓直徑。，根圓直徑，齒厚，基圓直徑。1、一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安裝的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪外嚙合傳動(dòng)，：、一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安裝的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪外嚙合傳動(dòng)，：a=100mm，Z1=20，Z2=30，=20，da1=88mm。試計(jì)算以下幾何尺寸：試計(jì)算以下幾何尺寸： 齒輪的模數(shù)齒輪的模數(shù)m；兩輪的分度圓直兩輪的分度圓直徑徑d1，d2；兩輪的齒根圓直徑兩輪的齒根圓直徑df1，df2；兩輪的齒頂兩輪的齒頂圓直徑圓直徑da1，da2；頂隙頂隙c； 齒厚齒厚s和齒槽寬和齒槽寬e。2、一對(duì)正確安裝的標(biāo)準(zhǔn)漸開線正常齒制直齒圓柱齒輪的、一對(duì)正確安裝的標(biāo)準(zhǔn)漸開線正常齒制直齒圓柱齒輪的=20，

20、m= 4mm，傳動(dòng)比，傳動(dòng)比i12=3，中心距，中心距a=144mm。 試試求兩齒輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑。求兩齒輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑。四、內(nèi)齒輪與齒條四、內(nèi)齒輪與齒條1、內(nèi)齒輪、內(nèi)齒輪1特點(diǎn)：特點(diǎn)：P1482幾何尺寸計(jì)算公式；表幾何尺寸計(jì)算公式；表6-42、齒條、齒條1特點(diǎn)：特點(diǎn)：P1482幾何尺寸計(jì)算公式：表幾何尺寸計(jì)算公式：表6-4五、常用測(cè)量工程五、常用測(cè)量工程1、弦齒厚的測(cè)量、弦齒厚的測(cè)量2、公法線長(zhǎng)度的測(cè)量、公法線長(zhǎng)度的測(cè)量psennhahf齒頂線齒頂線分度線分度線齒根線齒根線第四節(jié)第四節(jié) 漸開線齒輪傳動(dòng)的嚙合漸開線齒輪傳動(dòng)的嚙合一、漸開

21、線齒輪傳動(dòng)的嚙合過(guò)程一、漸開線齒輪傳動(dòng)的嚙合過(guò)程一對(duì)輪齒在嚙合線上嚙合的起始一對(duì)輪齒在嚙合線上嚙合的起始點(diǎn)點(diǎn) 從動(dòng)輪從動(dòng)輪2 2的齒頂圓與嚙合線的齒頂圓與嚙合線N N1 1N N2 2的交點(diǎn)的交點(diǎn)B B2 2。一對(duì)輪齒在嚙合線上嚙合的終止一對(duì)輪齒在嚙合線上嚙合的終止點(diǎn)點(diǎn) 主動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線主動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線N N1 1N N2 2的交點(diǎn)的交點(diǎn)B B1 1。o2o1 1 2N1B2B1N2ra2rb2rb1ra1實(shí)際嚙合線實(shí)際嚙合線 線段線段B B1 1B B2 2理論嚙合線理論嚙合線 線段線段N N1 1N N2 21 1節(jié)點(diǎn)：過(guò)接觸點(diǎn)所作的公法線必節(jié)點(diǎn)：過(guò)接觸點(diǎn)所作的公法線必須與兩輪

22、中心連線交于點(diǎn)須與兩輪中心連線交于點(diǎn)C C。1212212211bbo cio crrrr二、漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)二、漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)1 1、傳動(dòng)比的恒定性、傳動(dòng)比的恒定性o1o2rb1rb2r2r1k1k2N2N1C21o1o2rb1r1k1k2N2N11節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓2 2節(jié)圓：分別以節(jié)圓：分別以O(shè)1O1與與O2O2為圓心，過(guò)為圓心，過(guò)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)C C所作的兩個(gè)相切的圓所作的兩個(gè)相切的圓基圓基圓基圓基圓o1a 漸開線齒廓嚙合的中心距可漸開線齒廓嚙合的中心距可變性變性 當(dāng)兩齒輪制成后，當(dāng)兩齒輪制成后，基圓半徑便已確定，以不同的基圓半徑便已確定，以不同的中心距中心距(a(a或或a)

23、a)安裝這對(duì)齒輪，安裝這對(duì)齒輪，其傳動(dòng)比不會(huì)改變。其傳動(dòng)比不會(huì)改變。2121221121212211bbbbro ciocrro ciocro2N1c21N2a2o22 2、中心距的可別離性、中心距的可別離性N1N2c 嚙合線、齒廓接觸點(diǎn)的公法線、嚙合線、齒廓接觸點(diǎn)的公法線、正壓力方向線正壓力方向線都是兩基圓的一都是兩基圓的一條內(nèi)公切線。條內(nèi)公切線。3 3、傳力的平穩(wěn)性、傳力的平穩(wěn)性o1o2rb1rb2r2r1k1k2N2N1C21o1o2rb1r1k1k2N2N11定轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)時(shí)，齒廓間的正壓定轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)時(shí)，齒廓間的正壓力的大小和方向始終保持不變，力的大小和方向始終保持不變，故傳力平穩(wěn)故傳力平穩(wěn)

24、嚙合線嚙合線 兩齒廓嚙合點(diǎn)在兩齒廓嚙合點(diǎn)在機(jī)架相固連的坐標(biāo)系中的軌跡。機(jī)架相固連的坐標(biāo)系中的軌跡。嚙合角 過(guò)節(jié)點(diǎn)所作的兩過(guò)節(jié)點(diǎn)所作的兩節(jié)圓的內(nèi)公切線節(jié)圓的內(nèi)公切線(t t)(t t)與兩齒與兩齒廓接觸點(diǎn)的公法線所夾的銳角。廓接觸點(diǎn)的公法線所夾的銳角。用用 表示。表示。2211cosrrrrbb 嚙合角在數(shù)值上等于嚙合角在數(shù)值上等于節(jié)圓上的壓力角。節(jié)圓上的壓力角。4 4、嚙合角是隨中心距而、嚙合角是隨中心距而定的常數(shù)定的常數(shù)o1o2N1c21N2ttatto22aN1N2c 一對(duì)齒廓嚙合過(guò)程中，嚙一對(duì)齒廓嚙合過(guò)程中，嚙合角始終為常數(shù)。當(dāng)中心距加合角始終為常數(shù)。當(dāng)中心距加大時(shí)，嚙合角隨中心距的變化

25、大時(shí)，嚙合角隨中心距的變化而改變。而改變。 兩齒輪的相鄰兩對(duì)輪齒分別兩齒輪的相鄰兩對(duì)輪齒分別a a在和在和b b同時(shí)接觸，才能使兩同時(shí)接觸，才能使兩個(gè)漸開線齒輪搭配起來(lái)并正確的傳動(dòng)。個(gè)漸開線齒輪搭配起來(lái)并正確的傳動(dòng)。kN2N1k2o1o2(b)k1aN2N1bo1o2(a)三、正確嚙合三、正確嚙合條件條件欲使兩齒輪正確嚙合，兩輪的法向齒距必須相等。欲使兩齒輪正確嚙合，兩輪的法向齒距必須相等。法向齒距法向齒距P Pn n：相鄰兩齒同側(cè)相鄰兩齒同側(cè)齒廓沿公法線齒廓沿公法線之間的距離之間的距離pb1pb2即必須滿足以下條件：即必須滿足以下條件：2211coscosmmpb111ba bp1122a

26、ba b而而一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：兩輪的模數(shù)相等，兩輪的壓力角相等。兩輪的模數(shù)相等，兩輪的壓力角相等。2121mmm12bbpp222ba bp正確嚙合時(shí)兩齒輪的基圓正確嚙合時(shí)兩齒輪的基圓齒距相等。齒距相等。21222111bbddziddz12nnpp重合度四、重合度及連續(xù)傳動(dòng)條件四、重合度及連續(xù)傳動(dòng)條件N2N1B1B2(a) 1B1B2PbN2B1B2(c)N1 1B1B2Pb即baPBB21 1 11、中心距、中心距一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安裝的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，由于分度一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安裝的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，由于分度圓上的齒厚與齒槽寬相等，所以

27、兩齒輪的分度圓相圓上的齒厚與齒槽寬相等，所以兩齒輪的分度圓相切，且作純滾動(dòng)，此時(shí)兩分度圓與其相應(yīng)的節(jié)圓重切，且作純滾動(dòng)，此時(shí)兩分度圓與其相應(yīng)的節(jié)圓重合，那么標(biāo)準(zhǔn)中心距為：合，那么標(biāo)準(zhǔn)中心距為： ar1r2r1r2m (Z1Z2) 22、嚙合角、嚙合角注意：?jiǎn)蝹€(gè)齒輪有固定的分度圓和分度圓壓力角，注意：?jiǎn)蝹€(gè)齒輪有固定的分度圓和分度圓壓力角，而無(wú)節(jié)圓和嚙合角，只有一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，才有節(jié)而無(wú)節(jié)圓和嚙合角，只有一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，才有節(jié)圓和嚙合角。圓和嚙合角。五、中心距及嚙合角五、中心距及嚙合角 齒輪輪齒的加工方法很多，最常用的是切削加工法。此外還有鑄造法、軋制法和線切割法、粉末冶金法等。而從加工原理來(lái)分，

28、那么可以分成仿形法和范成法兩種。 1.1.仿形法仿形法 用與漸開線齒用與漸開線齒輪的齒槽形狀相同的成形銑輪的齒槽形狀相同的成形銑刀直接切削出齒輪齒形的一刀直接切削出齒輪齒形的一種加工方法種加工方法 。切削法切削法指狀銑刀指狀銑刀 盤狀銑刀盤狀銑刀插齒插齒滾齒滾齒2.2.展成法展成法 展成法是根據(jù)一對(duì)展成法是根據(jù)一對(duì)齒輪的嚙合原理進(jìn)行切齒加工齒輪的嚙合原理進(jìn)行切齒加工的的 。 齒輪形插刀齒輪形插刀齒條形插刀齒條形插刀第四節(jié)、漸開線齒輪的切齒原理及根切現(xiàn)象第四節(jié)、漸開線齒輪的切齒原理及根切現(xiàn)象一、齒輪切制原理與方法一、齒輪切制原理與方法仿形法仿形法加工齒輪加工齒輪a用圓盤銑刀加工用圓盤銑刀加工 b

29、用指形銑刀加工用指形銑刀加工展成法展成法 ( (范成法范成法) ) 利用輪齒嚙合時(shí)齒廓曲線互為包絡(luò)線的原利用輪齒嚙合時(shí)齒廓曲線互為包絡(luò)線的原理來(lái)加工齒廓，其中一個(gè)齒輪或齒條作為刀具，另一個(gè)理來(lái)加工齒廓，其中一個(gè)齒輪或齒條作為刀具，另一個(gè)齒輪那么為被切齒輪毛坯，刀具相對(duì)于被切齒輪毛坯運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒輪那么為被切齒輪毛坯，刀具相對(duì)于被切齒輪毛坯運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀具齒廓即可切出被加工齒輪的齒廓。刀具齒廓即可切出被加工齒輪的齒廓。0zzi 范成運(yùn)動(dòng)范成運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 范成法加工齒輪范成法加工齒輪 用范成法加工齒輪用范成法加工齒輪滾齒滾齒用齒輪插刀插齒用齒輪插刀插齒用齒條插刀插齒用齒條插刀插齒1

30、 1、齒廓根切、齒廓根切 ：用范成法切制齒輪時(shí)，有時(shí)刀具會(huì)把輪：用范成法切制齒輪時(shí)，有時(shí)刀具會(huì)把輪齒根部已切制好的漸開線齒廓再切去一局部，這種現(xiàn)象齒根部已切制好的漸開線齒廓再切去一局部，這種現(xiàn)象稱為根切現(xiàn)象。稱為根切現(xiàn)象。2 2、產(chǎn)生根切的原因：當(dāng)?shù)毒啐X頂線與嚙合線的交點(diǎn)超過(guò)嚙、產(chǎn)生根切的原因：當(dāng)?shù)毒啐X頂線與嚙合線的交點(diǎn)超過(guò)嚙合極限點(diǎn)合極限點(diǎn)N1N1，刀具由位置，刀具由位置繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，便將根部已切制出繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，便將根部已切制出的漸開線齒廓再切去一局部。的漸開線齒廓再切去一局部。齒輪根切現(xiàn)象三、根切現(xiàn)象和最小齒數(shù)三、根切現(xiàn)象和最小齒數(shù)0節(jié)線rrbcN1刀刃刃齒頂線齒頂線B1B23、最少齒數(shù)、最

31、少齒數(shù)Zmin2*sin2ahz 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒齒輪，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒齒輪，齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù) ，齒，齒形角形角 ；對(duì)于短齒齒輪，對(duì)于短齒齒輪，齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù) ，齒形，齒形角角 ， 。 1ah20min17z0.8ah20min14z 2齒條刀中線由切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置沿輪坯徑向遠(yuǎn)離或靠近齒輪中心所移動(dòng)的距離稱為徑向變位量x m簡(jiǎn)稱變位量，其中x稱為徑向變位系數(shù)簡(jiǎn)稱變位系數(shù)。分度圓分度圓分度圓分度圓(中線)節(jié)線節(jié)線中線中線節(jié)線xmxm4 4、變位與變位齒輪、變位與變位齒輪1 1變位：改變刀具與齒坯位置的切齒方法變位：改變刀具與齒坯位置的切齒方法0 xm0 xm :變位系數(shù)變位系數(shù)x0 x0 x

32、0 x 刀具的中線與被加工齒輪的分度圓刀具的中線與被加工齒輪的分度圓相切相切0 xm相離相離相交相交標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪正變位齒輪正變位齒輪負(fù)變位齒輪負(fù)變位齒輪負(fù)變位齒輪正變位齒輪正變位齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓3變位齒輪的特點(diǎn)：變位齒輪的特點(diǎn)：不管是正變位還是負(fù)變位，刀具變位后的節(jié)線與齒不管是正變位還是負(fù)變位，刀具變位后的節(jié)線與齒輪的分度圓相切作純滾動(dòng)。因?yàn)榈毒呱先我粭l節(jié)線的輪的分度圓相切作純滾動(dòng)。因?yàn)榈毒呱先我粭l節(jié)線的齒距齒距P，模數(shù)，模數(shù)m以及齒形角都相等，故被加工出的變以及齒形角都相等，故被加工出的變位齒輪的齒距、模數(shù)、壓力角并不改變，與標(biāo)準(zhǔn)直齒位齒輪的齒距、模數(shù)、壓力角并不改變，與標(biāo)準(zhǔn)直齒輪相同

33、。輪相同。正變位齒輪的齒頂圓、齒根圓、齒頂高和齒根厚度正變位齒輪的齒頂圓、齒根圓、齒頂高和齒根厚度均增大，而齒根高、齒頂厚度那么減小，齒輪強(qiáng)度提均增大，而齒根高、齒頂厚度那么減小，齒輪強(qiáng)度提高，還可以防止根切。負(fù)變位齒輪的齒頂圓、齒根圓、高，還可以防止根切。負(fù)變位齒輪的齒頂圓、齒根圓、齒頂高和齒根厚度均減小，而齒根高和齒頂厚度那么齒頂高和齒根厚度均減小，而齒根高和齒頂厚度那么增加，齒輪抗彎強(qiáng)度降低。增加，齒輪抗彎強(qiáng)度降低。4最小變位系數(shù)最小變位系數(shù)1717minzx漸開線漸開線直直齒圓柱齒輪齒面的形成齒圓柱齒輪齒面的形成k00k0NkkN發(fā)生面基圓柱 當(dāng)發(fā)生面沿基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，平行于齒輪的軸

34、線的直線當(dāng)發(fā)生面沿基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，平行于齒輪的軸線的直線kkkk 在空間的軌跡為直齒圓柱齒輪的齒面。在空間的軌跡為直齒圓柱齒輪的齒面。第七節(jié)第七節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)及工作能力分析標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)及工作能力分析一、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)一、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)1、漸開線斜齒圓柱齒輪齒面的形成、漸開線斜齒圓柱齒輪齒面的形成 與基圓柱母線成一夾角b的直線kk在空間的軌跡那么為斜齒圓柱齒輪的漸開螺旋面。k00k0NbkkN發(fā)生面發(fā)生面基圓柱 稱為螺旋角稱為螺旋角1 1一對(duì)直齒輪嚙合時(shí)，沿整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入嚙合，并沿整個(gè)齒一對(duì)直齒輪嚙合時(shí)，沿整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入嚙合，并沿整個(gè)齒寬同時(shí)脫離嚙合。因此

35、傳動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊噪聲大，不適于高寬同時(shí)脫離嚙合。因此傳動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊噪聲大，不適于高速傳動(dòng)。速傳動(dòng)。2 2一對(duì)斜齒輪嚙合時(shí)，齒面上的接觸線由短變長(zhǎng)，再由長(zhǎng)變短，一對(duì)斜齒輪嚙合時(shí)，齒面上的接觸線由短變長(zhǎng)，再由長(zhǎng)變短，減少了傳動(dòng)時(shí)的沖擊和噪音，提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，故斜齒輪適減少了傳動(dòng)時(shí)的沖擊和噪音，提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，故斜齒輪適用于重載高速傳動(dòng)。用于重載高速傳動(dòng)。oo、嚙合特點(diǎn)：、嚙合特點(diǎn)： 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)：傳遞平行軸之間的運(yùn)動(dòng)線接觸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)：傳遞平行軸之間的運(yùn)動(dòng)線接觸交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)：傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)接觸交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)：傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)接觸端面齒距和法面齒距斜齒圓柱齒輪有

36、法面和端面之分斜齒圓柱齒輪有法面和端面之分1 1、根本參數(shù)、根本參數(shù) 法面參數(shù)法面參數(shù)m mn n、n n、h hanan、c cn n 法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。* 端面參數(shù)端面參數(shù) m mt t、t t、h hatat、c ct t ，計(jì)算的基本尺寸是在計(jì)算的基本尺寸是在法法面上面上計(jì)量的。計(jì)量的。*ptPn二、斜齒圓柱齒輪的根本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算二、斜齒圓柱齒輪的根本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算1、螺旋角、螺旋角螺旋角表示輪齒的傾斜程度螺旋角表示輪齒的傾斜程度傳動(dòng)平穩(wěn)性傳動(dòng)平穩(wěn)性Fa斜齒輪分左旋和右旋，一般取斜齒輪分左旋和右旋，一般取8 81515，人字齒取人字齒取25254040右旋右

37、旋左旋左旋 不管從法面或端面來(lái)看，斜齒輪的齒頂高和齒根高都是相等的，故有 ： nantatamhmhh*coscos*ntanatcchh3 3、齒頂高系數(shù)、齒頂高系數(shù)nnanttatfmchmchh)()(*costnpp costnmm 2 2）、法面模數(shù)）、法面模數(shù) 與端面模數(shù)與端面模數(shù)nmtm端面齒距和法面齒距ptPn4 4、壓力角用斜齒條說(shuō)明、壓力角用斜齒條說(shuō)明由于由于abacttgcosttgtgn在在abcabc中中在在abcabc中中bacatgnab = ab(a)aactnbb(b)cosacca在在aaaa c c中中 一般規(guī)定法向壓力角取標(biāo)準(zhǔn)值，一般規(guī)定法向壓力角取標(biāo)準(zhǔn)

38、值，即即n20 分度圓直徑與中心距分度圓直徑與中心距 斜齒輪直徑是從端面上度量的，故得斜齒輪直徑是從端面上度量的，故得 dmtZ mnzcos。 斜齒輪傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距為：斜齒輪傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距為： a (d1d2) 2(Z1Z2)mt2(Z1Z2)mn2cos斜齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式見下表斜齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式見下表表11 當(dāng)量齒輪及當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒輪及當(dāng)量齒數(shù)- - 在研在研究斜齒輪法面齒形時(shí)，可以虛擬究斜齒輪法面齒形時(shí)，可以虛擬一個(gè)與斜齒輪的法面齒形相當(dāng)?shù)囊粋€(gè)與斜齒輪的法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪，稱這個(gè)虛擬的直齒輪為直齒輪，稱這個(gè)虛擬的直齒輪為該斜齒的當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)那么該斜齒的當(dāng)量齒輪，其齒

39、數(shù)那么稱為當(dāng)量齒數(shù)，用稱為當(dāng)量齒數(shù)，用ZvZv表示表示 bcanndc3 3、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)2 2、幾何尺寸計(jì)算、幾何尺寸計(jì)算1 1由法面參數(shù)求得的端面參數(shù)由法面參數(shù)求得的端面參數(shù)2 2端面參數(shù)代入相應(yīng)的直齒圓柱齒輪根本尺寸計(jì)端面參數(shù)代入相應(yīng)的直齒圓柱齒輪根本尺寸計(jì) 算公式中。參見表算公式中。參見表7-117-11。cos)(2121zzman過(guò)斜齒輪分度圓柱螺旋線上過(guò)斜齒輪分度圓柱螺旋線上 C 點(diǎn)，點(diǎn)，作齒線的法面作齒線的法面 n-n剖面與分度圓柱的交線為橢圓剖面與分度圓柱的交線為橢圓以橢圓端點(diǎn)以橢圓端點(diǎn)C C的曲率圓為直齒輪的的曲率圓為直齒輪的分度圓、分度圓

40、、斜齒輪法面模數(shù)斜齒輪法面模數(shù)和法面壓力角和法面壓力角 為模數(shù)和壓力角為模數(shù)和壓力角nmn此直齒輪的齒形與斜齒輪法面齒形相似，此直齒輪的齒形與斜齒輪法面齒形相似，該該直齒輪直齒輪為斜齒輪的為斜齒輪的當(dāng)量齒輪當(dāng)量齒輪bcanndc32coscoscoszmzmmdznnnvv當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù)Zv：1 1、選取齒輪銑刀、選取齒輪銑刀的刀號(hào)；的刀號(hào)；2 2、計(jì)算斜齒輪的、計(jì)算斜齒輪的強(qiáng)度；強(qiáng)度；3 3、確定斜齒輪不、確定斜齒輪不發(fā)生跟切的最少發(fā)生跟切的最少齒數(shù)齒數(shù)33mincos17cosvzz1 1兩外嚙合齒輪的螺旋角大小相等，旋向相反，兩外嚙合齒輪的螺旋角大小相等，旋向相反， 即即 1= - 1

41、= - 2 22 2互相嚙合兩齒輪的模數(shù)和壓力角也分別相等，互相嚙合兩齒輪的模數(shù)和壓力角也分別相等，即即nnnmmm211 1、正確嚙合條件、正確嚙合條件nnn21三、斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)三、斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)2 2、重合度、重合度端面重合度端面重合度縱向重合度縱向重合度b1 1在傳動(dòng)中，其輪齒逐在傳動(dòng)中，其輪齒逐 漸進(jìn)入和逐漸脫開嚙合，漸進(jìn)入和逐漸脫開嚙合， 傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲??；傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲小；2 2重合度大，故承載能重合度大，故承載能 力高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，適用于力高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，適用于 高速傳動(dòng)；高速傳動(dòng)；3 3不產(chǎn)生根切的最小齒不產(chǎn)生根切的最小齒 數(shù)比直齒輪少，故結(jié)構(gòu)緊數(shù)比直

42、齒輪少，故結(jié)構(gòu)緊 湊；湊；4 4斜齒輪在工作時(shí)有軸斜齒輪在工作時(shí)有軸 向推力向推力FaFa，且，且、FaFa，用，用 人字齒輪可克服軸向推力。人字齒輪可克服軸向推力。 螺旋角的大小對(duì)斜齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量有很大影響，一般取8 80 0 15150 033minmincos17cosvzz；02kFaFFnko1M(a)(b)四、斜齒圓柱齒輪的特點(diǎn)四、斜齒圓柱齒輪的特點(diǎn)第七節(jié)第七節(jié) 漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1 1、失效：齒輪就失去了正常的工作能力，稱為失效。、失效：齒輪就失去了正常的工作能力，稱為失效。2 2、常見的輪齒失效形式：、常見的輪齒失效形式：1 1輪齒折斷輪齒折斷 引

43、起原因：引起原因：P161P161 防止輪齒折斷的方法：防止輪齒折斷的方法：P161P1612 2齒面疲勞點(diǎn)蝕：軟齒面輪齒的主要損壞形式。齒面疲勞點(diǎn)蝕：軟齒面輪齒的主要損壞形式。3 3齒面磨損：是開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。齒面磨損：是開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。4 4齒面膠合：是軟齒面、重載、高速時(shí)的主要失效形式。齒面膠合：是軟齒面、重載、高速時(shí)的主要失效形式。5 5塑性變形：塑性變形： 引起原因：頻繁起動(dòng)，嚴(yán)重過(guò)載。引起原因：頻繁起動(dòng)，嚴(yán)重過(guò)載。 防止對(duì)策：提高齒面硬度，采用粘度較高的潤(rùn)滑油。防止對(duì)策：提高齒面硬度，采用粘度較高的潤(rùn)滑油。一、漸開線齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算根底一、漸開線齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算根底

44、輪齒折斷輪齒折斷 齒輪傳動(dòng)時(shí)，輪齒的受力使其在齒根處受齒輪傳動(dòng)時(shí)，輪齒的受力使其在齒根處受到很大的彎矩，并產(chǎn)生應(yīng)力集中。而彎矩值到很大的彎矩，并產(chǎn)生應(yīng)力集中。而彎矩值在嚙合過(guò)程中隨著接觸點(diǎn)的移動(dòng)，又是變化在嚙合過(guò)程中隨著接觸點(diǎn)的移動(dòng)，又是變化的，在脫離嚙合后，輪齒所受彎矩值就變?yōu)榈?，在脫離嚙合后，輪齒所受彎矩值就變?yōu)榱恪＿@樣，輪齒在變載荷作用下，重復(fù)一定零。這樣，輪齒在變載荷作用下，重復(fù)一定次數(shù)后，齒根局部應(yīng)力集中處便會(huì)產(chǎn)生疲勞次數(shù)后，齒根局部應(yīng)力集中處便會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，并且逐漸擴(kuò)展，直至斷裂。這種現(xiàn)象裂紋，并且逐漸擴(kuò)展，直至斷裂。這種現(xiàn)象稱為疲勞折斷。另一種折斷是短期過(guò)載或受稱為疲勞折斷。另

45、一種折斷是短期過(guò)載或受到過(guò)大沖擊載荷時(shí)突然折斷，稱為過(guò)載折斷。到過(guò)大沖擊載荷時(shí)突然折斷，稱為過(guò)載折斷。 齒面疲勞點(diǎn)蝕齒面疲勞點(diǎn)蝕 輪齒在傳遞動(dòng)力時(shí)，在接觸部位產(chǎn)生的應(yīng)輪齒在傳遞動(dòng)力時(shí)，在接觸部位產(chǎn)生的應(yīng)力稱接觸應(yīng)力，該應(yīng)力是由零增加到最大值，力稱接觸應(yīng)力，該應(yīng)力是由零增加到最大值，又由最大值降到零，即按脈動(dòng)循環(huán)變化。當(dāng)又由最大值降到零，即按脈動(dòng)循環(huán)變化。當(dāng)接觸應(yīng)力和它重復(fù)的次數(shù)超過(guò)某一限度時(shí)，接觸應(yīng)力和它重復(fù)的次數(shù)超過(guò)某一限度時(shí)，工作齒面便發(fā)生細(xì)小的疲勞裂紋，如果裂縫工作齒面便發(fā)生細(xì)小的疲勞裂紋，如果裂縫內(nèi)夾入了潤(rùn)滑油，在另一輪齒的擠壓下，被內(nèi)夾入了潤(rùn)滑油，在另一輪齒的擠壓下，被封閉在裂縫中的

46、油壓增高，會(huì)加速致使裂縫封閉在裂縫中的油壓增高，會(huì)加速致使裂縫擴(kuò)展。裂紋的擴(kuò)展使外表層上有小塊金屬剝擴(kuò)展。裂紋的擴(kuò)展使外表層上有小塊金屬剝落，形成小坑，這種現(xiàn)象稱為點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕后，落，形成小坑，這種現(xiàn)象稱為點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕后，齒廓工作外表被損壞，造成傳動(dòng)不平穩(wěn)和產(chǎn)齒廓工作外表被損壞，造成傳動(dòng)不平穩(wěn)和產(chǎn)生噪聲，從而使輪齒失效。齒面點(diǎn)蝕主要有生噪聲，從而使輪齒失效。齒面點(diǎn)蝕主要有局限性點(diǎn)蝕、擴(kuò)展性點(diǎn)蝕和片蝕三種。局限性點(diǎn)蝕、擴(kuò)展性點(diǎn)蝕和片蝕三種。齒面磨損齒面磨損 齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的磨損有兩種，一種是齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的磨損有兩種，一種是跑合性磨損，能起拋光作用，消除加工痕跡，跑合性磨損，能起拋光作用，消除加工痕

47、跡，改善傳動(dòng)嚙合情況。另一種是由于硬質(zhì)顆粒改善傳動(dòng)嚙合情況。另一種是由于硬質(zhì)顆粒雜物進(jìn)入輪齒的工作外表而引起的磨粒性磨雜物進(jìn)入輪齒的工作外表而引起的磨粒性磨損。如果磨損的速度符合預(yù)定的設(shè)計(jì)期限，損。如果磨損的速度符合預(yù)定的設(shè)計(jì)期限，那么應(yīng)視為正常磨損。但齒面磨損嚴(yán)重時(shí)，那么應(yīng)視為正常磨損。但齒面磨損嚴(yán)重時(shí)，將使?jié)u開線齒面損壞，加大了齒側(cè)間隙而引將使?jié)u開線齒面損壞，加大了齒側(cè)間隙而引起傳動(dòng)不平穩(wěn)。在開式傳動(dòng)中，由于潤(rùn)滑條起傳動(dòng)不平穩(wěn)。在開式傳動(dòng)中，由于潤(rùn)滑條件不好，并有硬質(zhì)顆粒雜物進(jìn)入輪齒的工作件不好，并有硬質(zhì)顆粒雜物進(jìn)入輪齒的工作外表，會(huì)加劇齒面磨損。所以齒面磨損是開外表，會(huì)加劇齒面磨損。所以

48、齒面磨損是開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。齒面膠合齒面膠合 在高速重載的閉式傳動(dòng)中，由于輪齒嚙在高速重載的閉式傳動(dòng)中，由于輪齒嚙合部位局部溫度升高，潤(rùn)滑油油溫急劇上升，合部位局部溫度升高，潤(rùn)滑油油溫急劇上升，粘度降低，使齒面間油膜被嚴(yán)重破壞，失去粘度降低，使齒面間油膜被嚴(yán)重破壞，失去潤(rùn)滑作用。另外由于工作齒面間壓力很大，潤(rùn)滑作用。另外由于工作齒面間壓力很大，易將潤(rùn)滑油膜擠破，致使嚙合齒輪兩齒面金易將潤(rùn)滑油膜擠破，致使嚙合齒輪兩齒面金屬直接接觸。這時(shí)，齒面產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，較屬直接接觸。這時(shí)，齒面產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，較軟齒的外表金屬會(huì)熔焊在與之相嚙合的另一軟齒的外表金屬會(huì)熔焊在與之相

49、嚙合的另一齒輪的齒面上。當(dāng)齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于兩齒輪的齒面上。當(dāng)齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于兩齒面的相對(duì)滑動(dòng)，在較軟工作齒面上形成與齒面的相對(duì)滑動(dòng)，在較軟工作齒面上形成與滑動(dòng)方向一致的撕裂溝痕，這種現(xiàn)象稱為齒滑動(dòng)方向一致的撕裂溝痕，這種現(xiàn)象稱為齒面膠合。面膠合。 塑性變形塑性變形 假設(shè)輪齒的材料較軟，當(dāng)其頻繁起動(dòng)和假設(shè)輪齒的材料較軟，當(dāng)其頻繁起動(dòng)和嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，輪齒在很大載荷和摩擦力作用嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，輪齒在很大載荷和摩擦力作用下，可能使齒面表層金屬沿相對(duì)滑動(dòng)方向發(fā)下，可能使齒面表層金屬沿相對(duì)滑動(dòng)方向發(fā)生局部的塑性流動(dòng)，而出現(xiàn)塑性變形。主動(dòng)生局部的塑性流動(dòng)，而出現(xiàn)塑性變形。主動(dòng)輪產(chǎn)生塑性變形后，齒面沿節(jié)線處

50、就形成凹輪產(chǎn)生塑性變形后，齒面沿節(jié)線處就形成凹溝，從動(dòng)輪齒齒面沿節(jié)線處形成凸棱。嚴(yán)重溝，從動(dòng)輪齒齒面沿節(jié)線處形成凸棱。嚴(yán)重塑性變形時(shí)，在齒頂邊緣處會(huì)出現(xiàn)飛邊，在塑性變形時(shí)，在齒頂邊緣處會(huì)出現(xiàn)飛邊，在主動(dòng)輪上更易出現(xiàn)。假設(shè)整個(gè)輪齒發(fā)生永久主動(dòng)輪上更易出現(xiàn)。假設(shè)整個(gè)輪齒發(fā)生永久性變形，就會(huì)使齒輪傳動(dòng)喪失工作能力。性變形，就會(huì)使齒輪傳動(dòng)喪失工作能力。 3 3、齒輪的失效形式與齒輪傳動(dòng)的工作條件、齒輪材、齒輪的失效形式與齒輪傳動(dòng)的工作條件、齒輪材料的性能及不同的熱處理工藝，齒輪自身的尺寸、齒料的性能及不同的熱處理工藝，齒輪自身的尺寸、齒廓形狀、加工精度等密切相關(guān)。廓形狀、加工精度等密切相關(guān)。實(shí)踐證明：

51、實(shí)踐證明：在閉式傳動(dòng)中可能發(fā)生齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合和輪齒折在閉式傳動(dòng)中可能發(fā)生齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合和輪齒折斷；斷；在開式傳動(dòng)中可能發(fā)生齒面磨損和輪齒折斷；在開式傳動(dòng)中可能發(fā)生齒面磨損和輪齒折斷；硬齒面、重載時(shí)易發(fā)生輪齒折斷；硬齒面、重載時(shí)易發(fā)生輪齒折斷；高速、中小載荷易發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕；高速、中小載荷易發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕；軟齒面、重載、高速時(shí)易發(fā)生膠合，低速時(shí)那么發(fā)生軟齒面、重載、高速時(shí)易發(fā)生膠合，低速時(shí)那么發(fā)生塑性變形。塑性變形。4、齒輪材料選擇、齒輪材料選擇1齒輪材料的根本要求：齒輪材料的根本要求：P1612多數(shù)齒輪毛坯的材料：多數(shù)齒輪毛坯的材料：3齒輪材料選擇：齒輪材料選擇：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)

52、鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)齒面硬度高低根據(jù)齒面硬度高低 P161根據(jù)齒輪工作條件根據(jù)齒輪工作條件 P1625、齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選擇：常用、齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)的選擇：常用69級(jí)級(jí)第八節(jié)第八節(jié) 錐齒輪傳動(dòng)錐齒輪傳動(dòng) 一、錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)一、錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)1、用于兩相交軸兩相交軸之間的傳動(dòng)與動(dòng)力的傳遞。2、多采用兩軸的夾角=900的傳動(dòng)。3、設(shè)計(jì)、制造和安裝簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛。4、為了便于測(cè)量和估算機(jī)構(gòu)的外形尺寸，規(guī)定以、為了便于測(cè)量和估算機(jī)構(gòu)的外形尺寸，規(guī)定以大端參大端參數(shù)數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，大端壓力角為標(biāo)準(zhǔn)，大端壓力角=200。 一對(duì)圓錐齒輪輪齒分布在兩個(gè)截錐體上，且錐頂交于一點(diǎn)，其輪齒尺寸由大端面錐方向的

53、小端逐漸變小。顯然圓錐齒輪大端和小端的參數(shù)是不相同的。二、錐齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)二、錐齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)1、背錐：以O(shè)1為錐頂?shù)膱A錐面O1EE。 背錐與以O(shè)為錐頂?shù)姆侄葓A錐面OEE垂直相交。2、當(dāng)量齒輪：將錐齒輪的背錐面展開成平面，得一扇形齒輪，將扇形齒輪補(bǔ)全為圓柱齒輪。3、當(dāng)量齒數(shù) 圓錐齒輪分度圓錐角4、錐齒輪不發(fā)生根切最少齒數(shù)cosddvcoszmzmvcoszzvZmin=17cos三、錐齒輪的參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算三、錐齒輪的參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算1、根本參數(shù)取錐齒輪大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值、根本參數(shù)取錐齒輪大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值2、齒頂高系數(shù) ha*=1 頂隙系數(shù)3、錐距：分度圓的錐頂?shù)酱蠖说木?/p>

54、離。4、齒寬系數(shù)：R=b/R 齒寬 b=R R(應(yīng)圓整)5、主要尺寸計(jì)算公式P172 表615四、正確嚙合條件四、正確嚙合條件 一對(duì)直齒圓錐齒輪的正確嚙合的條件為大端模數(shù)和一對(duì)直齒圓錐齒輪的正確嚙合的條件為大端模數(shù)和壓力角必須分別相等壓力角必須分別相等: m1=m2=m 1=2=第九節(jié)第九節(jié) 蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)一、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)與類型一、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)與類型1 1、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)1 1用于兩交錯(cuò)軸間的傳遞。用于兩交錯(cuò)軸間的傳遞。2 2傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊。用于傳遞動(dòng)力時(shí)，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊。用于傳遞動(dòng)力時(shí)，i=8i=8100 , 100 , 用于傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)，用于傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)，i i可

55、達(dá)可達(dá)10001000。3 3傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲。因?yàn)槲仐U與蝸輪齒的嚙合傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲。因?yàn)槲仐U與蝸輪齒的嚙合是連續(xù)的，同時(shí)嚙合的齒數(shù)較多所以平穩(wěn)性好。是連續(xù)的，同時(shí)嚙合的齒數(shù)較多所以平穩(wěn)性好。4 4傳動(dòng)效率低，為了減少摩擦，蝸輪常用貴重的傳動(dòng)效率低，為了減少摩擦，蝸輪常用貴重的減摩材料如青銅制造，本錢高。減摩材料如青銅制造，本錢高。2、蝸桿傳動(dòng)的類型、蝸桿傳動(dòng)的類型1按螺旋線方向按螺旋線方向2按螺旋線數(shù)分按螺旋線數(shù)分3根據(jù)蝸桿形狀分根據(jù)蝸桿形狀分4根據(jù)圓柱蝸桿截面形狀分根據(jù)圓柱蝸桿截面形狀分右旋（多數(shù)采用）左旋單頭蝸桿多頭蝸桿圓柱蝸桿傳動(dòng)（應(yīng)用多）圓弧面蝸桿傳動(dòng)（應(yīng)用少）阿基米德蝸桿（ZA）最簡(jiǎn)單法向直廓蝸桿（ZN）漸開線蝸桿（ZI）二、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸二