機(jī)械原理 齒輪-1

第四章齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)制作：陳曉岑§4-1概述一、齒輪（gear）傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)可用來傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；適用的速度和傳遞的功率范圍大。傳動(dòng)效率高、使用壽命長、工作安全可靠、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、機(jī)構(gòu)緊湊；優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：

制造精度要求高，成本高；

精度底時(shí)躁聲大；

不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)。1、按傳動(dòng)軸線的相對位置分：

二、齒輪傳動(dòng)的主要類型1）平行軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithParallelAxes)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)

spurgear斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)

helicalgear人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)

double-helicalgear§4-1概述1）平行軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithParallelAxes)直齒齒輪齒條傳動(dòng)斜齒齒輪齒條傳動(dòng)二、齒輪傳動(dòng)的主要類型二、齒輪傳動(dòng)的主要類型1）平行軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithParallelAxes)直齒內(nèi)齒輪傳動(dòng)

internalgear斜齒內(nèi)齒輪傳動(dòng)

helicalinternalgear2、相交軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithIntersectingAxes)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)

straightbevelgear斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)

skewbevelgear曲線齒圓錐齒輪傳動(dòng)

spiralbevelgear二、齒輪傳動(dòng)的主要類型二、齒輪傳動(dòng)的主要類型3、交錯(cuò)軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithSkewAxes)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)

crossedhelicalgear蝸桿蝸輪傳動(dòng)

wormdrive3、交錯(cuò)軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithSkewAxes)蝸輪蝸桿蝸桿下置蝸桿上置二、齒輪傳動(dòng)的主要類型齒輪機(jī)構(gòu)分類用于平行軸間傳動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu)螺旋齒輪傳動(dòng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)外嚙合齒輪傳動(dòng)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)用于相交軸間傳動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu)用于交錯(cuò)軸間傳動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu)直齒輪傳動(dòng)斜齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)——直齒斜齒曲齒二、齒輪傳動(dòng)的主要類型二、齒輪傳動(dòng)的主要類型2、按齒廓曲線的形狀分：漸開線齒輪擺線齒輪圓弧齒輪3、按齒輪傳動(dòng)是否封閉分：開式齒輪傳動(dòng)封閉式齒輪傳動(dòng)4、按一對齒輪傳動(dòng)的角速比是否恒定分：定傳動(dòng)比(即i12＝常數(shù))傳動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu)(圓形齒輪機(jī)構(gòu))（circularGear)。變傳動(dòng)比(即i12≠常數(shù)）傳動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu)(非圓形齒輪機(jī)構(gòu))(Non-circularGear)

。

二、齒輪傳動(dòng)的主要類型橢圓齒輪機(jī)構(gòu)對數(shù)螺線非圓齒輪機(jī)構(gòu)4、按一對齒輪傳動(dòng)的角速比是否恒定分：二、齒輪傳動(dòng)的主要類型變傳動(dòng)比(即i12≠常數(shù)）傳動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu)(非圓形齒輪機(jī)構(gòu))(Non-circularGear)

。

三、齒輪傳動(dòng)的基本要求

1．必要的工作平穩(wěn)性?！匆笏矔r(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)，為此要研究齒輪廓及嚙合原理。2．足夠的強(qiáng)度?！匆簖X輪的尺寸小、重量輕，在保證承載能力條件下，壽命長?！?-1概述一、齒廓嚙合基本定律

§

4-2齒輪齒廓設(shè)計(jì)對齒輪傳動(dòng)的基本要求是保證瞬時(shí)傳動(dòng)比：i12=1/2=C點(diǎn)p是兩齒輪廓在點(diǎn)K接觸時(shí)的相對速度瞬心，則：Vp=1o1p=2o2ppnnkP13P23(P12)o1o2312ω1ω2一、齒廓嚙合基本定律ω2ω1pnnkP13P23(P12)o1o2312由此可見：兩輪瞬時(shí)傳動(dòng)比都與其連心線O1O2被其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)處的公法線所分成的兩段成反比。

§

4-2齒輪齒廓設(shè)計(jì)一、齒廓嚙合基本定律k1ω2ω1pnnkP13P23(P12)o1o2312

1、要使兩齒輪的瞬時(shí)傳動(dòng)比為一常數(shù)，則不論兩齒廓在任何位置接觸，過接觸點(diǎn)所作的兩齒廓公法線都必須與連心線交于一定點(diǎn)p（節(jié)點(diǎn)）?！矫纨X廓嚙合基本定律。結(jié)論：

§

4-2齒輪齒廓設(shè)計(jì)一、齒廓嚙合基本定律結(jié)論：中心距k1ω2ω1pnnkP13P23(P12)o1o2312

2、定點(diǎn)p稱為節(jié)點(diǎn)，以o1和o2為圓心，過節(jié)點(diǎn)p作的兩相切圓稱為節(jié)圓，其半徑用、r1‘和r2’表示。兩圓心之間距離稱為中心距，用a表示。

§

4-2齒輪齒廓設(shè)計(jì)一、齒廓嚙合基本定律中心距k1ω2ω1pnnkP13P23(P12)o1o2312

3、凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓稱為共軛齒廓，理論上有無窮多對共軛齒廓，其中以漸開線齒廓應(yīng)用最廣。

§

4-2齒輪齒廓設(shè)計(jì)二、漸開線及漸開線齒廓K0K漸開線漸開線k0k的展角O基圓rb1、漸開線的形成及其性質(zhì)rk向徑當(dāng)直線沿一圓周作純滾動(dòng)時(shí)，直線上任一點(diǎn)K軌跡k0k，稱為該圓的漸開線。N發(fā)生線1）漸開線形成二、漸開線及漸開線齒廓1、漸開線的形成及其性質(zhì)2）漸開線性質(zhì)(2)漸開線上任意一點(diǎn)的法線必切于基圓，(1)NK=NK0）與基圓的切點(diǎn)Ｎ為漸開線在K點(diǎn)的曲率中心，而線段NK是漸開線在點(diǎn)K處的曲率半徑ρk

。N發(fā)生線漸開線k0k的展角K0KO基圓漸開線rk曲率中心ρk

曲率半徑PkVkrb1、漸開線的形成及其性質(zhì)2）漸開線性質(zhì)二、漸開線及漸開線齒廓(３)漸開線齒廓上各點(diǎn)的壓力角不同。點(diǎn)Ｋ離基圓中心Ｏ愈遠(yuǎn)，壓力角愈大。NOK=N發(fā)生線漸開線k0k的展角K0KO基圓漸開線rk曲率中心ρk

曲率半徑2）漸開線性質(zhì)二、漸開線及漸開線齒廓KO1Σ2rb1o1α1α2rb2o2Σ3KN2N1KO1Σ1(4)漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓越大，漸開線越平直，當(dāng)基圓半徑趨于無窮大時(shí)，漸開線成為斜直線，它就是齒條的齒廓。AK1K2B（5)同一基圓上任意兩條漸開線間的法向距離相等。N1N2A1B1A2B2異側(cè)A1B1=A1N1+N1B1N1B=A1B1=A2B2AN1=AB==+A2B2=A2N2+N2B2N2B=AN2=AB==+所以：二、漸開線及漸開線齒廓(6)基圓內(nèi)無漸開線。3）漸開線的方程式(二、漸開線及漸開線齒廓N發(fā)生線漸開線k0k的展角K0KO基圓漸開線PkVkrbrk

以O(shè)為中心，以O(shè)K0為極軸的漸開線上K點(diǎn)的極坐標(biāo)方程：三、一對漸開線直齒圓柱齒輪齒廓嚙合特性1、能保證實(shí)現(xiàn)恒定傳動(dòng)比傳動(dòng)N2N1Pk1k2o2o1З1rb1rb2З2

分析：由漸開線質(zhì)知，法線N1N2必同時(shí)與兩輪的基圓相切，即N1N2為兩基圓的—條內(nèi)公切線。兩輪的基圓為定圓，其在同一方向的內(nèi)公切線只有—條切必為一定線，與連心線的交點(diǎn)P必為一定點(diǎn)。N2N1Pk1k2o2o1З1rb1rb2З2三、一對漸開線直齒圓柱齒輪齒廓嚙合特性1、能保證實(shí)現(xiàn)恒定傳動(dòng)比傳動(dòng)故漸開線齒廓齒輪的傳動(dòng)比為常數(shù)，即：根