齿轮机构及其设计.ppt

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10-1 齿轮机构的应用及分类
02
10-2 齿轮的齿廓曲线
03
10-3 渐开线齿廓的啮合特点
04
10-4 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸
05
10-5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
06
10-6 渐开线齿轮的变位修正
07
10-7 斜齿圆柱齿轮传动
08
10-8 蜗杆传动
09
10-9 圆锥齿轮传动
10
10-10 圆弧齿轮传动简介
第十章 齿轮机构及其设计
10-1 齿轮机构的应用及分类
制造成本较高。
1
优点：
2
缺点：
3
应用实例
齿轮机构的应用
例1 某航空发动机附件传动系统
4
传动特点
例2 桑塔纳轿车的主传动系统
齿轮传动用来传递空间任意轴间的运动及动力；
传递功率范围大；
传动比准确；
效率高、寿命长、安全可靠。
5
/CONTENTS
2．齿轮机构的分类
（1）平行轴间的传动
（2）相交轴间的传动
（3）交错轴间的传动
直齿传动
斜齿传动
人字齿传动
直齿圆锥齿轮传动
斜齿圆锥齿轮传动
曲线圆锥齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
蜗杆传动
准双曲面齿轮传动
外啮合传动
内啮合传动
齿条与齿轮传动
齿轮机构的应用及分类(2/2)
§10-2 齿轮的齿廓曲线
点P称为两轮的啮合节点(简
称节点）。
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。

一对齿轮传动是依靠它们的共轭齿廓来实现的。
由瞬心概念知，
两轮的传动比为
此式表明：
一对齿轮在任意位置时的传动比，
这个规律称为齿廓啮合基本定律。
所谓共轭齿廓是指两轮相互连续接触传动并能实现预订传动
比规律的一对齿廓。
也可
按给定的传动比来求得两轮轮廓的共轭曲线。
根据这一定律，
可求得齿廓曲线与齿廓传动比的关系；
i12=ω1／ω2=O2P／O1P
过接触点所作的两齿轮廓
公法线必须与其连心线相交于一定点。
1
齿轮的齿廓曲线(2/2)
2
实现定传动比传动时两轮齿廓应满足的条件
3
即为圆形齿轮传动。
4
实现变传动比传动对两齿轮齿廓的要求
5
即为非圆齿轮传动。
6
要求两齿廓的节点按其传动比的变化规律在其连心线上移动。
7
无论两轮齿廓在如任何位置接触，
§10-3 渐开线齿轮的啮合特点
1．渐开线的形成及其特点
（1）渐开线的形成
（2）渐开线的特性
1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长；
2）渐开线上任意点的法线恒切于基圆；
3）渐开线愈靠近基圆部分，曲率半径愈小；
4）渐开线的形状取决于基圆大小；
5）基圆内无渐开线。
2．渐开线的函数及渐开线方程式
在研究渐开线齿轮传动时，常常需要用到渐开线的函数及渐开线数学方程式。
（1）渐开线压力角αk=∠BOK
渐开线上的压力角是变化的，
随增大而增大。
αk=arccos (rb/rk) （a）
结论
（2）渐开线函数
tan αk=
BK/rb= AB/rb
（
（
= rb (αk +θk) / rb= αk + θk
故 inv αk = θk= tan αk－ αk （b）
inv αk称为渐开线函数
（即展角θk）
是压力角αk的函数。
（3）渐开线的极坐标方程式
θk = inv αk = tan αk－ αk
rk = rb / cos αk
（c）
渐开线齿轮的啮合特点(2/3)
3．渐开线齿廓的啮合特点
即使两齿轮的实际中心距与设计中心距有偏差，也不会影响其传动比的这一特性。
故在传动过程中，其正压力方向是始终不变的。
渐开线齿轮的啮合特点(3/3)
（1）渐开线齿廓能保证定传动比传动
（2）渐开线齿廓之间的正压力方向不变
因渐开线齿廓之间的正压力方向沿其接触点的公法线方向，
即为啮合线，且为一定直线N1N2。
（3）渐开线齿廓传动具有可分性
一对渐开线齿轮传动，
称为渐开线齿轮传 动的可分性。
这对于齿轮的装配和使用都是十分有利的。
结论 正是由于上述优点，故渐开线齿轮传动获得十分广泛应用。
i12 = ω1/ω2=O2P/O1P=const
o
§10-4 标准齿轮的基本参数和几何尺寸
1．齿轮各部分的名称和符号
齿顶圆
ra，da
齿根圆
rf，df
齿 厚
任意圆齿厚 si
分度圆齿厚s
齿槽宽
任意圆齿槽宽ei
分度圆齿槽宽e
齿 距
任意圆齿距 pi= si+ ei
分度圆齿距 p= s+ e
分度圆
r，d
齿顶，
齿顶高
ha
齿根，
齿根高
hf
齿全高
h = ha +hf
基圆
rb， db
pn
r
ha
hf
h
rb
B
p
pb
s
e
si
ei
rf
pi
ra
标准直齿轮圆柱外齿轮
基圆齿距
Pb、Pn
2．齿轮的基本参数
由于齿轮的分度圆直径 d 可由其周长 zp 确定，即
d= zp/π。为便于设计、计算、制造和检验，令 p/π=m，m称为齿轮的模数。
齿数 z
模数
m，其单位为mm，且已标准化了（表10-1,标准模数
系列表）它是决定齿轮大小的主要参数，d = mz。
它是决定齿轮齿廓形状的主要参数。
齿顶高系数 ha*，
其标准值为 ha* = 1。
顶隙系数 c*，其标准值为 c* = 。
上述参数即为渐开线齿轮的五个基本参数。
标准齿轮的基本参数和几何尺寸(2/3)
压力角α，即分度圆压力角，并规定其标准值为α = 20。。