齿轮机构及其设计

第九章 齿轮机构及其设计§9-1 齿轮机构的应用和分类 - §9-2 齿轮的齿廓曲线 - §9-3 渐开线的形成及其特性 - §9-4 渐开线齿廓的啮合特性 - §9-5 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸 - §9-6 渐开线直齿圆柱齿轮任意圆上的齿厚 - §9-7 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 - §9-8 渐开线齿轮的切制 - §9-9 变位齿轮概述 - §9-10 变位齿轮传动 - §9-11 斜齿圆柱齿轮传动 - §9-12 圆锥齿轮传动传动 - §9-13 其他曲线齿廓的齿轮传动简介 - §9-14 齿轮传动设计 -安徽工程科技学院专用 作者： 潘存云教授

§9-1 齿轮机构的应用和分类 - 齿轮机构的应用和分类作用：传递空间任意两轴(平行、相交、交错) 作用：传递空间任意两轴(平行、相交、交错)的旋 转运动，或将转动转换为移动 转动转换为移动。 转运动，或将转动转换为移动。 优点： 优点： 传动比准确、传动平稳。 ①传动比准确、传动平稳。 ②圆周速度大，高达300 m/s。 圆周速度大，高达 。 万千瓦。 ③传动功率范围大，从几瓦到10万千瓦。 传动功率范围大，从几瓦到 万千瓦 ④效率高(η→0.99)、使用寿命长、工作安全可靠。 效率高 、使用寿命长、工作安全可靠。 可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动。 ⑤可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动。 缺点： 缺点： 要求较高的制造和安装精度，加工成本高、 要求较高的制造和安装精度，加工成本高、不适 宜远距离传动(如单车 如单车)。 宜远距离传动 如单车 。安徽工程科技学院专用 作者： 潘存云教授

分类： 分类：

齿 轮 传 动 的 类 型

直齿 圆柱齿轮 斜齿 齿轮齿条 平面齿轮传动 人字齿 轴线平行) (轴线平行) 非圆柱齿轮 直齿 按相对 圆锥齿轮 斜齿 运动分 两轴相交 曲线齿 球齿轮 空间齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 蜗轮蜗杆传动 轴线不平行) (轴线不平行) 两轴交错 交错轴斜齿轮 渐开线齿轮(1765年) 准双曲面齿轮 渐开线齿轮 年 摆线齿轮 (1650年) 年 按齿廓曲线分 圆弧齿轮 (1950年) 年 抛物线齿轮(近年 近年) 抛物线齿轮 近年

外齿轮传动 外齿轮传动 内齿轮传动 内齿轮传动

按封闭形式分： 按封闭形式分： 开式齿轮传动、闭式齿轮传动。 开式齿轮传动、闭式齿轮传动安徽工程科技学院专用 作者： 潘存云教授

ω1 1

作者：潘存云教授

ω2作者：潘存云教授

2

椭圆齿轮 斜齿圆锥齿轮

作者：潘存云教授

准双曲面齿轮 曲线齿圆锥齿轮安徽工程科技学院专用 作者： 潘存云教授

§9-2 齿轮的齿廓设计 -1.齿廓啮合基本定律 齿廓啮合基本定律o1

根据三心定律可知： 根据三心定律可知：

P点为相对瞬心。 点为相对瞬心。 点为相对瞬心 由： v12 =O1P ω1 =O2 P ω2 得： i12 =ω1/ω2=O2 P /O1P ω 齿廓啮合基本定律: 齿廓啮合基本定律 互相啮合的一对齿轮在任一位 置时的传动比， 都与连心线O 置时的传动比 ， 都与连心线 1O2 被其啮合齿廓的在接触处的公法 线所分成的两段成反比。 线所分成的两段成反比。安徽工程科技学院专用

ω1 n

v12n

k作者：潘存云教授

P ω2 o2

作者： 潘存云教授

如果要求传动比为常数，则应使 为常数。 如果要求传动比为常数，则应使O2 P /O1P为常数。 为常数 由于O 为定点， 必为一个定点。 由于 2 、O1为定点，故P必为一个定点。 必为一个定点 节圆： 节圆： r’1r’2 o1 ω1 n k作者：潘存云教授

r’1 节圆

两节圆相切于P点 两节圆相切于 点， 且两轮节点处

a速度相同，故两节圆作纯滚动。 速度相同， 两节圆作纯滚动 n

P ω2 o2

中心距： 中心距：

a=r’1+r’2

r’2

共轭齿廓：一对能实现预定传动 共轭齿廓： 比(i12=ω1/ω2)规律 的 ω ω 规律 啮合齿廓。 啮合齿廓。安徽工程科技学院专用 作者： 潘存云教授

2.齿廓曲线的选择 齿廓曲线的选择

理论上，满足齿廓啮合定律的曲线有无穷多，但考虑到便于制造和检测等因 素，工程上只有极少数几种曲线可作为齿廓曲线，如渐开线、其中应用最广的 是渐开线，其次是摆线(仅用于钟表)和变态摆线。(摆线针轮减速器),近年来提 出了圆弧和抛物线。

渐开线 ----应用最广 应用最广 摆线 变态摆线 圆弧 抛物线渐开线齿廓的提出已有近两百多年的历史，目前还没有其它曲线可以替代。

渐开线具有很好的传动性能， 而且便于制造 安装、 制造、 渐开线 具有很好的传动性能，而且便于 制造 、 安装 、 具有很好的传动性能 测量和互换使用等优点 本章只研究渐开线齿轮。 使用等优点。 测量和互换使用等优点。本章只研究渐开线齿轮。

安徽工程科技学院专用

作者： 潘存云教授

§9-3 渐开线的形成及其特性 -1、 渐开线的形成和特性 、 渐开线的形成 形成和特性 ―条直线在圆上作纯滚动时，直线 条直线在圆上作纯滚动时， 条直线在圆上作纯滚动时 上任一点的轨迹 -渐开线BK-发生线，基圆-rb -发生线，基圆-渐开线 k t A θk B rb作者：潘存云教授

t

rk

发生线

θk-AK段的展角 段的展角 2、渐开线的特性 、 ① AB = BK; ②渐开线上任意点的法线切于基圆 切 渐开线上任意点的法线切于基圆,切 渐开线上任意点的法线切于基圆 为曲率中心，BK为曲率半径 为曲率半径。 点B点为曲率中心，BK为曲率半径。渐开线起始点A处曲率半径为0 渐开线起始点A处曲率半径为

0安徽工程科技学院专用

O 基圆

作者： 潘存云教授

αk ③离中心越远，渐开线上的压力角越大。 vk 离中心越远，渐开线上的压力角越大。

k

定义：啮合时K 定义：啮合时K点正压力方向与速度方向 所夹锐角为渐开线上该点之压力角 压力角α 所夹锐角为渐开线上该点之压力角αk。 cosαk = rb/rk④渐开线形状取决于基圆 ⑤ 基圆内无渐开线。 基圆内无渐开线。 A1 K

A

rk θk作者：潘存云教授 αk rbO B

→∞,变成直线。 当rb→∞,变成直线。

B1 A2 θk 作者：潘存云教授 θk B2 o1 o2 o3

B3

顺口溜： 顺口溜： 弧长等于发生线， 基圆切线是法线， 弧长等于发生线， 基圆切线是法线， 曲线形状随基圆， 基圆内无渐开线。 曲线形状随基圆， 基圆内无渐开线。安徽工程科技学院专用

作者： 潘存云教授

αk

3、渐开线函数 、 ) tgα tgαk= BK/rb =AB/rb= rb(θk+αk)/rb tgα θk = tgαk-αk 上式称为渐开线函数， invα 表示： 上式称为渐开线函数，用invαk 表示： tgα θk =invαk =tgαk-αk 为使用方便，已制成函数表待查。 为使用方便，已制成函数表待查。 极坐标方程) 4、渐开线方程 (极坐标方程) 渐开线方程 rk=rb/cosαk tgα θk =invαk =tgαk-αk安徽工程科技学院专用

vkA

k

rk θk作者：潘存云教授 αk rbO B

作者： 潘存云教授

§9-4 渐开线齿廓的啮合特性 -1.渐开线齿廓满足定传动比要求 渐开线齿廓满足定传动比要求 两齿廓在任意点K啮合时 ， 两齿廓在任意点 啮合时， 过 K作 啮合时 作 两齿廓的法线N 是基圆的切线， 两齿廓的法线 1N2,是基圆的切线， 2 为定直线。 为定直线。 两轮中心连线也为定直线， 两轮中心连线也为定直线 ， 故交 必为定点 点P必为定点。在位置K’时同样有此结论。 必为定点。 i12=ω1/ω2=O2P/ O1P=const …… 此处隐藏：3608字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……