齿轮机构的应用和分类.pdf

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1、第八章齿轮机构§8－1齿轮机构的应用和分类§8－2齿廓啮合基本定理§8－3渐开线及渐开线齿轮§8－4渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸§8－5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动§8－6渐开线齿轮的切齿原理§8－7根切现象、最少齿数及变位齿轮§8－8渐开线斜齿圆柱齿轮机构§8－9圆锥齿轮机构景德镇陶瓷学院专用§8－1齿轮机构的应用和分类结构特点：圆柱体外（或内）均匀分布有大小一样的轮齿。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。优点：①传动比准确、传动平稳。②圆周速度大，高达300m/s。③传动功率范围大，从几瓦到10万千瓦④。效率高(η→0.99)、

2、使用寿命长、工作安全可靠。⑤可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动。缺点：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)。景德镇陶瓷学院专用分类：外齿轮传动直齿内齿轮传动圆柱齿轮斜齿平面齿轮传动齿轮齿条人字齿（轴线平行）非圆柱齿轮直齿按相对运动分圆锥齿轮斜齿两轴相交空间齿轮传动球齿轮曲线齿齿（轴线不平行）蜗轮蜗杆传动轮两轴交错交错轴斜齿轮传渐开线齿轮(1765年)准双曲面齿轮动摆线齿轮(1650年)的按齿廓曲线分圆弧齿轮(1950年)类抛物线齿轮(近年)应用实例：提问参观对象、型按速度高低分:高速、中速、低速齿轮传动。SZI型统一机芯手表有18个齿轮、炮塔、

3、内然机。按传动比分:定传动比、变传动比齿轮传动。按封闭形式分：开式齿轮传动、闭式齿轮传动。景德镇陶瓷学院专用ω1ω212斜齿圆锥齿轮非圆齿轮曲线齿圆锥齿轮准双曲面齿轮景德镇陶瓷学院专用§8－2齿廓啮合基本定理共轭齿廓：一对能实现预定传动比(i=ω/ω)规律1212的啮合齿廓。o11.齿廓啮合基本定律一对齿廓在任意点K接触时，作法线n-nω1根据三心定律可知：nP点为相对瞬心。kv12由：v＝OPω＝OPω121122P得：i＝ω/ω＝OP/OPn121221ω齿廓啮合基本定律:2互相啮合的一对齿轮在任一位o2置时的传动比，都与连心线OO12被其啮合齿廓的在接触处的公法线所分成

4、的两段成反比。景德镇陶瓷学院专用如果要求传动比为常数，则应使OP/OP为常数。21由于O、O为定点，故P必为一个定点。21o1节圆：r’1ω1设想在P点放一只笔，则笔尖在两n节圆个齿轮运动平面内所留轨迹。ka两节圆相切于P点，且两轮节点处Pn速度相同，故两节圆作纯滚动。ω2r’2中心距：a=r’1+r’2o2景德镇陶瓷学院专用2.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。渐开线齿廓的

5、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。主要在于它具有很好的传动性能，而且便于制造、安装、测量和互换使用等优点。本章只研究渐开线齿轮。景德镇陶瓷学院专用§8－3渐开线及渐开线齿轮t一、渐开线的形成和特性渐开线k―条直线在圆上作纯滚动时，直线t上任一点的轨迹－渐开线r发生线AkθBK－发生线，基圆－rkbBrθk－AK段的展角bO2.渐开线的特性基圆①AB=BK;②渐开线上任意点的法线切于基圆纯滚动时，B为瞬心，速度沿t-t线，是渐开线的切线，故BK为法线③B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。可以证明景德镇陶瓷学院专用αk定义：啮合时K点

6、正压力方向与速度方向kvk所夹锐角为渐开线上该点之压力角α。krkr＝rcosαAbkkθkαk④离中心越远，渐开线上的压力角越Brb大。⑤渐开线形状取决于基圆O当rb→∞，变成直线。K⑥基圆内无渐开线。A1AθkB1⑦同一基圆上任意两条渐开2θkBo2线公法线处处相等。1B3o2o3景德镇陶瓷学院专用⑦同一基圆上任意两条渐开线的公法线处处相等两条反向渐开线。,由性质①和②有：AB=AN1+N1B=A1N1+N1B1=A1B1AB=AN2+N2B=A2N2+N2B2=A2B2CC’C”∴AB=AB1122A2B1E两条同向渐开线：1A1NN12BA2E2A1E1=A2E2BE

7、B1E1=A1E1－A1B1B1E1=B2E2OrBE=AE－ABb222222顺口溜：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。景德镇陶瓷学院专用O二、渐开线齿廓的啮合特性1ω11.渐开线齿廓满足定传动比要求N1K两齿廓在任意点K啮合时，过K作两PCK’C12N齿廓的法线N1N2，是基圆的切线，为2定直线。rb2ω两轮中心连线也为定直线，故交2点P必为定点。在位置K’时同样有此结论。O2i=ω/ω=OP/OP=const121221要使两齿轮作定传动比传动，则两轮的齿廓无工程意义