机械基础第9章齿轮传动

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1、一、齿轮传动的类型按传动时两轮轴的相对位置分：分类平面齿轮传动（两轴平形）空间齿轮传动（两轴不平形）两轴相交圆锥齿轮传动蜗杆传动交错轴斜齿轮传动圆柱齿轮传动直齿斜齿曲齿直齿斜齿外啮合内啮合齿轮齿条两轴交错人字齿轮按齿轮传动的工作情况分：开式齿轮传动——低速、易磨损闭式齿轮传动——重要的传动、食品工业常用半开式齿轮传动——简单的防护罩，大齿轮部分浸入油池中1南京农业大学食品科技学院刘登勇2南京农业大学食品科技学院刘登勇齿轮分类：按照轮辐分：1.齿轮轴：齿轮与轴做成一体，一般用于直径很小的齿轮。制造工艺复杂，同时制造，同时

2、报废。3南京农业大学食品科技学院刘登勇2.腹板式齿轮：齿顶圆直径da≤500mm加强肋腹板锥齿轮4南京农业大学食品科技学院刘登勇3.实心式齿轮：齿顶圆直径da≤160mm齿轮与轴分开制造5南京农业大学食品科技学院刘登勇4.孔板式齿轮6南京农业大学食品科技学院刘登勇5.轮辐式齿轮：齿顶圆直径da>500mm7南京农业大学食品科技学院刘登勇对于单件或小批量生产的齿轮，可做成焊接齿轮结构，对于尺寸较大的圆柱齿轮，为了节约贵重金属，可做成组装齿圈式结构。6.组装齿圈式8南京农业大学食品科技学院刘登勇1.组成：主动轮，从动轮2.

3、工作原理：啮合传动，靠主动轮齿和从动轮齿的相互啮合传递运动和动力二、齿轮的结构9南京农业大学食品科技学院刘登勇三、齿轮传动的特点优点：3）传动比稳定；1）适用的圆周速度和功率范围广；6）可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动；7）结构紧凑。2）传动效率高；4）寿命较长；缺点：2）不适宜于远距离两轴之间的传动。1）要求较高的制造和安装精度，成本较高。5）工作可靠性较高；10南京农业大学食品科技学院刘登勇四、齿轮传动的基本要求1、传动要准确平稳即要求齿轮传动在工作过程中，瞬时传动比要恒定，且振动、冲击要小。2、

4、承载能力大即要求齿轮传动能传递较大的动力，且体积小、重量轻、寿命长。为了满足基本要求，需要对齿轮齿廓曲线、啮合原理和齿轮强度等问题进行研究。11南京农业大学食品科技学院刘登勇一、渐开线的形成一直线在一个圆周上做纯滚动时，直线上任意一点K的轨迹称为该圆渐开线。第二节渐开线齿廓12南京农业大学食品科技学院刘登勇13南京农业大学食品科技学院刘登勇14南京农业大学食品科技学院刘登勇渐开线发生线基圆F向径rK压力角aKaKqKK基圆半径rbvKrKrb展角AN15南京农业大学食品科技学院刘登勇AKNOrb二、渐开线的特性1、NK

5、=AN发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的圆弧长度。16南京农业大学食品科技学院刘登勇NKAO2、发生线必与基圆相切，也是渐开线上该点的法线。渐开线上某点的曲率中心是该点法线与基圆的切点。NK为渐开线在K点的法线N点为渐开线上K点的曲率中心线段NK长度为曲率半径17南京农业大学食品科技学院刘登勇当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为斜直线。它就是渐开线齿条的齿廓。3、渐开线的形状取决于基圆的大小。C1A1N1C2A2O2rb2N2O38N38A38C3O1rb1K18南京农业大学食品科技学院刘登勇推论同一基圆上渐开线形

6、状相同同一基圆所生成的同向渐开线为法向等距曲线两反向渐开线公法线处处相等（等于两渐开线间的基圆弧长）OC2AC1NC3A1N1A2N2N1N2K1K2同一基圆上任意两条渐开线的公法线处处相等19南京农业大学食品科技学院刘登勇4、基圆以内无渐开线。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20南京农业大学食品科技学院刘登勇AKNOrK三、渐开线上Ｋ点的压力角在不考虑摩擦力、重力和惯性力的条件下，一对齿廓相互啮合时，齿轮上接触点Ｋ所受到的法向压力的方向线与受力点速度方向之间所夹的锐角，称为齿轮齿廓在该点的压力

7、角。rbVkPk21南京农业大学食品科技学院刘登勇若不计齿廓间的摩擦力，则齿廓间的作用力始终沿着接触点的公法线方向，称为法向力。所以渐开线齿廓传动具有力平稳性。若齿轮传递的力矩不变，则齿廓间法向力的大小和方向均不变。22南京农业大学食品科技学院刘登勇四、渐开线方程式及渐开线函数以O为中心，以OK0为极轴的渐开线上K点的极坐标方程：工程上用invK表示K并称其为渐开线函数23南京农业大学食品科技学院刘登勇第三节渐开线标准齿轮的各部分名称及基本尺寸24南京农业大学食品科技学院刘登勇一、各部分名称和符号基圆(db,rb)

8、:产生渐开线的圆齿顶圆da(ra)：连接齿轮各齿顶的圆齿根圆df(rf):齿槽底部连接的圆齿厚sk:在di圆周上,一个轮齿左右两侧齿廓间的弧线长齿槽宽ek:在di圆周上,齿间的弧线长齿距pk:pk=sk+ek分度圆d(r):设计齿轮的基准圆具有标准模数和标准压力角的圆，p=s+e，s=e齿顶高ha：齿根高hf：齿全高h=ha+hf