齿轮结构设计.ppt

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1、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§9－6渐开线直齿圆柱齿轮任意圆上的齿厚§9－5渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸§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§9－11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§9－10变位齿轮传动§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

2、：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)、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)。安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授平面齿轮传动（轴线平行）外齿轮传动直齿斜齿人字齿圆柱齿轮非圆柱齿轮空间齿轮传动（轴线不平行）按相对运动分按齿廓曲线分直齿斜齿曲线齿圆锥齿轮两轴相交两轴交错蜗轮蜗杆传动交错轴斜齿轮准双曲面齿轮渐开线齿轮(1765年)摆线齿轮(1650年)圆弧齿轮(1950年)按封闭形

3、式分：齿轮传动的类型开式齿轮传动、闭式齿轮传动。球齿轮抛物线齿轮(近年)分类：内齿轮传动齿轮齿条安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授2ω2作者：潘存云教授1ω1椭圆齿轮准双曲面齿轮作者：潘存云教授斜齿圆锥齿轮作者：潘存云教授曲线齿圆锥齿轮安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授o1ω1§9－2齿轮的齿廓设计1.齿廓啮合基本定律得：i12＝ω1/ω2＝O2P/O1P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O1O2被其啮合齿廓的在接触处的公法线所分成的两段成反比。根据三心定律可知：P点为相对瞬心。nnPo2ω2k由：v12

4、＝O1Pω1v12＝O2Pω2安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授节圆节圆：r’1r’2两节圆相切于P点，且两轮节点处速度相同，故两节圆作纯滚动。r’1r’2a=r’1+r’2中心距：o1ω1nnPo2ω2ka共轭齿廓：一对能实现预定传动比(i12=ω1/ω2)规律的啮合齿廓。如果要求传动比为常数，则应使O2P/O1P为常数。由于O2、O1为定点，故P必为一个定点。安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授----应用最广渐开线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

5、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。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。安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授作者：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―条直线在圆上作纯滚动时，直线上任一点的轨迹2、渐开线的特性②渐开线上任意点的法线切于基圆,切点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0BK－

6、发生线，①AB=BK;tt发生线Bk基圆OArkθk基圆－rbθk－AK段的展角－渐开线渐开线rb安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授作者：潘存云教授OABkαkvkA1B1o1θkK④渐开线形状取决于基圆⑤基圆内无渐开线。当rb→∞，变成直线。rkθkαk③离中心越远，渐开线上的压力角越大。rb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αk。cosαk＝rb/rkB3o3θkA2B2o2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。安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授为使用方

7、便，已制成函数表待查。3、渐开线函数tgαk=BK/rbθk=tgαk-αk上式称为渐开线函数，用invαk表示：θk＝invαk4、渐开线方程（极坐标方程）=rb(θk+αk)/rb＝tgαk-αk=AB/rb)rkθkαkOABkαkvkrbθk＝invαk＝tgαk-αkrk=rb/cosαk安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授N2N1ω2O2rb2O1ω1要使两齿轮作定传动比传动，则两轮的齿廓无论在任何位置接触，过接触点所作公法线必须与两轮的连心线交于一个定点。两齿廓在任意点K啮合时，过K作两齿廓的法线N1N2，是基圆的切线，为定直线

8、。i12=ω1/ω2=O2P/O1P=const工程