机械学系列课程：《机械原理》PPT教学课件_第十章 齿轮机构及其设计

齿轮机构及其设计 内容 应用及分类 齿轮的齿廪及其啮合特点 渐开线标准齿轮的参数和几何尺寸 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 渐开线齿廓的切制原理 渐开线齿轮的变位修正 斜齿圆柱齿轮传动 重点 蜗杆传动 渐开线直齿圆柱齿轮外啮合 圆锥齿轮传动 传动的基本理论和设计计算 其他齿轮传动的特点及应用

齿轮机构及其设计 内 容 •应用及分类 •齿轮的齿廓及其啮合特点 •渐开线标准齿轮的参数和几何尺寸 •渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 •渐开线齿廓的切制原理 •渐开线齿轮的变位修正 •斜齿圆柱齿轮传动 •蜗杆传动 •圆锥齿轮传动 重 点 渐开线直齿圆柱齿轮外啮合 传动的基本理论和设计计算。 其他齿轮传动的特点及应用

51齿轮机构的应用及分类 合心 传动准确、平稳、效率高、工作可靠且寿命长,适 用的圆周速度和功率范围很广。广泛应用于传递空间 任意两轴的运动和动力 类型 1、按传动比是否恒定分: 定传动比一圆形齿轮机构(圆柱、圆锥) 变传动比一非圆齿轮机构(椭圆齿轮)

§1 齿轮机构的应用及分类 1、按传动比是否恒定分： 定传动比 —— 圆形齿轮机构(圆柱、圆锥） 变传动比 —— 非圆齿轮机构（椭圆齿轮） 类型 传动准确、平稳、效率高、工作可靠且寿命长，适 用的圆周速度和功率范围很广。广泛应用于传递空间 任意两轴的运动和动力

2、按传动时两轮轴的相对位置分 合心 外啮合齿轮传动 直齿圆柱齿轮传动内啮合齿轮传动 平面齿轮机构{斜齿圆柱齿轮传动齿轮与齿条传动 人字齿轮传动

平面齿轮机构 2、按传动时两轮轴的相对位置分： 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮与齿条传动 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿轮传动

圆锥齿轮传动直齿、斜齿、曲线齿) 空间齿轮机构交错轴斜齿轮传动 蜗杆传动 轮 蜗杆

圆锥齿轮传动(直齿、斜齿、曲线齿） 交错轴斜齿轮传动 蜗杆传动. 空间齿轮机构

合心 §2齿廓曲线 齿廓形状影响传动性能,若传 动比变化→从动轮转速不均匀→ 惯性力、振动、噪音→传动精度。 分析可知:P为齿廓1、2的瞬心 Vp=Vp2→>01O1P=02O2P O,P 即 12 O,P 齿廓啮合基本定律 共轭齿廓 一对齿廓的瞬时速比,等于该瞬时接触点 的公法线,截连心线为两段线段的反比

VP1 = VP2 → w1O1P = w2O2P 即: i12 = —— = —— w1 w2 O1P O2P 齿廓啮合基本定律 一对齿廓的瞬时速比，等于该瞬时接触点 的公法线, 截连心线为两段线段的反比。 共轭齿廓 K O1 O2 w1 w2 n n P 齿廓形状影响传动性能，若传 动比变化 → 从动轮转速不均匀→ 惯性力、振动、噪音→传动精度。 分析可知： P为齿廓1、2 的瞬心 则 §2 齿廓曲线

齿廓啮合基本定律 合心 2p 12 传动比恒定的条件 不论两齿廓在何位置接触,过其接 触点所作两齿廓的公法线均须与连心 线交于一固定的点P(节点)。 节点位置固定一→节圆·圆形齿轮 节点位置变化→节曲线→非圆齿轮 传动时,两节圆纯滚动。 理论上齿廓曲线无穷多,实际选用, 须考虑设计、加工、安装、维修等要求。 常用:摆线、渐开线、圆弧线

节点位置固定 节圆 不论两齿廓在何位置接触，过其接 触点所作两齿廓的公法线均须与连心 线交于一固定的点P（节点）。 传动比恒定的条件 K O1 O2 w1 w2 n n P 圆形齿轮 节点位置变化 节曲线 非圆齿轮 传动时，两节圆纯滚动。 理论上齿廓曲线无穷多，实际选用, 须考虑设计、加工、安装、维修等要求。 常用: 摆线、渐开线、圆弧线. o p o p i 1 2 2 1 12 = = w w 齿廓啮合基本定律

§3渐开线齿廓的啮合特点 合心 渐开线形成 压力角aXK rk向径 发生线 展角 基圆 基圆半径b

一、渐开线形成 发生线 基圆 F 向径 展角 压力角aK aK qK K 基圆半径 rb VK rK rb §3 渐开线齿廓的啮合特点

渐开线特性 合心 K 1. BK=BA B 2.法线切于基圆 K 3. BK= PK 4.渐开线形状取决于[b 5.基园内无渐开线 ▲推论 同一基圆上两条渐 K 开线间的公法线长度处 KI KVB B K2 处相等(等于两渐开线 A 间的基圆弧长)

二、渐开线特性 K 1. BK = BA . 2. 法线切于基圆 . 3. BK = rK . 4. 渐开线形状取决于 rb . 5. 基圆内无 渐开线 . B A rK ▲推论: 同一基圆上两条渐 开线间的公法线长度处 处相等 (等于两渐开线 间的基圆弧长) 。 K1 K2 K1 ' K2 ' B B' A1 A2

三、渐开线方程 K K cOSC K A 或 coSC= K 2.0k=∠NOA-Ck NA NK Ox=tg dx -d 令:invαk=tgακ-k.invαk称渐开线函数 K 渐开线方程: COSO K Inv ak=tg ak -aK

三、渐开线方程 1. rK = ——— rb cosaK 或 cosaK = —— rK rb 2. qK = ∠NOA - aK = ——— - aK NA rb = ——— - aK NK rb = tgaK - aK 令： invaK = tgaK - aK . . invaK 称渐开线函数. 渐开线方程:{ rK = ——— rb cosaK invaK = tgaK - aK . aK aK qK K rK rb O N A

四、渐开线齿廓的啮合特点 合心 1啮合线为一直线 啮合线啮合点(在固定平 ② 面上的轨迹线 两齿廓所有接触点的公法线均 重合,传动时啮合点沿两基圆的内 公切线移动。 作用力方向恒定 2传动比恒定 公法线不变,节点P为定点 速比 OP 12 为定值.传动比恒定 2 O,P

四、渐开线齿廓的啮合特点 1.啮合线为一直线 啮合线— 啮合点 (在固定平 面上) 的轨迹线. 两齿廓所有接触点的公法线均 重合, 传动时啮合点沿两基圆的内 公切线移动。 2 .传动比恒定 P 公法线不变, 节点 P 为定点. 速比 i 为定值. 12 = —— = —— w1 w2 O1P O2P 作用力方向恒定 传动比恒定