机械设计基础—齿轮传动和蜗杆传动要求

1、机械设计基础齿轮传动和蜗杆传动要求 第一节 概述一、齿轮传动的特点：优点：1）传动效率高 2）传动比恒定 3）结构紧凑 4）工作可靠、寿命长缺点：1）制造、安装精度要求较高 2）不适于中心距a较大两轴间传动 3）使用维护费用较高 ）精度低时、噪音、振动较大 二、齿轮传动的分类：1、按传动轴相对位置:平行轴齿轮传动， 相交轴齿轮传动， 交错轴齿轮传动 斜齿直齿2、按工作条件开式适于低速及不重要的场合半开式农业机械、建筑机械及简单机械设备只有简单防护罩闭式润滑、密封良好，汽车、机床及航空发动机等的齿轮传动中 3、按齿形渐开线常用摆线计时仪器圆弧承载能力较强三、对齿轮传动的基本要求： 1）齿轮传动要

2、准确平稳（由啮合原理保证）； 2）传动的承载能力要高（由正确选材，进行必要强度计算保证）。第二节 渐开线及其特性一、渐开线的形成发生线、基圆、渐开线压力角。将直线AB沿着半径为rb的圆做纯滚动，直线上任一点K的轨迹DEK称为该圆的渐开线，该圆称为基圆，直线AB成为发生线。同一基圆上产生的两条方向相反的渐开线为齿廓的齿轮，称为渐开线齿轮。二、渐开线的性质1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长； 2）发生线KN始终切于基圆，KN又是渐开线在K点的法线，N点是渐开线在K点的曲率中心； 3）渐开线的形状与基圆大小有关； 4）同一基圆上产生的两条反向渐开线间的公法线长度处处相等； 5）基圆内无

3、渐开线。三、渐开线齿廓的压力角第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及尺寸计算一、齿轮各部分名称及代号齿顶圆(da)；2 齿根圆(df) ；齿厚(sk) 、齿槽宽(ek)和齿距(pk) ；pk = sk+ ek分度圆d；p= s+ e=2s=2e(标准齿轮）5 齿顶高ha、齿根高hf和全齿高h。h=ha+hf二、渐开线齿轮的基本参数齿数z；模数m 分度圆周长：d=zp m=p/ d=mz3 压力角（定义：分度圆）；齿顶高系数ha*和顶隙系数c*（定义：标准齿轮）。 ha= ha*m c= c*m hf=(ha*+ c*)m三、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算见表53（适用外啮合齿轮）四、径节制齿

4、轮简介英、美等国的标准制度；径节齿数与分度圆直径（英寸）的比值。DP第四节 渐开线齿轮的啮合一、渐开线齿轮可以保证定传动比传动二、渐开线齿轮传递的压力方向不变三、渐开线齿轮中心距具有可分性（以上三点为：渐开线齿轮传动的特点）四、渐开线齿轮正确啮合的条件五、直齿轮的标准中心距六、连续传动条件作业：5-24、5-26第五节 渐开线齿轮的加工和变位概念一、齿轮轮齿的加工方法仿型法和 范成法二、轮齿的根切现象和最少齿数 1 根切现象（只出现在范成加工的齿轮上）指的是靠近齿根部的渐开线被切去的现象。 2 产生根切的原因刀具的顶线超过了啮合极限点N基圆太小Z太少。 3 不产生根切的最少齿数确定三 、轮齿的

5、加工检测1 公法线长度计算四、变位齿轮简介专题 圆柱齿轮承载能力计算标准直齿圆柱齿轮承载能力的计算：齿轮承载能力的计算方法：依据其失效形式一、齿轮传动的受力分析和计算载荷1、齿轮传动的受力分析和计算载荷2、计算载荷二、齿根弯曲疲劳强度计算三、齿面接触疲劳强度的计算四、齿轮传动参数的选择1、齿数和模数2、齿宽b和齿宽系数a3、传动比i五、渐开线圆柱齿轮的精度1、齿轮精度等级的选择2、齿轮副侧隙的规定3、齿轮精度的标注六、圆柱齿轮的结构设计1、齿轮轴2、实体结构齿轮3、辐轮结构齿轮4、轮辐式结构齿轮七、齿轮传动计算的类型和设计准则1、齿轮传动计算的类型1）设计计算2）校核计算2、齿轮传动的设计准则

6、1）闭式齿轮传动2）开式齿轮传动八、设计实例 第六节 斜齿圆柱齿轮传动一、斜齿轮与直齿轮的比较 1 斜齿轮与直齿轮齿廓曲线的形成原理相同2 直齿轮无端、法面之分；斜齿轮有端、法面之分；3 直齿轮啮合与斜齿轮啮合的不同（1）重合度不同；（2）啮合平稳性不同。4 斜齿轮存在轴向力。二、斜齿轮的几何参数和几何尺寸计算 1 基本参数：齿数、螺旋角、模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数。 （1）螺旋角（2）模数（3）压力角（4）顶高系数和顶隙系数 2 几何尺寸计算（表54）三、斜齿轮的正啮条件四、斜齿轮的当量齿数计算当量齿数的目的：1）、2）、3）。第七节 锥齿轮传动一、概述锥齿轮用于两相交轴之间的运动传

7、递。如图523示， 两锥间夹角为90度。二、直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸参数：分锥角、齿数、模数、压力角、顶高系数和顶隙系数。尺寸计算（见表56）。三、锥齿轮的正啮条件四、锥齿轮的背锥和当量齿数第八节 轮齿的失效和齿轮常用材料一、轮齿的失效1 轮齿的疲劳折断2 齿面磨损；3 齿面点蚀；齿面胶合；5 齿面塑性变形。二、齿轮的常用材料 1 材料：锻钢、铸钢和铸铁。 2 常用热处理方法：软齿面HB350； 硬齿面HB350 常用齿轮材料见表57。第九节 蜗杆传动一、蜗杆传动的组成、类型和特点组成-蜗杆、蜗轮和机架；=900类型：3、 蜗杆传动的特点优点：1）传动平稳；2）可得到较大的传动比；3）可设计具有自锁性。 缺点：1）传动效率低；需用耐磨材料。圆柱蜗杆传动 环面蜗杆 锥蜗杆 二、普通圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸 1 普通圆柱蜗杆传动蜗轮蜗 轮 2 基本参数：1）模数m和压力角；2）蜗杆分度圆直径和导程角（如右图）；3）蜗杆头数和蜗轮齿数；4）标准中心距和传动比 3 蜗杆传动的几何尺寸（表5-10）蜗杆加工 蜗轮加工 三、蜗杆传动的失效和常用材料 1 蜗杆传动的失效形式 主要是蜗轮，和齿轮失效形式相似-磨损、胶合、疲劳点蚀和轮齿折断。闭式传动中