汽车机械基础项目五课件

1、项目五认识齿轮传动和轮系任务一 认识蜗杆传动任务二认识轮系任务三认识齿轮传动任务一任务二任务三了解齿轮传动的特点、类型和渐开线齿轮的工作原理；掌握标准直齿、斜齿、圆柱齿轮各部分名称、基本尺寸和工作原理；了解蜗杆传动的组成、原理、类型、参数及特点；了解齿轮、蜗杆的材料、性能、失效形式及应用；了解轮系的类型和功用；掌握定轴轮系传动比的计算方法。项目目标任务描述任务一认识齿轮传动发动机的转速范围和汽车的实际行驶速度却有很大的区别，也就是我们平常开车时，却经常需要换挡，其目的就是获得不同的车速和不同的行驶方向，以适应实际行车路况。而换挡的本质就是改变不同的齿轮传动比。任务一知识准备 1. 齿轮传动的特

2、点 齿轮传动是利用一对齿轮的轮齿依次交替啮合，实现两轴间的运动和动力的传递，也可以改变转速和回转方向。2.齿轮传动的类型及应用 齿轮传动的种类很多，可按齿轮传动轴线的位置关系不同、齿轮的齿向与齿轮轴线的相对位置关系不同、啮合方式不同等来分类，具体特点及应用情况详见表5-1。一、齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一一、齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一一、齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一一、齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一一、齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一一、齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一一、齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮

3、传动任务一一、齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一一、齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一1.齿轮的结构名称 齿轮的各部分名称如图5-3所示。二、标准直齿圆柱齿轮任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一2.齿轮的参数 齿轮的主要参数有齿数、模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数等，具体含义如下：（1）齿数 齿轮整个圆周上轮齿的总数，用z表示。（2）模数 是指相邻两轮齿同侧齿廓间的齿距p与圆周率的比值，用m表示(m=p/)，单位mm。二、标准直齿圆柱齿轮任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一二、标准直齿圆柱齿轮任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一二、标准直齿圆柱齿轮任务二任务三任务一认识齿

4、轮传动任务一二、标准直齿圆柱齿轮任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一4.齿轮传动的正确啮合条件 一对渐开线齿轮能保证定传动比，但并不表明任意两个渐开线齿廓都能相互配对传动。渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件为m1=m2=m 1=2=即：两轮的模数和压力角应分别相等。二、标准直齿圆柱齿轮任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一1.斜齿圆柱齿轮的特点 与直齿圆柱齿轮相比，斜齿圆柱齿轮有如下一些特点：（1）传动平稳，连续性好，冲击、振动减小，可用于高速传动。当一对平行轴斜齿圆柱齿轮啮合传动时，轮齿齿面是由前端面进入啮合，由后端面退出啮合，它们的接触线是由短逐渐变长，再由长逐渐变短。因此，斜齿轮传动平稳性比

5、直齿轮好，减少了冲击、振动和噪声。（2）同时进入啮合轮齿的对数较多，重合度较大，承载能力更强，可用于大功率传动。（3）由于轮齿倾斜，传动中会产生轴向力。而且不能当滑移齿轮使用。三、斜齿圆柱齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一2.斜齿圆柱齿轮的参数 （1）螺旋角 斜齿轮齿廓曲面与分度圆柱的交线，称为分度圆柱上的螺旋线。如果假想将斜齿轮的分度圆柱面剖切轮齿后展开成平面，则螺旋线变成许多条平行斜直线，它与轴线的夹角称为分度圆螺旋角，简称螺旋角。三、斜齿圆柱齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一斜齿轮轮齿的螺旋方向有左旋和右旋，其判断方法可用左、右手来判断：伸平手掌，四指方向和齿轮轴线方

6、向一致，若轮齿倾斜方向与左手大拇指一致，则为左旋；反之，则为右旋，如图5-8所示。三、斜齿圆柱齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一（4）端面压力角与法面压力角 端面压力角是指斜齿轮端面内的压力角，用t表示；法面压力角是指斜齿轮法面内的压力角，用n表示，如图5-9所示。三、斜齿圆柱齿轮传动任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一2.斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件 一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：（1）齿轮副的法面模数和法面压力角为标准值，且分别相等；（2）两齿轮螺旋角大小相等、旋向相反。即 mn1=mn2=m，n1=n2=，1=-2(内啮合时1=2）。三、斜齿圆柱齿轮传动任务二任务三任务

7、一认识齿轮传动任务一1.齿轮的材料 制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。2.齿轮的性能 为了保证齿轮的正常工作，齿轮应具备以下主要性能：(1)较高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度。(2)齿面具有高的硬度和耐磨性。(3)齿轮心部具有足够的强度和韧性，以提高齿轮的承载能力。(4)具有较高的传动精度，材料具有较好的切削加工性及热处理工艺性。 四、齿轮的材料及性能任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一齿轮工作时在相对滑动和滚动中产生剧烈摩擦，并使齿面承受交变应力，致使齿轮发生损坏。其失效形式主要有： 1.齿面磨损 2.齿面胶合 五、齿轮的失效形式任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一3.疲劳

8、点蚀 相互啮合的两轮齿接触时，齿面间的作用力和反作用力使两工作表面上产生接触应力，由于啮合点的位置是变化的，且齿轮做的是周期性的运动，所以接触应力是按脉动循环变化的。五、齿轮的失效形式任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一4.轮齿折断 在运行工程中承受载荷的齿轮，如同悬臂梁，其根部受到脉冲的周期性应力超过齿轮材料的疲劳极限时，会在根部产生裂纹，并逐步扩展，当剩余部分无法承受传动载荷时就会发生断齿现象5.齿面塑性变形 在冲击载荷或重载下，齿面易产生局部的塑性变形，从而使渐开线齿廓的曲面发生变形五、齿轮的失效形式任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一1.仿形法 仿形法是在普通铣床上用轴向剖面形状与被切

9、齿轮齿槽形状完全相同的铣刀切制齿轮，常用的有盘形铣刀和指状铣刀，如图5-15所示六、齿轮的加工任务二任务三任务一认识齿轮传动任务一2.展成法 展成法是利用一对齿轮互相啮合时两轮的齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的，即刀具和轮坯之间的相对运动与一对互相啮合的齿轮运动完全相同。六、齿轮的加工任务二任务三任务二认识蜗杆传动任务一任务二任务描述汽车的行驶，除了直线运动之外，绝大多数时间都是在作曲线行驶。如何使汽车转弯以适应不同的路线，需要用到转向机构，而重型车辆转向器中最常使用的就是蜗杆传动机构，本任务就来讲解蜗杆传动机构。知识准备1.结构和类型 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件，如图5-17

10、所示。一般蜗杆与轴制成一体，称为蜗杆轴（图5-18）。蜗轮的结构型式（图5-19）可分为三种形式：整体式（用于铸铁和直径很小的青铜蜗轮）、齿圈压配式（轮毂为铸铁或铸钢，轮缘为青铜）和螺栓联接式（轮缘和轮毂采用铰制孔用螺栓联接，结构装拆方便）。一、蜗杆传动任务三任务二认识蜗杆传动任务一任务二一、蜗杆传动任务三任务二认识蜗杆传动任务一任务二按蜗杆形状的不同可分：圆柱蜗杆传动(图5-20)、环面蜗杆传动(图5-21)、锥蜗杆传动(图5-22)等三类。一、蜗杆传动任务三任务二认识蜗杆传动任务一任务二2.特点 （1）传动比大，结构紧凑。（2）传动平稳，无噪音。（3）具有自锁性。（4）传动效率低。（5）发

11、热量大，齿面容易磨损，成本高。3.应用蜗杆传动常用于两轴交错、传动比较大、传递功率不太大或间歇工作的场合，如汽车转向器（图5-23）。一、蜗杆传动任务三任务二认识蜗杆传动任务一任务二一、蜗杆传动任务三任务二认识蜗杆传动任务一任务二二、蜗杆的参数与计算1.主要参数 各类圆柱蜗杆传动的参数和几何尺寸基本相同。如图5-24所示为阿基米德圆柱蜗杆传动的主要参数。任务三任务二认识蜗杆传动任务一任务二二、蜗杆的参数与计算2.蜗杆传动计算公式 在标准蜗杆传动的设计中，一般是先根据给定的传动比i，选择蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2，再按强度条件来确定模数m和蜗杆分度圆直径d1（或蜗杆直径系数q），最后根据表5-5

12、计算出蜗杆和蜗轮的基本尺寸。任务三任务二认识蜗杆传动任务一任务二二、蜗杆的参数与计算3.蜗杆传动转向判断 蜗杆旋向判定：将蜗杆的轴线竖起，螺旋线右面高为右旋，左面高为左旋。任务三任务二认识蜗杆传动任务一任务二三、蜗杆蜗轮螺旋方向的判定任务三任务二认识蜗杆传动任务一任务二四、蜗杆传动的失效形式 在蜗杆传动中，蜗轮轮齿的失效形式有点蚀、磨损、胶合和轮齿弯曲折断。但一般蜗杆传动效率较低，滑动速度较大，容易发热等，故胶合和磨损破坏更为常见。五、蜗杆的材料选择为了避免胶合和减缓磨损，蜗杆传动的材料必须具备减摩、耐磨和抗胶合的性能。一般蜗杆用碳钢或合金钢制成，螺旋表面应经热处理（如淬火和渗碳），以便达到高

13、的硬度(HRC4563),然后经过磨削或珩磨以提高传动的承载能力。蜗轮多数用青铜制造，对低速不重要的传动，有时也用黄铜或铸铁。任务三任务三认识轮系任务一任务二任务三任务描述由一对齿轮组成的机构是齿轮传动的最简单形式。但在工程实际中，为了满足各种不同的工作要求，经常采用若干个彼此啮合的齿轮进行传动。它通常介于原动机和执行机构之间，把原动机的运动和动力传给执行机构。知识准备1.结构和类型由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统，称之为轮系。按轮系中各齿轮的几何轴线是否固定可分为定轴轮系（图5-28，手动变速器）、行星轮系（图5-29，自动变速器）和混合轮系（图5-30）三大类。一、轮系任务三认识轮系任

14、务一任务三一、轮系任务二任务三认识轮系任务一任务三1.结构和类型（1）定轴轮系是指传动中所有齿轮的回转轴线都有固定的位置的轮系。主要可分为平面定轴轮系和空间定轴轮系两大类。（2）行星轮系一个或一个以上齿轮的轴线绕另一齿轮的固定轴线回转的齿轮传动(图5-31)系统。通常由太阳轮、行星轮(含行星架)和齿圈（内齿轮）三个基本件组成。一、轮系（3）混合轮系 在轮系中，既有定轴轮系又有周转轮系任务二任务三认识轮系任务一任务三2. 轮系的特点（1）定轴轮系的主要特点1）适用于相距较远的两轴之间的传动一、轮系任务二任务三认识轮系任务一任务三2）可满足变速器实现变速传动和变向要求一、轮系任务二任务三认识轮系任务一任务三2）可满足变速器实现变速传动和变向要求一、轮系任务二任务三认识轮系任务一任务三3）可获得较大的传动比。4）可实现运动的合成与分解。一、轮系任务二任务三认识轮系任务一任务三（2）而行星轮系的主要特点则是：（1）体积小，承载能力大，工作平稳；但大功率高速行星齿轮传动结构较复杂，要求制造精度高。（2）行星齿轮传动中有些类型效率高，但传动比不大。另一些类型则传动比可以很大，但效率较低，用它们作减速器时，其效率随传动比的增大而减小;作增速器时则有可能产生自锁。（3）以把两个给定运动合成起来，也可把一个给定运动按