精密机械设计基础第6章

1、1. 传动比恒定；2. 适用圆周速度和功率范围广；3. 效率高；4. 结构紧凑，工作可靠且寿命长。5. 制造安装精度高，成本高；6. 不适宜传递远距离的运动。 第六章 齿轮机构一、优缺点 齿轮机构是目前应用最广的传动机构之一，用来传递空间任意两轴的运动和动力。 1 齿轮机构的特点和分类 二 分类：按传动时两轮轴的相对位置分1.平面齿轮机构（平行轴）直齿圆柱齿轮传动外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮与齿条传动斜齿圆柱齿轮传动人字齿轮传动2.空间齿轮传动交错轴斜齿传动圆锥齿轮传动(直、斜、曲齿)(两轴相交)蜗杆传动.(两轴相错) 3 按齿轮工作情况分： 1）开式传动 2）闭式传动 4 按齿的园周速度

2、分：高，低，中三类KO1O212nnv1v2ZP不卡不离.处处相切接触.法线上没有相对运动.abc瞬时传动比 i12 =对齿廓曲线的要求:2 齿廓啮合基本定律一、齿轮传动的瞬时角速比(传动比)因为Kab 与KO2Z相似，则节点（公法线与连心线的交点）节圆（以O1、O2为圆心,过节点的圆 ）二、齿廓啮合的基本定律KO1O212nnv1v2ZPabc 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定点P 。常用的齿廓曲线有: 摆线、渐开线、圆弧 瞬时传动比等于齿廓接触点的公法线将连心线截为两段线段的反比。传动比恒定的条件：3 渐开线及渐开线齿轮一、渐开线的形成 当一直线在一

3、圆周上作纯滚动时，此直线上任一点的轨迹称该圆的渐开线。 该圆称基圆；该直线称为发生线。发生线K基圆半径rbAB基圆K二、渐开线的性质1. NK = AN .2. 法线切于基圆 ( NK = rK)3. 渐开线形状取决于 rb .4. 基圆内 渐开线 无NArKaKaKKrKrbONAcosaK = ， rKrbrK aK F渐开线的极坐标参数方程kaK的渐开线函数（表8-1）5.渐开线上各点压力角不等。三.渐开线齿廓的啮合特性1. 能保证恒定传动比 法线必同时切于两基圆传动中 两基圆大小和位置均不变、 且同一方向的内公切线N1N2只有一条故 接触点法线与连心线的交点P位置不变传动比恒定2. 力

4、作用线方向不变3. 具有中心距可分性Frb4 渐开线标准齿轮各部分名称和几何尺寸一、外齿轮各部分名称或分度圆（d、p、s、e 、 = 20o ）模数有标准系列（表8-2）分度圆（定义） 模数和压力角均为标准值的圆.令齿数 ZdfdaSkek齿顶圆直径 da齿根圆直径 df任意圆齿厚 sk任意圆齿槽宽 ek任意圆齿距 Pk= sk + ekd(基本参数为 m、Z、 和 h 、c* )*a1.分度圆直径 2.基圆直径4.齿顶高5.齿根高顶隙系数齿顶高系数正常齿制3.齿全高 基准6. 齿顶圆直径7. 齿根圆直径8. 齿距9. 齿厚10.齿槽宽dhahfhdfdaes二、基本参数和计算三、标准直齿圆柱

5、齿轮几何尺寸的计算1、齿轮模数、几何尺寸计算（P75表6-3）2、标准齿条特点: 2）与分度线平行的任一条直线上齿距p相等p=m 。1）齿廓为一直线,压力角不变,也称为齿形角.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动一、正确啮合的条件 保证前后两对轮齿有可能同时在啮合线上相切接触。条件：传动比m1 = m2 = ma1 = a2 = a二、齿轮传动的中心距（无侧隙、顶隙为标准值）a1. 节圆 d 、啮合角 2.具有标准顶隙的中心距a = r1 + r2= r1 (h*+c*) m +c* m + r2 + h*m = rf1 +c+ ra2rf1ra2= r1 + r2标准中心距3. 无侧隙啮合中心

6、距条件:S1 = e2 ; e1 = S2 .4. 标准中心距标准齿轮: S = e = m/2 且 m1 = m2 .当两标准直齿轮按分度圆相切来安装, 为正确安装。a重合度分析：1） =1 表示在啮合过程中，始终只有一对齿工作； 2） 1 2 表示在啮合过程中，有时是一对齿啮合， 有时是两对齿同时啮合。 重合度传动平稳性承载能力。五、连续传动条件重合度的计算重合度与Z1、Z2及有关 齿数愈多 重合度愈大 啮合角愈大 重合度愈小6 渐开线齿廓的切制原理、根切和最少齿数一、切削原理刀号12345678加工齿数范围12 1314 1617 2021 2526 3435 5455 134135 每

7、把刀的刀刃形状,按它加工范围的最少齿数齿轮的齿形来设计。刀具的选择与m、z有关1.仿型法（成型法） 精度低、生产率低刀具：1. 指形铣刀 2. 圆盘铣刀2.范成法切削 （沿轮坯轴向）进刀和让刀 （沿轮坯径向）范成运动 （模拟齿轮啮合传动）刀具与轮坯以i12=1/2=Z2 /Z1回转 用同一把刀具,通过调节i12 ,就可以加工相同模数、相同压力角 ,不同齿数的齿轮。齿轮插刀齿条插刀齿轮滚刀二、根切现象、不根切的最少齿数和变位修正法1.根切现象 用范成法切削标准齿轮时,如果齿轮的齿数过少，刀具的齿顶就会切去轮齿根部的一部分，这种现象称为根切。2.根切原因.刀具的齿顶线超过了极限啮合点N PN1aB

8、23 .避免发生根切的方法不产生根切的最少齿数PN1 PB2harrsinaa hasinamZ 2sina msina*ha得: Zsin2a*ha2当 = 200、*ha= 1、Zmin = 17不根切条件4.避免发生根切的措施限制小齿轮的最小齿数；减少齿顶高系数(重合度减少、非标准刀具)；增大分度圆压力角(正压力径向力增大、非标准刀具)；BPN1xm（x 变位系数，m 模数） 通过改变刀具与轮坯的相互位置以避免根切，从而达到可以制造较少齿数的齿轮。这样制造出来的齿轮称为变位齿轮。切齿刀具所移动的距离 xm 称为移距。 采用变位修正法：7 斜齿圆柱齿轮传动1.齿廓曲面的形成 直齿轮:AA是

9、直线。 斜齿轮:AA是螺旋线。斜齿轮齿廓曲面为: 螺旋渐开面一、斜齿圆柱齿轮的形成原理和噬合特点2.特点（与直齿圆柱齿轮比较） 传动较为平稳，适用于高速传动，冲击和噪声小。 二、斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算1.主要参数(端面参数)进刀方向其它几何尺寸计算（见表8-6） 螺旋角(左旋右旋） 齿 距 Pn=Ptcos 模 数 mn=mtcos 齿 宽 b=B/cos法向参数规定为标准值。为什么？（mn、n、han*,cn*）PtPndbB(法向参数)2.几何尺寸分度圆直径 d = mtz= mnz/cos中心距 a = mn（z1+z2）/2 cos求:旋向左旋右旋2、重合度三、正确啮合

10、条件和重合度 模数和压力角分别相等且螺旋角的大小相等、旋向相反（一个左旋，另一个右旋）。B2B1BVe1、正确啮合条件四、当量齿数不产生根切的最少齿数为当量齿轮 齿形与斜齿轮的法向齿形接近的“直齿轮”当量齿数 “直齿轮”的齿数 椭圆在节点的曲率半径为当量齿轮的分度圆半径：斜齿轮的当量齿数 五 斜齿轮的优缺点 与直齿轮相比，斜齿轮具有以下优点:1齿廓接触线是斜线，轮齿是逐渐进入啮合和逐渐脱离啮合的，故运转平稳，冲击和噪声小。2重合度较大，并随齿宽和螺旋角的增大而增大。故承载能力较高，运转平稳，适于高速传动。3最少齿数小于直齿轮的最小齿数 。 齿轮的主要缺点是斜齿齿面受向力F时会产生轴向分力需要安

11、装推力轴承，从而使结构复杂化。8 圆锥齿轮机构一 直齿圆锥齿轮的传动比两轮分度圆锥角 ， 两轮大端分度圆直径时 二 直齿圆锥齿轮的背锥和当量齿数 1背锥2当量齿数 将背锥面展成一扇形平面，故圆锥齿轮传动可以转化为平面扇形齿轮传动 。由图可知，当量齿轮的分度圆半径为 故得三 直齿圆锥齿轮几何尺寸计算为了便于计算和测量，圆锥齿轮的参数和几何尺寸均以大端为准，取大端模数m为标准值，标准直齿圆锥齿轮各部分名称和几何尺寸计算公式见P92表6-6。 9 蜗杆蜗轮机构一 蜗杆蜗轮机构的传动特点1传动平稳，振动、冲击和噪声均很小。 2能获得较大的单级传动比，故结构比较紧凑。 3当蜗杆的导程角 小于啮合轮齿间的当量摩擦角 时，机构具有自锁性。 4由于啮合轮齿间的相对滑动速度较高，使得摩擦损耗较大，因而传动效率较低 二 蜗杆蜗轮传动的类型 蜗杆蜗轮传动按照蜗杆的形状不同，可分为圆柱蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动和锥面