机械设计课件09齿轮机构

1、1传动系统的设计方案设计运动与动力设计零的工作能力计算及结构设计传动系统的组成及主要类型组成传动装置轴及轴系零离合器、制动器等传动类型齿轮传动蜗杆传动带传动链传动传动系统的特性及参数转速、线速度、传动比机械效率、功率和转矩机械传动系统vvFF2Gear & Gearing Types(续)Gear Form and Shaft arrangementSpur, ParallelHelical, Parallel or SkewWorm, PendicularBevel,ersectingTooth ProfileInvolute curveCycloidGleason tooth1.2 Gea

2、r & Gearing TypesAccording to working conditionopen, enclosed and half enclosed gearingTooth surface hardnesssoft tooth surface gearing软齿面齿轮(350 HBS)stiff tooth surface gearing硬齿面齿轮(350 HBS)Transmisratiocylindrical gear圆形齿轮传动(i 恒定即定比传动)non-cylindrical gear非圆形齿轮传动(i 是变化的即变比传动)1.1 齿轮传动的特点Advantages:Th

3、e wide scope ofer and velocityConstant transmisratioHigher efficiencyLonger Life-spanCompact mechanical structureDisadvantages:制造齿轮需要机床和设备，成本较高，齿轮精度(preci)低时，传动噪声(noise)和振动 (vibration, shock)较大，不宜用于轴间距离过大的场合。Gears and Gearingroduction齿轮传动的特点Gear & Gearing Types齿轮传动应满足的基本要求Fundamental law of toothed

4、gearingInvolute-shGear渐开线齿轮的加工根切现象、最少齿数2 齿廓啮合基本定律G1O1nOOCt r1vvCKN11211221OCCi12OCt r2212如何保证定传动比？N2节点(Pitch Po)n节圆(Pitch Circle)G2O23齿轮传动类型选择的原则满足使用要求考虑工艺条件考虑合理性、先进性和经济性的要求1.3 齿轮传动应满足的基本要求Provioular velocity ratios t are exactly constant传动准确平稳即要求其瞬时传动比i 恒定不变，以免齿轮传动在工作的过程中产生冲击、振动和噪声。Higher Capacity承

5、载能力高即要求齿轮传动尺寸小，重量轻，传递较大的动力，且有较长的安全使用。英文名称Spur Gear TransmisHelical Gear TransmisCrossed-axis helical gearsBevel Gear TransmisStraight Bevel GearsSpiral Bevel Gears螺旋锥齿轮Herringbone Gear TransmisWorm Gear Transmis3.1 Involute GenerationAO43 Involute-shGearInvolute generation 2.Involute properties 3.渐开

6、线齿廓的啮合特性渐开线标准直齿圆柱齿轮标准直齿圆柱齿轮的啮合传动共轭齿廓(Conjugate Gear-tooth)凡是满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线。Conjugate CurveInvolute curveCycloidGleason toothDefinitionThe basic law of conjugate gear-tooth action sest:As the gears roe, the common normal to the poof contact must alwaysersect the line of centers

7、at the same poC, called ttch p.一对齿廓在任一位置啮合时，过接触点作齿廓公法线，必通过固定节点C，它们的传动比与连心线O1O2被节点C所分成两个线段成反比。这一规律称为齿廓啮合基本定律。5aa几个概念O2轮2不同瞬时啮合点的轨迹，称为啮合线。2r rb2 b2理论上，渐开线齿轮的啮合线为线段N2N1N2，又称线段N1N2为理论啮合线。tKCt理论啮合线N1N2与两K节圆公切线tt之间所夹的锐角，称为啮rb1rb1N1合角。1轮1O13.3 渐开线齿廓的啮合特性O2轮2能实现定比传动2r rb2b2N2中心距可变性KtCt传力方向不变Krb1rb1N11轮1O13.

8、2 Involute Properties发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的圆弧vk长度Kt渐开线上任一点的法线恒trk切于基圆A 渐开线上离基圆愈远的部k 分，其曲率半径愈大rbkBO渐开线的形状取决于基圆的大小基圆内无渐开线相关名词当直线BK沿半径为rb的圆作纯滚动时，直线上任一点K的vk轨迹就是该圆的渐开线。Kt这个圆称为基圆(Basecircle)，rb称为基圆半径trk直线BK称为渐开线的发生线A k(Generating line)kK称为渐开线上点K的展角rbB(Developed angle)Ok, Prere angle6英文名称基圆齿距与法向齿距分度圆pn pb基圆3

9、.4.1 外齿轮各部分的名称分度圆齿顶圆、齿根圆齿全高h=hf+ha基圆齿厚齿槽宽齿距法向齿距渐开线标准直齿圆柱齿轮分类：（一）外齿轮 (External gear)齿轮各部分的名称和符号基本参数标准齿轮的几何尺寸（二）内齿轮 (ernal gear)（三）齿条 (Rack)7分度圆模数m分度圆周长为d=zp，于是d=zp/z为整数，而p/为无理数，因而d也是无理数，用无理数尺寸作为设计基准是很不利的。为了便于设计、加工和检验，人为地将p/用m表示，并取其为一有理数列。即m p外齿轮基本参数齿数z分度圆模数m分度圆压力角齿顶高系数 h*ha h *maa顶隙系数C * h h *c*mfa中英

10、对照(续)Center Distance 实际中心距aWorking Pitch Diameter节圆直径dAddendum 齿顶高Whole Depth齿全高 Outside Diameter 齿顶圆直径 Root Diameter齿根圆直径 Involute Function渐开线函数Center Distance Increment Factor 中心距分离系数中英对照Module模数mPrere Angle压力角Number of Teeth 齿数zPitch Diameter分度圆直径d Base Diameter基圆直径db Center Distance 标准中心距aCoeffi

11、cient of Profile Shift变位系数xWorking Prere Angle啮合角6104050m8渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸d mzhh *md dcosa abp mhf h * a c*m mh ha h f2 *ha*c s e 2cc * ma1 d d m zzda d 2 a h2 122 12p pcosdf d 2 f hb标准齿轮基本参数取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，分度圆齿厚等于齿槽宽(s=e)的直齿圆柱齿轮称为标准齿轮。分度圆压力角Prere angles of gear sets are standrdized at a faew value

12、s.The standard values are 14.5, 20 ,25 with 20 being te most commonly h used.的定义整分度圆完：分度圆就是齿轮中具有标准模。力角的圆压数和标准Standard Modules11.251.522.5345128162025329正确啮合条件欲使处于啮合线上的各对轮齿都能啮 合，必须使两轮的相邻同侧齿廓间的法向齿距相等。即正确啮合条件为：m1=m2=m1=2=3.5 标准直齿圆柱齿轮的啮合传动（一）正确啮合条件（二）连续传动条件（三）标准安装中心距齿条(Rack)与齿轮不同点齿条齿廓直线上各点压力角相同，且等于齿廓线的倾

13、斜角，此角称为齿形角，标准值为20 。与齿顶线平行的各直线上齿距都相同。模数为同一标准值，与齿顶线平行的各直线中，有一条为中线，中线上齿条的齿厚等于齿槽宽。Bph中线ahfes3.4.3 内齿轮与外齿轮不同点内齿轮顶圆小于分度B圆，根圆大于分度esp hfr圆。harbar rf内齿轮的齿廓是内凹的，其齿厚和齿槽宽分别对应于外齿轮的齿槽宽和齿厚。10标准安装中心距齿轮传动的正确安装，指的是无齿侧间隙安装，一对标准齿轮正确安装的中心距，称为标准中心距，用a表示。m z z a 12 2注意重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿的对数多，传动就越平稳，每对轮齿承担的载荷也越小，从而提高了齿轮的承载能力

14、。实际啮合线段与重合度实际啮合线段B 1B22个概念： 重合度Pb齿轮传动连续传动的条件：连续传动条件一对渐开线齿轮连续传动，意指从一对轮齿的啮合过渡到另一对轮齿啮合不但要满足定传动比传动，同时还要满足连续传动。11加工展成法这是目前齿轮加工中最常用的 法。它是利用一对齿轮（或齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的。用展成法切齿常用的刀具有：齿轮插刀、齿条插刀和齿轮滚刀。仿形法仿形法是用与齿轮齿槽形状相同的盘形铣刀或指状铣刀在铣进行加 工4 渐开线齿轮的加工仿形法展成法125.1 根切(Undercut)现象为了减小齿轮传动的尺寸和重 量，当传动比和模数一定时，希望选用齿数z1较少的小齿轮，从而使大齿轮的齿数z2随之减少。