常用机械传动装置

常用机械传动装置第1页，共26页，2023年，2月20日，星期一CPvc2、齿轮传动的速比速比（也称传动比）——主动轮与从动轮的转速或角速度之比，通常用i表示。可得齿轮传动的速比为：

若主动轮的齿数为z1，从动轮的齿数为z2，齿轮的齿距为p。齿轮每转一周时，节圆上的周长为pz，同时两轮节圆上的线速度相等，即主动轮节圆节点齿廓法线节点从动轮节圆第2页，共26页，2023年，2月20日，星期一

若主动轮的转速为n1，节圆直径为d1,从动轮的转速为n2，节圆直径为d2,则两齿轮的节圆速度另可表示为：齿轮传动的速比另表示为：第3页，共26页，2023年，2月20日，星期一3、齿轮传动的特点1)保证瞬时传动比恒定不变；2)速度适用范围大（v=0∼300m/s）；3)功率适用范围大（P=0∼105KW）；4)传动效率高（η=0.96∼0.99）；5)使用寿命长（h≤12年）；6)制造和安装精度高，制造工艺较复杂，故成本高；7）不宜大中心距传动。——齿轮传动广泛应用于各种机械中，大到巨型设备，小至仪器仪表。既可用于传递动力，又可用于传递运动。第4页，共26页，2023年，2月20日，星期一4、齿轮传动的类型（1）按啮合方式分外啮合内啮合齿轮齿条啮合第5页，共26页，2023年，2月20日，星期一（2）按两齿轮轴线位置和轮齿齿线方向分a)两轴平行直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动人字齿圆柱齿轮传动第6页，共26页，2023年，2月20日，星期一b)两轴相交曲齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动第7页，共26页，2023年，2月20日，星期一c)两轴交错交错轴斜齿轮传动（螺旋齿轮传动）第8页，共26页，2023年，2月20日，星期一（3）按防护方式分闭式传动开式传动第9页，共26页，2023年，2月20日，星期一二、渐开线齿廓曲线

目前使用的齿轮轮齿的齿廓曲线，绝大部分是渐开线。1、渐开线的形成基圆发生线渐开线

当一直线在某圆上作纯滚动时，该直线上任一点的轨迹即为渐开线，该圆称为基圆，该直线称为发生线。第10页，共26页，2023年，2月20日，星期一2、渐开线的性质（1）发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即NK=NA（2）渐开线上任一点的法线必与基圆相切，切点为N。NK是渐开线上K点的曲率半径。由此可见，渐开线上各点的曲率半径是变化的，离基圆越远，曲率半径就越大，渐开线形状就越平缓，反之，渐开线形状就越弯曲；第11页，共26页，2023年，2月20日，星期一（3）渐开线的弯曲形状决定于基圆大小。基圆越小，渐开线越弯曲，基圆越大，渐开线越平直，当基圆无穷大时，渐开线将变成一条直线；（4）由于渐开线是从基圆开始向外展开的，所以基圆内无渐开线。基圆内为一圆弧，不参与啮合第12页，共26页，2023年，2月20日，星期一（5）渐开线上各点的压力角大小不等，离基圆越远压力角越大，基圆上压力角等于零；压力角——渐开线上K点的正压力Fn与该点速度VK方向间所夹锐角αK

。压力角公式：rb——

基圆半径；rK——

渐开线上K点的向径；基圆公式：第13页，共26页，2023年，2月20日，星期一3、渐开线齿廓的啮合特性1）渐开线齿廓满足传动比恒定性;2）渐开线齿廓间正压力方向不变性;3）渐开线齿轮的中心距可分性;CP第14页，共26页，2023年，2月20日，星期一三、渐开线直齿圆柱齿轮传动1、渐开线直齿圆柱齿轮的各部分名称和符号第15页，共26页，2023年，2月20日，星期一2、标准渐开线直齿圆柱齿轮的参数和几何尺寸（1）主要参数①分度圆d——人为规定的特定圆，作为齿轮计算和加工的基准，无法测量。规定分度圆直径为：式中：p——分度圆齿距，z——齿数②模数m——使分度圆数值成为有理数，并使其标准化的重要参数。m——是人为规定的一些整数或较为完整的有理数（P81表4—3）。第16页，共26页，2023年，2月20日，星期一关于模数m的讨论：（1）

国标规定了模数m标准(标准见表4—3）即对齿轮尺寸确定了规范，从而为齿轮的计算、测量和加工带来了方便；（2）

模数的单位是：mm；（3）

模数m好比衣服的号码，m愈大，齿轮各部分的尺寸都随着增大.由公式d=mz

看出，当齿数z一定时，m愈大,分度圆直径d愈大，齿形就愈大，从而轮齿的承载力也愈大。m=1mmZ=16m=2mmZ=16m=4mmZ=16第17页，共26页，2023年，2月20日，星期一③压力角α——反映齿轮齿廓间传力性质的重要参数，通常所说的压力角，特指分度圆压力角。我国规定标准分度圆压力α=20o

*至此，可得确切而完整的分度圆概念和定义：

具有标准模数和压力角数值的圆，称为分度圆。第18页，共26页，2023年，2月20日，星期一对于一对标准齿轮，当它们正确啮合时，两轮的分度圆与节圆是重合的！Cr1’=r1r2’=r2标准齿轮分度圆上的齿厚与齿槽宽是相等的。d1d2S1e2第19页，共26页，2023年，2月20日，星期一已知：齿顶高为ha，齿根高为hf，顶隙为c顶隙作用：储存润滑油、防顶碰。规定齿顶高为：规定顶隙为：三者关系为：齿顶高齿根高我国规定：

正常齿

ha*=1,c*=0.25短齿

ha*=0.8,c*=0.3④齿顶高系数ha*、顶隙系数c*——反映齿轮轮齿高度和形状的重要参数。第20页，共26页，2023年，2月20日，星期一（2）标准直齿圆柱齿轮几何尺寸名称公式分度圆直径齿顶高齿根高全齿高齿顶圆直径齿根圆直径齿距齿厚齿槽宽齿宽中心距变速箱齿轮：，减速器齿轮：第21页，共26页，2023年，2月20日，星期一3、标准直齿圆柱齿轮的啮合传动（1）正确啮合的条件直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两轮的模数和压力角应分别相等。（2）连续传动的条件标准直齿圆柱齿轮连续传动的条件是：同时啮合的齿对有一对以上齿轮的齿数z越多，啮合角α’越大，传动的连续性越好。第22页，共26页，2023年，2月20日，星期一（3）避免根切的条件根切

当用范成法（如滚齿、插齿等方法）加工齿轮时，若被切齿轮的齿数选择不当，则齿轮毛坯的根部的根部会被刀具过多地切削，形成根切。根切与否决定于被加工齿轮的齿数选择。其危害：①削弱了齿轮的抗弯曲折断能力；②根部渐开线形状被破坏，啮合齿对减少，影响平稳性。标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为：第23页，共26页，2023年，2月20日，星期一课后小结一、概述原理

依靠两齿轮相互啮合传递运动和动力。速比特点1）速比恒定；2）速度功率范围大；3）效率高；4）寿命长；5）成本高。类型啮合内外条轴线平行：直圆、斜圆、人圆相交：直锥、曲锥相错：螺旋齿轮第24页，共26页，2023年，2月20日，星期一二、渐开线齿廓曲线形成（见图）性质1）发生线上滚长等于基圆上滚弧；2）渐开线上一点的法线必切于基圆；3）渐开线的形状取决于基圆大小；4）基圆内无渐开线；5）渐开线上各点的压力角不一样（cosαk=rb/rk)特性1）速比恒定性；2）力向不变性；3）中心距可分性第25页，共26页，2023年，2月20日，星期一三、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动参数1）模数m=P/π;2）压力角α=20o