齿轮机构课件

齿轮机构4.1齿轮机构的类型4.2齿廓啮合基本定律4.3渐开线齿廓4.4渐开线标准直齿圆柱齿轮4.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动4.6渐开线齿轮的加工4.7渐开线变位齿轮4.8渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计4.9斜齿圆柱齿轮机构4.10蜗杆蜗轮机构

齿轮机构用于传递两轴之间的运动和动力，是应用最广的传动机构。特点是：传动稳定、工作可靠、效率高、寿命较长，适用的直径、圆周速度和功率范围广。

4.1

齿轮机构的类型

平面齿轮机构空间齿轮机构直齿

斜齿

人字齿

斜齿

圆锥斜齿

蜗杆蜗轮4.2

齿廓啮合基本定律

如齿廓G1和G2在C点有相同的速度：

由此可得：齿廓啮合基本定律：两齿廓在任意位置啮合接触时，过接触点所作两齿廓的公法线必通过节点C，其传动比等于连心线被节点C所分成的两段线段的反比。G1

G2

4.3渐开线齿廓4.3.1渐开线的形成

如图所示,当直线NK沿半径为的圆周作纯滚动时，直线上任一点K的轨迹就是该圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆，半径称为基圆半径，直线NK称为渐开线的发生线。

N4.3.2渐开线性质

发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的圆弧长度。即渐开线上任意一点的法线必切于基圆。渐开线上各点的曲率半径不同，离基圆越远，其曲率半径越大，渐开线越平直。

基圆内无渐开线。

渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆半径越大，渐开线越趋平直。

4.3.3渐开线方程如图所示由△OKN可知：又即综上，渐开线方程为

4.3.4渐开线齿廓的啮合特性

1、啮合线为一条定直线:

2、能实现定传动比

3、中心距变化不影响传动比

4、啮合角恒等于节圆压力角

5、中心距与啮合角余弦的乘积恒等于两基圆半径之和4.4渐开线标准直齿圆柱齿轮1.1齿轮的各部分名称分度圆：半径直径齿顶圆：半径直径齿顶高齿根圆：半径直径齿根高全齿高：用表示，显然基圆：半径直径分度圆齿厚：齿槽宽：齿距：

2.基本参数齿数分度圆模数分度圆压力角一般为齿顶高系数

(5)顶隙系数3.渐开线标准圆柱齿轮的几何尺寸和基本参数的关系分度圆齿厚与齿槽宽相等具有标准的齿顶高和齿根高4.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动4.5.1正确啮合条件4.5.2连续传动条件

重合度重合度的计算公式：4.6渐开线齿轮的加工

4.6.1范成法加工齿轮范成法也称展成法，是目前齿轮加工最常用的一种切削加工方法。范成法加工齿轮时，刀具与轮坯之间有四种相对运动：

(1)范成运动

(2)切削运动

(3)进给运动

(4)让刀运动4.6.2渐开线齿廓的根切

用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的齿顶部分把被加工齿轮齿根部分已经切制出来的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为根切，用齿条刀具加工标准齿轮或非变位齿轮，不发生根切的最少齿数为17。4.7渐开线变位齿轮4.7渐开线变位齿轮4.7.1变位齿轮几何尺寸的变化1.分度圆槽宽和齿厚

正变位齿轮分度圆上槽宽:

分度圆齿厚:

2.任意圆上的齿厚

齿顶圆齿厚:

节圆齿厚:3.齿根圆半径和齿顶圆半径加工正变位齿轮时，齿根高比标准齿轮减少了，故齿根圆半径为:

为了保持全齿高不变，则齿顶圆半径为:

负变位时，则用负值代入上面两式计算齿根圆和齿顶圆半径。4.8渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计4.8.1传动类型及其选择齿轮传动可分为三种类型

1、零传动如果一对齿轮的变位系数之和等于零，则这种齿轮传动称为零传动。啮合角，中心距。分为标准齿轮传动和高度变为齿轮传动（等变位齿轮传动）两种。

2、正传动如果一对齿轮的变位系数之和大于零，则这种齿轮传动称为正传动。由于，所以得啮合角中心距

3、负传动

若一对齿轮的变位系数之和小于零，则这种齿轮传动称为负传动。由于，所以啮合角中心距正传动和负传动啮合角发生了变化，故这两种传动有称为角变位齿轮传动。用于配凑中心距时可采用负传动；当传动中心距等于标准中心距时，为提高传动质量，可采用等变位齿轮传动代替标准齿轮传动。

4.9斜齿圆柱齿轮机构

4.9.1渐开线斜齿圆柱齿轮

1.斜齿圆柱齿轮齿面的形成

2.斜齿圆柱齿轮的基本参数(1)螺旋角在分度圆柱上，螺旋线与轴线的夹角称为分度圆柱面上的螺旋角，常用它来表示斜齿轮轮齿的倾斜程度。则:

(2)齿距和模数

(3)压力角

(4)齿顶高系数和顶隙系数

(5)其它几何尺寸

3、斜齿轮的当量齿数用来表示。它与斜齿轮的齿数之间的关系为:

4.9.2平行轴斜齿圆柱齿轮1、平行轴斜齿轮机构的啮合传动

(1)正确啮合条件

(2)连续传动条件

其重合度也必须大于1(至少等于1)。

2、平行轴斜齿轮机构的特点及应用

(1)啮合性能好；

(2)重合度大，承载能力较高；

(3)可获得更为紧凑的机构；

(4)制造成本与直齿轮相同。广泛应用于高速、重载的传动中。4.10蜗杆蜗轮机构

蜗杆蜗轮机构是用来传递两交错轴之间运动的一种齿轮机构。通常取其交错角4.10.1蜗杆蜗轮的形成

蜗杆蜗轮机构是由交错轴斜齿圆柱齿轮机构演化而来的。根据蜗杆形状不同，蜗杆蜗轮机构可分为三大类:

圆柱蜗杆机构环面蜗杆机构锥蜗杆机构

单、多头蜗杆4.10.2蜗杆蜗轮机构的啮合传动1、正确啮合条件在中间平面中，蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等。

2、传动比其传动比为:

螺母移动的方向即表示蜗轮圆周速度的方向，因而可以确定蜗轮的方向。4.10.3蜗杆蜗轮机构的特点及应用1.蜗杆蜗轮机构的特点(1)传动比大，结构紧凑。(2)传动平稳，无噪声。(3)具有自锁性。(4)传动效率低，磨损严重。(5)蜗杆轴向力较大，致使轴承摩擦损失较大。

2.蜗杆蜗轮机构的应用

常用于两轴交错、传动比较大、传递功率不太大或间歇工作场合。当蜗杆为单头时，机构具有自锁性，常用在起重机械中，起安全保护的作用。

4.10.4蜗杆蜗轮机构的传动设计