机械基础齿轮传动讲课讲课文档

机械基础齿轮传动讲课课件第1页，共42页。7-3齿轮传动的类型及应用齿轮传动：利用齿轮副来传递运动和动力的一种机械传动。第2页，共42页。啮合：齿轮副的一对齿轮的齿依次交替接触，从而实现一定规律的相对运动的过程和形态。第3页，共42页。齿轮传动的常见类型：齿直圆柱齿轮传动第4页，共42页。斜齿圆柱齿轮传动第5页，共42页。人字齿圆柱齿轮传动第6页，共42页。外啮合齿轮传动第7页，共42页。内啮合齿轮传动第8页，共42页。齿轮齿条传动第9页，共42页。锥齿轮传动第10页，共42页。交错轴斜齿轮传动第11页，共42页。蜗轮蜗杆传动第12页，共42页。齿轮传动平行轴间齿轮传动直齿外啮合内啮合齿轮齿条斜齿人字齿直齿斜齿曲齿弧齿轮传动准双曲面锥齿轮传动相交轴间齿轮传动交错轴间齿轮传动2/13/202513第13页，共42页。传动比齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比,也等于两齿轮齿数之反。i=—=—n1n2z2z112第14页，共42页。齿轮传动的应用特点优点：（1）能保证恒定的传动比，传递运动准确，传递平稳。（2）传动效率高，一般可达95%~99%，工作可靠，寿命长。（3）适用的功率、速度和尺寸范围大。传递功率可以从很小至上万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。4、传动效率高，使用寿命长，维护简便。第15页，共42页。缺点：1、运转过程中有振动、冲击和噪声。2、齿轮安装要求较高。3、不能实现无级变速。4、不适用于中心距较大的场合。第16页，共42页。第17页，共42页。

齿轮传动是依靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿啮合来传递运动和动力的，是现代机械中应用最广泛的机械传动形式之一一、渐开线的形成与渐开线齿廓二、渐开线齿轮各部分的名称三、直齿圆柱齿轮的基本参数四、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算2/13/202518第18页，共42页。一、渐开线的形成与渐开线齿廓1、渐开线的形成

当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，动直线上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线。2/13/202519第19页，共42页。AK渐开线B发生线O基圆rb第20页，共42页。

渐开线齿轮的轮齿由两条对称的渐开线作齿廓而组成，见下图所示。

渐开线轮廓的形成2.齿廓2/13/202521第21页，共42页。

如图所示为直齿圆柱外齿轮的部分齿轮，齿轮上每个凸起的部分称为轮齿，相邻两轮齿之间的空间称为齿槽，其各部分的名称和表达符号见图。二、渐开线齿轮各部分的名称2/13/202522第22页，共42页。

渐开线齿轮各部分的名称齿顶圆：过齿轮各齿顶所作的圆称为齿顶圆，用da表示2．齿根圆：过齿轮各齿槽底部所作的圆称为齿根圆，用df表示。2/13/202523第23页，共42页。3.分度圆：在齿顶圆和齿根圆之间取一个圆，作为计算、制造、测量齿轮尺寸的基准，该圆称为分度圆；用d表示。

标准齿轮分度圆上的齿厚与齿槽宽相等2/13/202524第24页，共42页。４．齿厚：分度圆上一个轮齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为该齿轮的齿厚，用s表示。５．齿槽宽：分度圆上一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为该齿轮的齿槽宽，用e表示。2/13/202525第25页，共42页。6．齿距：分度圆圆周上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为齿距，用p表示。即p＝s＋e7．齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用ha表示。2/13/202526第26页，共42页。8．齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，用hf表示。9．齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。2/13/202527第27页，共42页。顶隙：一个齿轮的齿顶与另一个齿轮的齿根在连心线上的径向距离，称为顶隙，用c表示。2/13/202528第28页，共42页。rbrfrark齿根圆基圆齿顶圆分度圆齿顶高ha齿根高hf齿距pk齿厚sk齿槽宽eko2/13/202529第29页，共42页。三、直齿圆柱齿轮的基本参数1.齿数（ｚ）

一个齿轮的轮齿数目即齿数，是齿轮的最基本参数之一。

当模数一定时，齿数愈多，齿轮的几何尺寸愈大，轮齿渐开线的曲率半径也愈大，齿廓曲线趋于平直。

2/13/202530第30页，共42页。2.模数（m）

将分度圆上齿距P与无理数π的比值称为模数，用m表示，单位为mm，

即m＝p/π或p=mπ2/13/202531第31页，共42页。

由此可知，m越大，p越大，轮齿也就越大，齿轮的承载能力越强；反之齿轮越小，齿轮的承载能力越弱。由于πd=pz，可得分度圆直径d=mz。2/13/202532第32页，共42页。

如图所示为两个齿数相同而模数不同的齿轮齿形的比较。2/13/202533第33页，共42页。

模数是决定齿轮尺寸的一个基本参数。由于π是无理数，给齿轮的设计、制造及检测带来不便。为此，我国已规定了标准模数系列。2/13/202534第34页，共42页。第一系列0.10.120.150.20.250.30.40.50.60.811.251.522.5345681012162025324050第二系列0.350.70.91.752.252.75（3.25）3.5

（3.75）4.55.5（6.5）7（11）141822283645

标准模数系列表(GB1357—87)mm

注：本表适用于渐开线圆柱齿轮，对斜齿轮是指法面模数；选用模数时，应优先采用第一系列，其次是第二系列，括号内的模数尽量不用。

2/13/202535第35页，共42页。3.压力角（α）

压力角是物体运动方向与受力方向所夹的锐角。齿轮压力角是指渐开线齿廓在分度圆上的压力角。压力角不同，轮齿的形状也不同。压力角已标准化，我国规定标准压力角是20°。2/13/202536第36页，共42页。4.齿顶高系数ha

、顶隙系数C

正常齿制ha

＝1,C

＝0.25

短齿制ha

＝0.8,C

＝0.3

2/13/202537第37页，共42页。四．标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算标准齿轮：模数m、压力角α

、齿顶高系数ha*和顶隙系数C*均为标准值且齿厚s等于齿槽宽e的齿轮。2/13/202538第38页，共42页。

标准齿轮传动的中心距一对齿轮啮合传动时，中心距等于两分度圆半径之和。标准中心距（标准齿轮无侧隙传动中心距）2/13/202539第39页，共42页。

2/13/202540第40页，共42页。例１相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮（压力角α=２０°，齿顶高系数=１，顶隙系数ｃ=0.25），齿数ｚ１＝２０，ｚ２＝３２，模数ｍ＝１０mm，试计算其分度圆直径ｄ，顶圆直径ｄа，根圆直径ｄｆ，齿厚ｓ，基圆直径ｄｂ。2/13/202541第41页，共42页。例2.已知一对渐开线标准外啮合圆柱直齿齿轮传动的中心距为200mm,其中一个丢失，现测得另一个齿轮的齿顶圆直径da1=80mm,齿数z1=18,试求丢失齿轮的齿数z2、分度圆