《机械制造技术基础》课件-第3章 常用机构和机械传动8

第3章常用机构和机械传动目录3.1认识平面四杆机构的类型及其判别条件

3.2铰链四杆机构的性质3.3铰链四杆机构的性质3.4摩擦传动步进运动机构铰链四杆机构的性质3.5链传动和齿轮传动3.6平面连杆机构螺旋传动

凸

轮

机

构学习目标1.熟悉齿轮传动的基本参数。2.掌握正确啮合条件及其应用场合。3.5.2.1齿轮传动概述3.5.2齿轮传动

齿轮传动是应用最为广泛和特别重要的一种机械传动形式，在工程机械以及汽车、机械式钟表中都有齿轮传动，齿轮传动是机器所占比重最大的传动形式。1.齿轮传动的组成

齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和动力的一种机械传动。3-5-8齿轮传动

齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿轮角速度（或转速）的比值，也等于两齿轮齿数的反比，即

i=ω1／ω2=n1/n2=z2/z1

式中

ω1，

n1———

主动齿轮角速度、转速；

ω2，

n2———

从动齿轮角速度、转速；

z1，

z2———

主动齿轮齿数、从动齿轮齿数。齿轮传动与摩擦轮、带传动和链传动等相比，具有以下优点：（1）能保持瞬时传动比的恒定，传动平稳可靠。（2）传递功率和速度范围大。（3）传动效率高。一般传动效率为η=0.94—0.98。（4）结构紧凑、维护简便、使用寿命长。齿轮传动也存在一定不足：（1）齿轮的制造、安装精度要求高，成本高。（2）不能实现无极变速，没有过载保护作用，工作时有噪音。（3）不适宜用于中心距较大的场合。2．齿轮传动的应用特点3.齿轮传动的常用类型序号分类方法类型应用举例1根据齿轮副两传动轴的相对位置不同平行轴齿轮传动人字齿齿轮传动相交轴齿轮传动斜齿锥齿轮传动交错轴齿轮传动

蜗杆传动2根据齿轮分度曲面不同圆柱齿轮传动直齿齿轮传动锥齿轮传动直齿锥齿轮传动3根据齿线形状不同直齿齿轮传动内啮合直齿齿轮传动斜齿齿轮传动交错轴斜齿轮传动曲线齿齿轮传动准双曲面齿轮传动4根据齿轮传动的工作条件不同闭式齿轮传动汽车变速器齿轮、减速器齿轮、机床主轴箱齿轮开式齿轮传动水泥搅拌机齿轮、卷扬机齿轮5根据轮齿齿廓曲线不同渐开线齿轮传动常用机械上的齿轮传动摆线齿轮传动钟表和某些仪器中的齿轮传动圆弧齿轮传动高速重载的汽轮机、压缩机和低速重载的轧钢机上的齿轮传动3.5.2.2渐开线齿轮1．渐开线齿轮的主要参数（1）渐开线直齿圆柱齿轮的几何要素及基本参数渐开线直齿圆柱齿轮几何要素的名称及代号见图3-5-9。图3-5-9渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称(a)---外齿轮(b)--为内齿轮(c)--为齿条表3-5-2渐开线直齿圆柱齿轮几何要素的名称及代号序号名称

相关说明代号1端平面在圆柱齿轮上，垂直于齿轮轴线的表面。

2齿顶圆圆柱齿轮的齿顶曲面称为齿顶圆柱面。齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。da3齿根圆圆柱齿轮的齿根曲面称为齿根圆柱面。齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。df4分度圆圆柱齿轮的分度曲面称分度圆柱面。分度圆柱面与端平面的交线称为分度圆。分度圆是一个假想的圆，齿轮的轮齿尺寸均以此曲面为基准而加以确定。d5齿宽齿轮的有齿部位分度圆柱直母线方向度量的宽度b6齿距两个相邻而同侧的端面齿廓间的分度圆弧长p7齿厚一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长s8齿槽宽一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长e9齿顶高齿顶圆与分度圆之间的径向距离ha10齿根高齿根圆与分度圆之间的径向距离hf11全齿高齿顶圆与齿根圆之间的径向距离h12基圆形成齿廓渐开线的圆db13基圆齿距两个相邻而同侧的端面齿廓间的基圆弧长pb

渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数z、模数m、齿形角α、齿顶高系数ha＊和顶隙系数c＊五个。序号名称

相关说明代号1齿数一个齿轮的轮齿总数。当齿轮的模数一定时，齿数越多，齿轮的几何尺寸越大。轮齿渐开线的曲率半径也越大，齿廓曲线越平直。z2模数齿距除以π所得的商（m=，有理数）。单位为mm，已经标准化。模数越大，轮齿的尺寸越大，承载能力也越强。m3齿形角通常指分度圆上的齿形角。国家标准规定渐开线圆柱齿轮分度圆上的齿形角α＝20°。α4齿顶高系数齿顶高与模数之比。标准直齿圆柱齿轮的齿顶高系数ha＊＝1。ha＊5顶隙系数一齿轮齿顶圆与另一齿轮齿根圆之间的径向距离称为顶隙。顶隙可避免传动时一齿轮的齿顶与另一齿轮的齿根相碰撞，而且能贮存润滑油，有利于齿轮的啮合传动。顶隙与模数之比称为顶隙系数。标准直齿圆柱齿轮的顶隙系数c＊＝0.25c＊(2)斜齿轮的主要参数①螺旋角β

斜齿轮的齿廓曲面与分度圆柱面相交为一螺旋线，该螺旋线上的切线与齿轮轴线的夹角称为斜齿轮的螺旋角，一般β=8°~20°。根据螺旋线的方向，斜齿轮有左旋和右旋之分。②端面参数和法向参数

垂直于斜齿轮轴线的平面称为斜齿轮的端平面，垂直于分度圆柱上螺旋线切线方向的平面称为斜齿轮的法平面。

规定斜齿轮的法面参数为标准值且与直齿圆柱齿轮的标准值相同。

法向压力角an=20o，

法面齿顶高系数和法面顶隙系数分别为han*=1，cn*=0.25斜齿轮的法面模数mn和法面压力角an与端面模数m

t和端面压力角at之间的换算关系。

m

n=m

tcosβ；

斜齿轮的法面齿顶高系数和法面顶隙系数与端面齿顶高系数和顶隙系数的换算公式为：

；

（3）标准直齿锥齿轮的主要参数

标准直齿锥齿轮的大端模数为标准模数，法向齿形角α＝20°，齿顶高等于模数，齿高等于2.2m。2.标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式参表3-5-4。表3－5-4渐开线标准直齿圆柱齿轮传动几何尺寸(mm)例：一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮传动的标准中心距a=225mm。小齿轮的齿数z1=24，齿顶圆直径da1=130mm，试计算这对齿轮中大齿轮的几何尺寸。

解：ha=ha*m=1×5==5mm

hf=(ha*+c*)m=(1+0．25)×5=6.25mm

h=ha+hf=(5+6.25)=11.25mm

p=πm=3.14×5=15.70mms=e=p/2=15.70/2=7.85mm3．渐开线圆柱齿轮的正确啮合条件(1)直齿圆柱齿轮的正确啮合条件

要使两齿轮能正确啮合，即两轮齿之间不产生间隙或卡住，就必须满足两齿轮的法向齿距相等的条件，亦即pb1=pb2，而

故有：m

1cosa1=m2cosa2由于模数和压力角都已标准化，所以要满足上式，应使

即一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：

两齿轮的模数和压力角应分别相等。(2)斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件

在端面内，斜齿圆柱齿轮和直齿圆柱齿轮一样，都是渐开线齿廓。因此一对斜齿圆柱齿轮传动时，必须满足：mn1=m

n2

at1=a

t2

。另外，斜齿轮要正确啮合，还必须要求两齿轮的螺旋角相等。斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为：式中：“一”号用于外啮合，表示两齿轮轮齿旋向相反；“+”号用于内啮合，表示两齿轮轮齿旋向相同。

分度曲面为圆锥面的齿轮称为锥齿轮。

其正确啮合条件如下：①两齿轮的大端端面模数相等，即m1=m2。②两齿轮的齿形角相等，即a1=a2。(3)直齿锥齿轮的正确啮合条件布置作业：1.什么是齿轮传动？齿轮传动有哪些优缺点？2.斜齿轮的模数、齿形角各有哪几种？哪一种是标准值？

计算斜齿轮齿形尺寸时应该用什么模数？它与标准模数有什么关系？3．直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿锥齿轮传动的正确啮合条件分别是什么？4．一对直齿