δ3.3 齿轮传动.ppt

1、主讲：,课程名称,授课班级：,活动三 齿轮传动,1、齿轮传动的常用类型 2、齿轮传动的应用,一、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（或）动力的一种机械传动。,1、齿轮传动常用类型,两轴平行 两轴不平行,按轮齿方向 按啮合情况,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,外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动,相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动,锥齿轮传动,交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动,常用齿轮传动的类型,2、齿轮传动的应用,(1)传动比,n1、n2 主、从动轮的转速，r/min z1、z2 主、从动轮齿数,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

2、于两齿轮齿数之反比。,齿轮传动的特点： （1）优点 工作可靠，寿命较长； 传动比稳定、传动效率高； 可实现平行轴、任意角相交轴、任意角交错轴之间的传动； 适用的功率和范围广。 （2）缺点 加工和安装精度要求较高，制造成本也较高； 不适宜于远距离两轴之间的传动。,1、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求,传动平稳 承载能力强,二、渐开线齿廓,2、渐开线的形成及性质,动直线沿着一固定的圆作纯滚动时，此动直线上任一点K的运动轨迹CK称为渐开线，该圆称为渐开线的基圆，其半径以rb表示，直线称为渐开线的发生线。,渐开线齿廓的性质：,发生线在基圆上滚过的线段长等于基圆上被滚过的弧长 渐开线上任意一点的法线必切于基

3、圆 渐开线的形状取决于基圆的大小 渐开线上各点的曲率半径不相等 渐开线上各点的齿形角（压力角）不等 渐开线的起始点在基圆上，基圆内无渐开线,3、渐开线齿廓啮合特性,能保持瞬时传动比的恒定 具有传动的可分离性,1、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称,三、 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算,2、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数,(1)齿顶圆 齿顶圆柱面与端平面的交线，其直径用da表示。 (2)齿根圆 齿根圆柱面与端平面的交线，其直径用df表示。 (3)齿槽 齿轮上相邻两齿之间的空间，用ek表示。 (4)齿厚 在任意直径dk的圆周上，同一轮齿两侧齿廓间的弧长,用sk表示。 (5)齿距

4、两相邻同侧齿廓间的弧长。分度圆上的齿距用p表示，p=s+e。 (6)模数 用m表示，m=p/，我国已规定了标准模数系列，见表3-14。 (7)分度圆 为了设计、制造方便，在齿顶圆与齿根圆之间取的一个作为测量齿轮尺寸的基准圆。其直径用d表示，分度圆的齿厚s与齿槽宽e相等。 (8)齿顶高 齿顶圆与分度圆之间的径向距离，用ha表示。 (9)齿根高 齿根圆与分度圆之间的径向距离，用hf表示。 (10)压力角 是指渐开线齿廓上任一点的法线与该点线速度之间的夹角。通常分度圆上的压力角用表示， cos=rb/r 。我国规定，标准压力角=20。,渐开线圆柱齿轮模数 (摘录GB/T1357-1987) (单位：

5、mm),注：1.对斜齿圆柱齿轮是指法向模数。 2.优先采用第一系列，括号中的数值尽可能不用。,（12）齿顶高系数ha*,对于标准齿轮，规定ha= ha*m，ha*称为齿顶高系数。我国标准规定：正常齿ha*1。,（13）顶隙系数c*,我国标准规定：正常齿c*0.25。,（11）齿数z,一个齿轮的轮齿总数。,3、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算,渐开线直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件和连续传动条件,1.正确啮合条件 正确啮合条件是模数和压力角分别相等。即： m1=m2=m 1=2= 2.标准中心距 中心距等于两齿轮分度圆半径之和。即： a=r1+r2=m/2(z1+z2),为了保证传动的连续性，

6、齿轮传动的任何瞬时，都要有一个或一个以上的齿相啮合。由啮合线特点可知，若相邻两啮合点间的距离大于实际啮合线段的长度，则两点不会同时啮合。 一对齿从开始啮合到终止啮合，分度圆上某一点所经过的弧线距离称为啮合弧，图中圆弧CD就是啮合弧。,3. 渐开线齿轮连续传动条件,啮合弧指一对齿从开始啮合到终止啮合，分度圆上某一点经过的弧线距离。 当 啮合弧齿距p 时，当前一对齿正要在终止啮合点E处分离时，后一对齿已经在啮合线上K点啮合，故能保证连续正确传动。,3. 渐开线齿轮连续传动条件,3. 渐开线齿轮连续传动条件,当啮合弧=齿距p 时，当前一对齿正要在终止啮合点E处分离时，后一对齿正要进入啮合线上K点啮合

7、，故传动处于连续和不连续的临界状态；,当啮合弧小于齿距p 时，当前一对齿分离后，后一对齿还没有进入啮合，故不能保证连续的定角速度比传动。,由此可见，考虑到齿轮加工制造、安装误差等的存在，为了保证渐开线齿轮连续以定角速度比传动，则： 啮合弧CD必须大于齿距p 啮合弧与齿距之比称为重合度，用表示。齿轮连续定角速度比传动的条件就是,在实际应用中，值应大于或等于一定的许用值，即,上式中许用重合度的值是随齿轮机构的制造精度和使用情况而定。,重合度的大小反映了参加啮合的轮齿对数的多少。 若1，表示齿轮传动的过程中始终只有一对轮齿啮合； 若2，表示齿轮传动的过程中始终有两对轮齿啮合；,1、斜齿圆柱齿轮传动

8、2、直齿圆锥齿轮传动 3、齿轮齿条传动,四、其他齿轮传动简介,1、斜齿圆柱齿轮传动,(1)斜齿圆柱齿轮的形成,直齿轮齿廓的形成,当发生面沿基圆柱作纯滚动时，直线BB形成的一个螺旋形的渐开线曲面，称为渐开线螺旋面。 b称为基圆柱上的螺旋角。,(2)斜齿轮传动的啮合性能,齿的接触线先由短变长，再由长变短，承载能力大，可用于大功率传动 轮齿上的载荷逐渐增加，逐渐卸掉，承载和卸载平稳、冲击、振动和噪声小，使用寿命长 传动平稳、冲击、振动和噪音较小 适用于高速重载的场合,(3)斜齿圆柱齿轮主要参数和几何尺寸,端面：垂直于齿轮轴线的平面，用 t 作标记 法面：与轮齿齿线垂直的平面，用 n 作标记。,：斜齿

9、圆柱齿轮螺旋角,判别方法：将齿轮轴线垂直放置，轮齿自左至右上升者为右旋，反之为左旋。,(4)斜齿圆柱齿轮正确啮合条件,法面模数（法向齿距除以圆周率所得的商）相等，即m n1= m n2 = m 法面齿形角（法平面内，端面齿廓与分度圆交点处的齿形角）相等，即n1=n2 = 螺旋角相等、旋向相反，即1= -2,2、直齿圆锥齿轮传动,以大端的参数作为标准参数。,应满足的条件：,大端端面模数相等 大端齿形角相等,3、齿轮齿条传动,斜齿条,直齿条,(1)齿条,齿轮的齿数增加到无穷多时，其圆心位于无穷远处，齿轮上的基圆、分度圆、齿顶圆等各圆成为基线、分度线、齿顶线等互相平行的直线，渐开线齿廓也变成直线齿廓

10、，齿轮即演化成为齿条。,齿条的主要特点：,齿廓上各点的法线相互平行。传动时，齿条作直线运动，且速度大小和方向均一致。 齿条齿廓上各点的齿形角均相等，且等于齿廓直线的倾斜角，标准值为20 不论在分度线上、齿顶线上，还是在与分度线平行的其他直线上，齿距均相等，模数为同一标准值。,(2)齿轮齿条传动,v= n1d1=n1mz1,L=d1=mz1,v 齿条的移动速度，mm/min n1齿轮的转速，r/min d1齿轮分度圆直径，mm m齿轮的模数，mm z1齿轮的齿数 L齿轮每回转一周齿条的移动距离,1、齿面点蚀 2、齿面磨损 3、齿面胶合 4、齿面塑变 5、轮齿折断,五、渐开线齿轮失效形式,失效齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面损坏等现象，齿轮失去了正常的工作能力。,1、齿面点蚀,点蚀多发生在靠近节线的齿根面上。,2、齿面磨损,齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。,3、齿面胶合,高速和低速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合。,4、塑性变形,当齿轮的齿面较软，在重载情况下，可能使表层金属沿着相对滑动方向发生局部的塑性流动，出现塑性变形。,5