汽车 机械基础 齿轮传动

以后凡是不加指明，压力角都是指分度圆上的标准压 力角a。
3、齿数z：一个齿轮的轮齿总数。
d mz 表明：齿轮的大小和渐 mz rb cos 开线齿轮形状都与齿数 有关 2
当齿轮模数一定时，齿数越多， 齿轮几何尺寸越大，齿廓曲线越平 直。
4、齿顶高系数 h 和顶隙系数 c
rb k k
O 基圆
K0
(３)渐开线齿廓各点具有不同的压力角，点Ｋ离基圆中心Ｏ
愈远，压力角愈大。
(4)渐开线的形状取 决于基圆的大小，基 圆越大，渐开线越平 直，当基圆半径趋于 无穷大时，渐开线成 为斜直线。 （5）基圆内无渐开 线。
Σ3 Σ1 Σ2
K
N2 N1
KO2
o2 r b1
KO1
二、直齿圆锥齿轮的啮合传动
直齿圆锥齿轮传动的基本参数及几何尺寸是以轮齿大端为标准的。 规定锥齿轮大端模数、压力角 为标准值。 通常直齿圆锥齿轮的齿高由大端到小端逐渐收缩，称为收缩齿锥 齿轮。收缩齿锥齿轮按顶隙不同可分为不等顶隙收缩齿（又称正常收缩 齿）和等顶隙收缩齿 即两轮的顶隙由齿轮大端到小端都是相等的。 1、正确啮合条件： 圆锥齿轮大端的模数和压力角分别相等，且等于标准值 ，锥
§5直齿圆锥齿轮传动
锥齿轮用于传递两相交轴的运动和动力。其传动可看成 是两个锥顶共点的圆锥体相互作纯滚动.
锥齿轮有直齿、斜齿和曲线齿 一、圆锥齿轮机构的特点及应用
1.特点
圆锥齿轮机构是用来传递空间两相交轴之间运动
和动力的一种齿轮机构，其轮齿分布在截圆锥体上， 齿形从大端到小端逐渐变小。圆柱齿轮中的有关圆 柱均变成了圆锥。为计算和测量方便，通常取大端 参数为标准值。
* a
*
ha高系数，我国标准规定 正常齿为1.齿顶高与齿根高与模数 成正比。
o1 顶隙（也称径向间隙）
顶隙 ： 一对相互啮合的 齿轮中，一个齿轮的齿根圆
' r1
与另一个齿轮的齿顶圆之间
在连心线上度量的距离，用 C 表示。顶隙系数用c*表示。
c
在标准直齿圆柱齿轮中顶系
( pb pn )
即
pb1 pb 2 pb
一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是： 两轮的模数相等，两轮的压力角相等。
1 2
m1 m2 m
三、连续运动条件
O1
为保证一对渐开线齿 轮能够连续传动，必须 做到前一对啮合轮齿尚 未脱离啮合，而后一对 轮齿应进入啮合，否则 传动就会间断。 因此一对齿轮在任 何啮合瞬间必须有一对 或一对以上的齿处于啮 合状态。
两齿轮螺旋角 相等、旋向相 同或相反
斜齿轮螺旋方向判定：

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。
右旋
左旋
三、齿轮齿条传动
齿条分为直齿条和斜齿条。
齿条的主要特点：


①由于齿条的齿廓是直线，所以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，其标准值为20。。 ②由于齿条上各齿的同侧齿廓互相平行，所以无论是分度 线（即基本齿廓的基准线）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。 齿条分度线上齿厚和槽宽相等，是确定齿条各部分尺寸的 基准线。
o1
§3 渐开线直齿圆柱齿轮的 基本参数和几何尺寸
一、齿轮各部分名称及代号
齿数——Z，齿槽
1、齿顶圆ra
2、齿根圆rf 3、在任意圆上rk
(1)齿槽宽e
(2)齿厚s (3)齿距P=e+s


4、分度圆：人为取定一 个圆，使该圆上的齿厚和 齿槽宽相等，模数和压力 角取标准值，这个圆称为 分度圆。分度圆上所有参 数不带下标。 分度圆：r，d，s，e，p
一对圆锥齿轮两轴线间的夹角Σ 称为轴角。其值 可根据传动需要任意选取，在一般机械中，多取Σ ＝
90°。
2.特点
由于设计、制造、安装方便，应用最广 直齿圆锥齿轮： 斜齿圆锥齿轮： 介于两者之间，传动较平稳，设计较简单 曲齿圆锥齿轮： 传动平稳、承载能力强，用于高速， 重载传动，设计、制造复杂 (逐步取代斜齿圆锥齿轮)
作业
1.齿轮传动的特点和原理。
2.齿轮传动的类型。
§2
渐开线齿廓
一、齿轮传动应满足的基本要求
一个最基本要求：传动平稳。 要求其瞬时传动比I恒定不变，以避免冲击、振动 和噪声 传动比：
i12
1 2
为了保证传动比恒定，需要采用适当的齿 廓曲线，最常用的是渐开线齿廓。
二、渐开线的形成
系数为0.25.
r2'

cc m
o2
'
三、标准直齿轮的几何尺寸
标准齿轮：标准齿轮是指m、α、ha*、c* 均取标准值，具有 标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮。
一个齿轮：
d=mz da=d+2ha=(z+2 ha*)m df=d-2hf=(z-2 ha*-2 c*)m
ha= ha*m hf=( ha*+ c*)m h=ha+hf=(2 ha*+ c*)m p=πm
1
rb
r1' = r1
1
'
c K
ha
N 1 '
N2
hf
P c
'
rb
2
2
O2
r2' =
r2
四、齿轮传动的应用特点




优点： 1、能保证瞬时传动比的恒定，传动平稳性好，传递运动 准确可靠。 2、传递功率和速度范围大。 3、传动效率高。 4、结构紧凑，工作可靠，寿命长。 缺点： 1、制造和安装精度要求高，工作时有噪声。 2、不能实现无级变速。 3、不适宜中心距较大的场合。 基本要求： 1、传动要平稳。 2、承载能力强。
直齿圆锥齿轮传动
曲齿锥齿轮传动
两轴相交错的齿轮机构
交错轴斜齿轮传动
蜗 轮 蜗 杆 传 动
锥蜗杆传动
8avi
2、按工作条件
①开 式——适于低速及不重要的场合
②半开式——农业机械、建筑机械及简 单机械设备（只有简单防护罩） ③闭 式——润滑、密封良好， —汽车、机床及航空发动机等的齿轮 传动中。
C

β=8。—30。，常用β=8。—15。.
d D pt F E
A
pn
B
b
pz
4、正确啮合条件 （斜齿轮在端面内的啮合相当于直齿轮的啮合）
mt1 mt 2
mn1 mn 2
t1 t 2
b1 b 2
n1 n 2
1 2 1 2
§1
一、齿轮传动的特点
概述
齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，用 于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。它是依 靠主动轮和从动轮的啮合来传递运动和动力的。 优点：1）传动功率大，传动效率高； 2）瞬时传动比精确； 3）可实现平行、相交、交错等轴之间的传动； 4）工作平稳可靠、寿命长。
1）制造、安装精度要求较高 缺点： 2）不适于中心距a较大两轴间传动 3）使用维护费用较高，精度低时、噪音、振动较大 4）只能实现有级变速。
Z →∞ 1、齿廓不同高度上的压力角均相 等，且等于齿廓的倾斜角，此 角称为齿形角，标准值为20° α=齿形角（20°） 2、齿廓在不同高度上的齿距均相等，但齿厚和槽宽各不相同 p=пm， 分度线（齿条中线）：s=e 3、尺寸计算：同标准齿轮一样
§4 渐开线直齿圆柱齿轮的传动
一、啮合方式：一对平行轴齿轮的转向
距相等，锥顶重合
m1 m2 m 1 2
2、连续传动的条件： 重合度大于1，重合度可按当量齿轮进行计算
3、传动比：
两轴交角 ∑=90º 时：
r1、r2分别为两齿轮大端的分度圆半径
分度圆就是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。
§ 6 其他齿轮传动简介
一、斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点 1、直齿轮：
二、齿轮传动的主要类型
1、按传动轴相对位置
平行轴齿轮传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动
平行轴齿轮传动 又称为平面齿轮 传动机构
相交轴齿轮传动机构和交错 轴齿轮传动机构统称为空间齿轮 传动机构
两轴线平行的圆柱齿轮传动
外啮合直齿轮
内啮合直齿轮
斜齿圆柱齿轮
人字齿圆柱齿轮
齿轮齿条传动
齿轮齿条应用
相交轴齿轮传动
对标准齿轮s=e=P/2的圆
5、齿顶高ha：d与da之间 齿根高hf：d与df之间 齿全高h：h=ha+hf
hf ha
p
齿顶圆 分度圆 齿根圆
e s
h r ra rf
线 轴 轮 齿
端面
O
齿轮圆周上轮 齿的数目称为 齿数,用z表示。
二、标准齿轮的基本参数
决定齿轮尺寸和齿形的基本参数有5个：齿轮的模数 m、压力角a 、齿数 z、齿顶高系数ha*及顶隙系数c*。以 上5个参数，除齿数 z 外均已标准 1、模数m 分度圆上的齿距p 对 的比值称为模数，单位：mm 任一直径为dK 的圆周上： 定义模数： m 或： 则：
(1)NK = N K0
发生线
Vk
发生线的长度和发生线所滚过的轨迹相等。
k
K
(2) 渐开线上任意一点的法线必 切于基圆，切于基圆的直线 必为渐开线上某点的法线。 N 发生线NK是渐开线在K点的法线
Pk r k
渐开线上点Ｋ的压力角(齿形角) 压力角是指渐开线齿廓上任意 一点Ｋ所受到的正压力方向与受力 点速度方向（运动方向线）之间所 夹的锐角，称为齿轮齿廓在该点的 压力角。用αk表示。