第五章齿轮机构及其设计资料
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特点：轮齿沿圆锥母线排列于截锥表面，是相交轴齿 轮传动的基本形式。制造较为简单。
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交错轴斜齿圆柱齿轮机构
特点：两螺旋角数 值不等的斜齿轮啮 合时，可组成两轴 线任意交错传动， 两轮齿为点接触， 且滑动速度较大， 主要用于传递运动 或轻载传动。
10:36
蜗杆蜗轮传动
特点：蜗杆蜗轮传动多用于 两轴交错角为90的传动，其 传动比大，传动平稳，具有 自锁性，但效率较低。
• 齿轮机构的组成：齿轮与机架的转动副和齿轮与齿轮 （齿条）的高副组成。
• 齿轮机构的应用：可用来传递任意两轴间的运动和动力。 • 齿轮机构的特点：传递功率大，适用的速度范围大，效
率高，能保证恒定或准确的的传动比，结构紧凑，工作 可靠，寿命长等特点。
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齿轮机构的分类
根据一对齿轮实现传动比的情况，它可以分为
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补：齿轮机构的机构运动简图
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补： 齿轮机构的功能－－ 齿轮用于传递（变换） 运动和力。
（1）转速大小的变换
1
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2
z1
2
z1 z2
1
z2
齿数比 z1 决定转速变换量 z2
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(2) 转速方向的变换
(avi)
定传动比：齿轮呈圆形，称为圆形齿轮机构
i12
1 2
c
变传动比：齿轮呈非圆形，称为非圆形齿轮机构
i12
1 2
f (t)
按齿轮传递的相对运动是平面运动还是空间运动分
平面齿轮机构 空间齿轮机构
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一、平面齿轮机构－用来传递平行轴之间的运动和动力。
根据轮齿排列方向的不同 1.直齿圆柱齿轮(直齿轮）机构－－轮齿分布在圆柱上， 且与其轴线平行； 外啮合齿轮传动：齿轮转向相反
(avi)
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的传递方向
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(4) 改变运动特性
(avi)
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齿轮齿条传动可以把一个转动变换为移动，或者把一个
移动变换为转动
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§5-2 齿廓啮合基本定律
本节要求：理解平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律及有 关共轭齿廓的基本知识。
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啮合基本定律
传动比：两轮的瞬时角速度之比。 一、齿廓啮合的基本定律
a. 轮齿分布在圆柱上，且与其轴线平行； b. 外啮合齿轮转向相反，内啮合齿轮转向相同。
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齿轮齿条传动
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斜齿圆柱齿轮机构
外啮合齿轮传动
特点：轮齿与其轴线倾斜；传动平稳，适合于高速传动，但
有轴向力；有外啮合、内啮合和齿轮齿条传动类型。
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内啮合圆柱齿轮机构
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齿轮齿条机构
• 重点：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论 和设计计算。难点：共轭齿廓的确定；一对轮齿的 啮合过程；变位齿轮传动；斜齿轮和锥齿轮的当量 齿轮和当量齿数。
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§5-1 齿轮机构的应用和分类
本节要求：了解齿轮机构的类型和应Baidu Nhomakorabea。
齿轮机构的特点和应用
3.人字齿轮机构－－齿形如人字，它相当于两个全等、但 螺旋方向相反的斜齿轮拼接而成。 4.曲线齿圆柱齿轮机构－－其轮齿沿轴向成弯曲的弧面。
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人字齿圆柱齿轮机构
特点：由两排旋向相反的斜齿轮对称组成，其轴向力被相互
抵消10:3。6 适合高速和重载传动，但制造成本较高。
二、空间齿轮机构－用来传递两相交轴或交错轴（既不平 行也不相交）之间的运动和动力。
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• 了解齿轮机构的类型和应用；理解平面齿轮机构的 齿廓啮合基本定律及有关共轭齿廓的基本知识；掌 握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性及渐开线齿轮传 动的正确啮合条件和连续传动条件；熟悉渐开线齿 轮各部分的名称、基本参数及各部分几何尺寸的计 算；掌握渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象， 渐开线标准齿轮的最少齿数及渐开线齿轮的变位修 正和变位齿轮传动的概念；掌握斜齿圆柱齿轮齿廓 曲面的形成、啮合特点，并能计算标准斜齿圆柱齿 轮的几何尺寸；了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点 及其基本尺寸的计算；对蜗轮蜗杆的传动特点有所 了解。
节圆：对于恒定传动比，节点P的位置固定不动，两啮 合齿轮的节曲线是两个圆，称为节圆。
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齿廓啮合基本定律： 在啮合的任一瞬时，两轮齿廓曲线在相应接触点的公法 线必须通过按给定传动比确定的该瞬时的节点。 （平面齿轮机构轮齿齿廓正确啮合的基本条件）
按啮合性质分 内啮合齿轮传动：齿轮转向相同 齿轮与齿条传动：齿轮转动，齿条作直线运动
2.斜齿圆柱齿轮机构－－轮齿与其轴线倾斜一个角度
外啮合齿轮传动：齿轮转向相反 按啮合性质分 内啮合齿轮传动：齿轮转向相同
齿轮与齿条传动：齿轮转动，齿条作直线运动
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直齿圆柱齿轮机构
外啮合齿轮传动
内啮合齿轮传动
1.圆锥. 齿轮机构：传递两相交轴之间的转动。 齿形可分为：直齿、斜齿、曲线
2.交错轴斜齿轮机构：两个斜齿轮的轴线成空间交错的齿 轮机构
3.蜗轮蜗杆机构：两轴一般垂直交错。 4.准双曲线齿轮机构：两轴一般垂直交错。
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圆锥齿轮机构
直齿圆锥齿轮机构
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斜齿圆锥齿轮机构
曲线齿圆锥齿轮机构
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节点：高副啮合相对瞬心一定在两轮中心的连线上，齿轮 啮合相对速度瞬心P即为啮合节点。
此时齿轮的传动比为
i12
1 2
1 2
O2 P O1P
节曲线：若点P在啮合过程中，节点P在每个齿轮运动平
面上的轨迹称为该齿轮的瞬心线，又称为节曲线。
若传动比是变化的，轨迹一般是两条非圆曲线称为非圆齿 轮。若为定传动比，则P点固定，轨迹为圆。
(avi)
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平行轴外啮合齿轮传动改变齿轮的回转方向
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平行轴内啮合齿轮传动不改变齿轮的回转方向
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(3) 改变运动的传递方向
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相交轴外啮合齿轮传动不仅改变齿轮的回转方向还改变运动 的传递方向
交错轴外啮
合齿轮传动不仅
改变齿轮的回转
方向还改变运动
第五章 齿轮机构及其设计
§5-1 §5-2 §5-3 §5-4 §5-5 §5-6 §5-7 §5-8 §5-9 §5-10 §5-11 §5-12 §5-13
齿轮机构的应用和分类 齿廓啮合基本定律 渐开线及渐开线齿廓 渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的尺寸 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 渐开线齿廓的展成加工及根切现象 变位齿轮 变位齿轮传动 平行轴斜齿圆柱齿轮机构 交错轴斜齿轮机构 蜗杆机构 圆锥齿轮机构 其他曲线齿廓的齿轮机构简介
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交错轴斜齿圆柱齿轮机构
特点：两螺旋角数 值不等的斜齿轮啮 合时，可组成两轴 线任意交错传动， 两轮齿为点接触， 且滑动速度较大， 主要用于传递运动 或轻载传动。
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蜗杆蜗轮传动
特点：蜗杆蜗轮传动多用于 两轴交错角为90的传动，其 传动比大，传动平稳，具有 自锁性，但效率较低。
• 齿轮机构的组成：齿轮与机架的转动副和齿轮与齿轮 （齿条）的高副组成。
• 齿轮机构的应用：可用来传递任意两轴间的运动和动力。 • 齿轮机构的特点：传递功率大，适用的速度范围大，效
率高，能保证恒定或准确的的传动比，结构紧凑，工作 可靠，寿命长等特点。
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齿轮机构的分类
根据一对齿轮实现传动比的情况，它可以分为
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补：齿轮机构的机构运动简图
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补： 齿轮机构的功能－－ 齿轮用于传递（变换） 运动和力。
（1）转速大小的变换
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z1
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z1 z2
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z2
齿数比 z1 决定转速变换量 z2
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(2) 转速方向的变换
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定传动比：齿轮呈圆形，称为圆形齿轮机构
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1 2
c
变传动比：齿轮呈非圆形，称为非圆形齿轮机构
i12
1 2
f (t)
按齿轮传递的相对运动是平面运动还是空间运动分
平面齿轮机构 空间齿轮机构
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一、平面齿轮机构－用来传递平行轴之间的运动和动力。
根据轮齿排列方向的不同 1.直齿圆柱齿轮(直齿轮）机构－－轮齿分布在圆柱上， 且与其轴线平行； 外啮合齿轮传动：齿轮转向相反
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的传递方向
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(4) 改变运动特性
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齿轮齿条传动可以把一个转动变换为移动，或者把一个
移动变换为转动
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§5-2 齿廓啮合基本定律
本节要求：理解平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律及有 关共轭齿廓的基本知识。
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啮合基本定律
传动比：两轮的瞬时角速度之比。 一、齿廓啮合的基本定律
a. 轮齿分布在圆柱上，且与其轴线平行； b. 外啮合齿轮转向相反，内啮合齿轮转向相同。
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齿轮齿条传动
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斜齿圆柱齿轮机构
外啮合齿轮传动
特点：轮齿与其轴线倾斜；传动平稳，适合于高速传动，但
有轴向力；有外啮合、内啮合和齿轮齿条传动类型。
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内啮合圆柱齿轮机构
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齿轮齿条机构
• 重点：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论 和设计计算。难点：共轭齿廓的确定；一对轮齿的 啮合过程；变位齿轮传动；斜齿轮和锥齿轮的当量 齿轮和当量齿数。
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§5-1 齿轮机构的应用和分类
本节要求：了解齿轮机构的类型和应Baidu Nhomakorabea。
齿轮机构的特点和应用
3.人字齿轮机构－－齿形如人字，它相当于两个全等、但 螺旋方向相反的斜齿轮拼接而成。 4.曲线齿圆柱齿轮机构－－其轮齿沿轴向成弯曲的弧面。
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人字齿圆柱齿轮机构
特点：由两排旋向相反的斜齿轮对称组成，其轴向力被相互
抵消10:3。6 适合高速和重载传动，但制造成本较高。
二、空间齿轮机构－用来传递两相交轴或交错轴（既不平 行也不相交）之间的运动和动力。
10:36
• 了解齿轮机构的类型和应用；理解平面齿轮机构的 齿廓啮合基本定律及有关共轭齿廓的基本知识；掌 握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性及渐开线齿轮传 动的正确啮合条件和连续传动条件；熟悉渐开线齿 轮各部分的名称、基本参数及各部分几何尺寸的计 算；掌握渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象， 渐开线标准齿轮的最少齿数及渐开线齿轮的变位修 正和变位齿轮传动的概念；掌握斜齿圆柱齿轮齿廓 曲面的形成、啮合特点，并能计算标准斜齿圆柱齿 轮的几何尺寸；了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点 及其基本尺寸的计算；对蜗轮蜗杆的传动特点有所 了解。
节圆：对于恒定传动比，节点P的位置固定不动，两啮 合齿轮的节曲线是两个圆，称为节圆。
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齿廓啮合基本定律： 在啮合的任一瞬时，两轮齿廓曲线在相应接触点的公法 线必须通过按给定传动比确定的该瞬时的节点。 （平面齿轮机构轮齿齿廓正确啮合的基本条件）
按啮合性质分 内啮合齿轮传动：齿轮转向相同 齿轮与齿条传动：齿轮转动，齿条作直线运动
2.斜齿圆柱齿轮机构－－轮齿与其轴线倾斜一个角度
外啮合齿轮传动：齿轮转向相反 按啮合性质分 内啮合齿轮传动：齿轮转向相同
齿轮与齿条传动：齿轮转动，齿条作直线运动
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直齿圆柱齿轮机构
外啮合齿轮传动
内啮合齿轮传动
1.圆锥. 齿轮机构：传递两相交轴之间的转动。 齿形可分为：直齿、斜齿、曲线
2.交错轴斜齿轮机构：两个斜齿轮的轴线成空间交错的齿 轮机构
3.蜗轮蜗杆机构：两轴一般垂直交错。 4.准双曲线齿轮机构：两轴一般垂直交错。
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圆锥齿轮机构
直齿圆锥齿轮机构
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斜齿圆锥齿轮机构
曲线齿圆锥齿轮机构
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节点：高副啮合相对瞬心一定在两轮中心的连线上，齿轮 啮合相对速度瞬心P即为啮合节点。
此时齿轮的传动比为
i12
1 2
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O2 P O1P
节曲线：若点P在啮合过程中，节点P在每个齿轮运动平
面上的轨迹称为该齿轮的瞬心线，又称为节曲线。
若传动比是变化的，轨迹一般是两条非圆曲线称为非圆齿 轮。若为定传动比，则P点固定，轨迹为圆。
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平行轴外啮合齿轮传动改变齿轮的回转方向
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平行轴内啮合齿轮传动不改变齿轮的回转方向
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(3) 改变运动的传递方向
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相交轴外啮合齿轮传动不仅改变齿轮的回转方向还改变运动 的传递方向
交错轴外啮
合齿轮传动不仅
改变齿轮的回转
方向还改变运动
第五章 齿轮机构及其设计
§5-1 §5-2 §5-3 §5-4 §5-5 §5-6 §5-7 §5-8 §5-9 §5-10 §5-11 §5-12 §5-13
齿轮机构的应用和分类 齿廓啮合基本定律 渐开线及渐开线齿廓 渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的尺寸 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 渐开线齿廓的展成加工及根切现象 变位齿轮 变位齿轮传动 平行轴斜齿圆柱齿轮机构 交错轴斜齿轮机构 蜗杆机构 圆锥齿轮机构 其他曲线齿廓的齿轮机构简介