机械基础之齿轮传动的特点、应用与分类

６．分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称 为分度圆，其直径用d表示。 ７．齿距：两个相邻而同侧的端面齿廓之间的弧长称为 齿距，用p表示。即 p＝s＋e ８．齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高， 用h表示。 ９．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。 10．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。 11．齿宽：沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度，用b表示。
(3）对齿轮传动的基本要求
采用齿轮传动时，因啮合传动是个比较复杂的运动过程 ，对其要求是： ①传动要平稳 要求齿轮在传动过程中，任何瞬时的传动 比保持恒定不变。以保持传动的平稳性，避免或减少传动 中的噪声、冲击和振动。 ②承载能力强 要求齿轮的尺寸小，重量轻，而承受载荷 的能力大。即要求强度高，耐磨性好，寿命长。
与其他传动相比齿轮传动有如下特点： ①瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠； ②适用范围广；可实现平行轴、相交轴、交错轴之间的 传动；传递的功率和速度范围较大；
③结构紧凑、工作可靠，可实现较大的传动比； ④传动效率高、使用寿命长； ⑤齿轮的制造、安装要求较高； ⑥不适宜远距离两轴之间的传动。
（1）传动比
右图所示的一对齿轮中，设主动齿轮的转速为n1，齿数
为z1，从动齿轮的转速为n2，齿数为z2，由于是啮合传动,
在单位时间里两轮转过的齿数应相等，即
得一对齿轮的传动比为
i n1 z2
z1
n1
z，2 由n2 此可
n2 z1
上式说明一对齿轮传动比，就是主
动齿轮与从动齿轮转速(角速度)之比，
cos k
rb rk
4）渐开线的形状取决于基圆的大小。 基圆相同，渐开线形状完全相同。基圆越小，渐开
线越弯曲。基圆越大，渐开线越平直。当基圆半径趋 于无穷大时，渐开线就变成一条直线，此时，齿轮就 变成了齿条。 5）基圆内无渐开线。 因为发生线是沿基圆滚动的，所以基圆内无渐开线。 6）渐开线上各点压力角不相等，越远离基圆压力角 越大，基圆上的压力角等于零。渐开线上任意点的法 线与该点的速度方向线所夹的锐角称为压力角.
二、渐开线函数
1、渐开线上任意一点的表示法：极坐标（ rk ，θk ） 2、渐开线函数 θk = invαk =tanαk – αk 3、渐开线函数表 P145表 6.2
例1:试查出αk =20°的渐开线函数。
例2:试查出αk =23°18′的渐开线函数。
第三节 渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸计算
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 。
发生线
K
B
rb
基圆
A O
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、渐开线的性质
1）发生线在基圆上滚过的线段长等于基圆上被 滚过的一段弧长，即NK=AN。
（4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式分直齿、 斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同分为渐开线齿轮 、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种；其中渐开线制 造容易、便于安装、互换性好，应用最广。 （6）按齿轮的啮合方式分为外啮合齿轮传动 、内啮合齿轮传动和齿条传动。
6.2 渐开线的形成原理和基本性质
一、渐开线的形成和基本性质
二、齿轮传动的分类
齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 （1）根据轴的相对位置分为平面齿轮传动（两轴 平行）与空间齿轮传动（两轴不平行）两大类 （2）按工作时圆周速度的不同分低速( v 3)m、s 中 速（ v 3）~ 5、m 高s 速（ ）v三 1种5m；s （3）按工作条件不同分闭式齿轮传动（封闭在箱 体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、半开式齿 轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开 式齿轮传动（齿轮暴露在外，不能保证良好润滑） 三种；
2）渐开线上任意一点K的法线，NK必切于基圆 ，即过渐开线上任意一点K的法线与过K点的基圆切 线重合，并且也与发生线重合。
3）渐开线上各点的曲率半径不相等。 K点离基圆越远，其曲率半径越大，渐开线越平 直。反之，曲率半径越小，渐开线越弯曲。
Vk
k
发生线
K
Fn rk
NB rb k k
KA0
O
基圆
BOK= k
一．齿轮各部分的名称
１．齿槽：齿轮上相邻两轮齿之间的空间。 ２．齿顶圆：轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆，其直径 用da表示。 ３．齿根圆：齿槽底部所在的圆称为齿根圆，其直径 用df表示。 ４．齿厚：一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿 厚，用s表示。 ５．齿槽宽：一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿 槽宽，用e表示。
与其齿数成反比。
若两齿轮的旋转方向相同，规定传
动比为正；若两齿轮的旋转方向相反
，规定传动比为负，则一对齿轮的传
动比可写为
i n1 z2
n2
z1
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（2）应用特点
在机械传动中，齿轮传动应用最广泛。在工程机械、矿 山机械、冶金机械以及各类机床中都应用着齿轮传动。齿 轮传动所传递的功率从几w至几万kW；它的直径从不到 1mm的仪表齿轮，到10 m以上的重型齿轮；它的圆周速 度从很低到100m／s以上。大部分齿轮是用来传递旋转运 动的，但也可以把旋转运动变为直线往复运动，如齿轮齿 条传动。
机械基础
2010年09月
第6章 齿轮传动
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；蜗杆传动用来传递交错轴之间的运动和 动力，常用作减速传动。
6.1 齿轮传动的特点、应用和分类 6.2 渐开线的形成原理和基本性质 6.3 渐开线齿轮的基本参数和几何尺寸计算 6.4 渐开线齿轮传动的啮合 6.5 渐开线齿轮的切齿原理与根切现象 6.6 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 6.7 渐开线圆柱齿轮传动的设计 6.8 锥齿轮传动 6.9 蜗杆传动 6.10 齿轮的结构设计
6.1 齿轮传动的特点、应用和分类
一、齿轮传动的应用特点
1．齿轮传动的应用特点 齿轮传动由主动轮、从动轮和机架组成。齿
轮传动是靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿直接啮 合来传递运动和动力的装置。下图所示，当一对 齿轮相互啮合而工作时，主动轮O1的轮齿1、2 、3，…，通过啮合点法向力Fn的作用逐个地推 动从动轮O2的轮齿1’、2’、3’，…，使从动 轮转动，从而将主动轮的动力和运动传递给从动 轮。