标准渐开线齿轮直齿圆柱齿轮啮合传动
渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和
. -任务一、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称1、齿顶圆：通过轮齿顶部的圆周。
齿顶圆直径以d a表示。
2、齿根圆：通过轮齿根部的圆周。
齿根圆直径以d f表示。
3、分度圆：齿轮上具有标准模数和标准齿形角的圆。
分度圆直径以d表示。
4、齿厚：在端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿厚以s表示。
5、齿槽宽：在端平面上，一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿槽宽以e表示。
6、齿距：两个相邻且同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿距以p表示。
7、齿宽：齿轮的有齿部位沿分度圆柱面直母线方向量度的宽度。
齿宽以b表示。
8、齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。
齿顶高以h a表示。
9、齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离。
齿根高以h f表示。
展示多媒体图片，使学生对渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称认识更直观。
10、齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
齿高以h表示。
任务二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数直齿圆柱齿轮的基本参数共有：齿数、模数、齿形角、齿顶高系数和顶隙系数五个，是齿轮各部分几何尺寸计算的依据。
1、齿数z一个齿轮的轮齿总数。
2、模数m齿距与齿数的乘积等于分度圆的周长，即pz=πd,式中z是自然数，π是无理数。
为使d为有理数的条件是p/π为有理数，称之为模数。
即：m=p/π模数的大小反映了齿距的大小，也及时反映了齿轮的大小、已标准化。
模数是齿轮几何尺寸计算时的一个基本参数。
齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，齿轮就越大，承载能力越强：分度圆直径相等的齿轮，模数越大，承载能力越强。
如图所示：出示教具并提问：模数与轮齿有什么关系？3、齿形角α在端平面上，通过端面齿廓上任意一点的径向直线与齿廓在该点的切线所夹的锐角称为齿形角，用α表示。
渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，离基圆越远，齿形角越大，基圆上的齿形角α=0°。
对于渐开线齿轮，通常所说的齿形角是指分度圆上的齿形角。
国标规定：渐开线齿轮分度圆上的齿形角α=20°。
标准渐开线齿轮直齿圆柱齿轮啮合传动
4.3 标准渐开线齿轮直齿圆柱齿轮啮合传动一、啮合过程和正确啮合条件图1 图2 图3图中B2点是从动轮2齿顶圆与啮合线N1N2的交点，是一对轮齿啮合的起始点。
随着啮合传动的进行，两齿廓的啮合点沿着啮合线移动，直到主动轮1的齿顶圆与啮合线的交点B1时，两轮齿即将脱离接触，B1点为轮齿啮合的终止点。
从一对轮齿的啮合过程来看，啮合点实际走过的轨迹只是啮合线上的一段，即，称为实际啮合线。
当两轮齿顶圆加大时，点B2和B1将分别趋近于点N1和N2，实际啮合线将加长，但因基圆内无渐开线，所以实际啮合线不会超过N1N2，即N1N2是理论啮合线，称为理论啮合线。
从动画中可以看出，在两轮轮齿的啮合过程中，并非全部渐开线齿廓都参加工作，而是图中阴影线所示的部分。
实际参与啮合的这段齿廓称为齿廓工作段。
一对齿轮啮合时齿廓工作段的求法：三个图中的齿轮都是渐开线齿轮，但图1和图2中的主动轮只能带动从动轮转过一个小角度就卡死不能动了，而图3中的主动轮可以带动从动轮整周转动，看来并不是任意两个渐开线齿轮都能正确地进行啮合，而是必须满足一定的条件，即正确啮合条件。
那么，这个条件是什么？从图3中可以看出：两个渐开线齿轮在啮合过程中，参加啮合的轮齿的工作一侧齿廓的啮合点都在啮合线N1N2上。
而在图1和图2中，工作一侧齿廓的啮合点H不在啮合线N1N2上，这就是两轮卡死的原因。
从图3中可以看出是齿轮1的法向齿矩，是齿轮2的法向齿矩，亦即:这个式子就是一对相啮合齿轮的轮齿分布要满足的几何条件,称为正确啮合条件。
由渐开线性质可知，法向齿距与基圆齿距相等，故上式也可写成将和代入式中得：由于模数m和压力角均已标准化，不能任意选取，所以要满足上式必须使：结论：一对渐开线齿轮，在模数和压力角取标准值的情况下，只要它们分度圆上的模数和压力角分别相等，就能正确啮合。
二、齿轮传动的正确安装条件1、齿侧间隙为了避免齿轮在正转和反转两个方向的传动中齿轮发生撞击,要求相啮合的轮齿的齿侧没有间隙。
第三十九讲渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
在主动轮顶圆与N1N2 线交点处B1脱离啮合。
B1B2 －实际啮合线
NN22
N1N2 ：理论上可能的最长啮合线段 ——理论啮合线段
N1、N 2 ——啮合极限点
阴影线部分——齿廓的实际工作段。
O1 ω1 ra1
B2 NN11 P B1
ra2 rb2
ω2
O2
JM 返回
4、连续传动条件 为保证连续传动，要求： 实际啮合线段B1B2≥pb (齿轮的法向齿距)，
r1’ = r1 α’＝α
节线与分度线不重合
ra1
r1
rf1
O1
ω1
1
N1
B2 N2 B1P v2
α’=α
2
ra1
r1
rf1
O1
ω1
1
B2 N1 α’=α
N2
P
B1
v2
2
JM 返回
3、一对轮齿的啮合过程
轮齿在从动轮顶圆与N1N2 线交点B2处进入啮合，
主动轮齿根推动从动轮齿顶。
rb1
随着传动的进行，啮合点沿N1N2 线移动。
∴εα =[z1(tgαa1-tgα’) + z2(tgαa2-tgα’)]/2π
O1
ra1 B1
α’ rb1
αa1
P B2N1
N2 ra2
rb2 αa2
α’
O2
JM 返回
②齿轮齿条传动：
εα= B1B2/pb ＝(PB1+P B2)/πmcosα PB1 ＝z1mcosα(tgαa1-tgα’)/2 PB2＝h*am/sinα
1、正确啮合条件
要使进入啮合区内的各对齿轮都能正确地进入啮合，两齿轮的相邻两齿 同侧齿廓间的法向距离应相等：
知识点渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动1正确啮合条件2渐开线齿轮
1 正确啮合条件
两齿轮的正确啮合条件为
m1 m2 m
1 2
即啮合条件为：Βιβλιοθήκη 轮的 模数和压力角必须分别 相等。
渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
2 渐开线齿轮传动的重合度
齿轮传动是依靠两轮 的轮齿依次啮合而实 现的。
具体啮合及重合度的 概念观看右图演示。
r'
rb1
cos1'
rb 2
cos
' 2
(r1
r2
)
cos cos '
a
cos cos '
渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
3.2.齿轮齿条啮合
齿轮齿条啮合时，相当于齿轮的分度圆与齿条的节圆作纯 滚动。标准安装时，齿条的节线与齿轮的分度圆相切。
此时， ' 当齿条圆离或靠近齿轮时，啮合线位置不 变，
啮合角不变，节点位置不变，齿轮与齿条啮合时齿轮的分度圆 永远与节圆重合，啮合角等于压力角。但只有标准安装时，齿 条的分度线才与节线重合。
渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
3 渐开线齿轮的无侧隙啮合
3.1.外啮合传动 标准中心距
a r1' r' r1 r2 m(z1 z2 ) / 2
径向方向上留有间隙c
c (ha* c* )m ha*m c*m
非标安装时，中心距
a'
r1'
26渐开线直齿圆柱齿轮及啮合传动的特点和应用
《机械基础》教案（2009～ 2010学年第二学期）学院山西省工贸学校系（部）机电系教研室教师梁少宁山西省工贸学校③学生学案课题名称：渐开线直齿圆柱齿轮及啮合传动的特点和应用班级：姓名：(一)、工作任务：通过让学生观察齿轮的模型和圆柱齿轮的齿形，然后讨论圆柱齿轮的齿形特点和齿形在齿轮传动过程中能起什么作用。
(二)、学习目标：1、掌握渐开线的形成及性质2、了解齿廓的啮合的特点3、熟悉渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算4、明了渐开线齿廓的啮合的特点(三)、回答问题1、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求是什么？2、渐开线齿廓的啮合特点有那些？(四)、分析该资料，完成项目任务：一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求一是传动要平稳，二是承载能力要强二、渐开线的形成、性质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。
2、渐开线的性质由渐开线的形成可知：（1）发生线在基圆上滚过的线段KB，等于基圆上被滚过的圆弧长AB。
（2）渐开线上的任意一点K的法线必与基圆相切。
点离基圆越远，其曲率半径越大，渐开线越平直。
反之亦然。
（4）渐开线的形状决定与基圆的大小。
基圆相同，渐开线的形状完全相同。
基圆半径无穷大时，渐开线将变成直线，齿轮就变成齿条。
（5）基圆内无渐开线。
二、渐开线齿廓啮合基本定律齿轮传动要满足瞬时传动比保持不变，则两轮的齿廓不论在何处接触，过接触点的公法线必须与两轮的连心线交于固定的一点。
三、渐开线齿廓的啮合特点1、传动比恒定2、两齿轮的传动比与两节圆半径成反比，同时与两基圆半径成反比。
由于两啮合齿轮的节圆半径、基圆半径是定值，所以能保证传动比恒定3、传动的可分性当两轮的中心距稍有变化时，其瞬时传动比仍将保持不变，这个特点称为渐开线齿轮传动的可分性。
4、由于齿轮制造和安装误差等原因，常使渐开线齿轮的实际中心距与设计中心距之间产生一定误差，但因有可分性的特点，其传动比仍能保持不变。
渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
渐开线直齿圆柱齿轮
图10-5 渐开线齿轮传动的啮合特性
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机械设计基础
Machine Design Foundation
渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
1．传动比的恒定性 由图10-5，可推得齿轮传动的瞬时传动比
i12
1 2
vK1 / O1K vK 2 / O2 K
O1和O2为圆心，过节点P作两个相切的圆，称为节圆。节圆半径r'1=
O1P，r'2= O2P。所以
i12
1 2
rb 2 rb1
r2 ' r1 '
（10-11）
即一对渐开线齿轮传动的瞬时传动比也等于两节圆半径的反比。
2．啮合角的不变性
一对齿轮通过齿廓的直接接触来传递运动和动力，所有啮合点
都在啮合线上。当不计摩擦时，其齿廓间的正压力将沿接触点的公
B2 B1 1
（10-15）
pb
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机械设计基础
Machine Design Foundation
渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
1.4 安装中心距和标准安装中心距
一对外啮合渐开线标准齿轮传动的安装中心距a'是两齿轮节圆
半径之和，即a'=r1'+ r2'。由式（10-1）可得 r'= rb/cosα'，式中α'是节
1.2 渐开线齿轮的正确啮合条件
如图10-6a所示，设相邻两齿同侧齿廓与啮合线（也是公法线）
N1N2的交点分别为K1和K2，线段K1K2的长度称为齿轮的法向齿距。 要使两轮正确啮合，它们的法向齿距必须相等。由渐开线的性质可
知，法向齿距等于两轮基圆上的齿距。因此，要使两轮正确啮合，
机械原理渐开线标准齿轮传动
（2）保证两轮的顶隙为标准值
c=c*m
s1
e1
s2
e2
m
2
s1'
e1'
s2'
e2'
m
2
也满足齿侧间隙为零的条件
机械原理
第10章齿轮机构及其设计
啮合角(working pressure angle)
在齿轮传动时其节点P的圆周速度 方向与啮合线N1N' 2之间所夹的锐角， 叫啮合角。用 表示。
啮合角等于节圆上的压力角。
机械原理
第10章齿轮机构及其设计
2。齿轮齿条传动
标准安装： '
r1' r1 (齿轮) 齿条节线与分度线重合
非标准安装： '
r1' r1 （齿轮）
齿条节线与分度线分离。
机械原理
第10章齿轮机构及其设计
三、一对轮齿的啮合过程及连续传动的条件
Action process of one pair of teech and factor of transmission continued
N1N2称为理论啮合线段，
N1、N2称为啮合极限点。
齿廓工作段
机械原理
2.齿轮连续传动的条件 1）外啮合：
第10章齿轮机构及其设计
[ ]的推荐值：
一般机械1.4 汽车拖拉机：1.1 ~ 1.2 金属切削机床：1.3
机械原理
第10章齿轮机构及其设计
重合度(contact ratio)的计算
机械原理
机械原理
第10章齿轮机构及其设计
作业 10 - 23 10 - 26 10 - 29 10 - 34
1.一对轮齿的啮合过程：
§10—5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
△=e2′-s1′= e1′-s2′ 但为了使齿轮在正转和反转 时避免轮齿间的冲击，这种齿侧 间隙一般都很小，通常是由制造 公差来保证的。而在设计、计算 齿轮的公称尺寸时，都按无侧隙 来考虑，即△=0。 由图10-13可见，侧隙的大小 与中心距的大小有关。
2）保证两轮的顶隙c为标准值，即c=c*m。 在一轮的齿顶圆 与另一轮的齿根圆之 间应留有一定的间隙， 称为顶隙。顶隙的标 准值为c=c*m。 由图可见，顶隙 的大小也与中心距大 小有关。
图10-17
2、重合度(Contact 、
Ratio)
通常把B1B2与pb的比值εα称为齿轮传动的重合度 重合度。其 重合度 大小反映了齿轮连续传动的程度。则： εα= B1B2 / pb≥1——连续传动条件 在实际的工程中，应要求εα≥[εα]（许用重合度 许用重合度）。 [εα] 许用重合度 随齿轮机构的使用要求和制造精度而定，常用的推荐值见 P184表10-3。
∵ a= r1 +r2= r1′+r2′ 且i12= r2′/ r1′= r2 / r1 ∴ r1= r1′， r2= r2′即分度圆 与节圆重合，两个分度圆 相切。 这种按标准中心距 （即分度圆与节圆重合） 的安装，称为标准安装 标准安装。 标准安装
在标准安装时： ∵ 标准齿轮分度圆上：s1= e1= s2=e2=πm/2，且分度圆与 节圆重合 ∴ s1′= e1′= s2′=e2′=πm/2 ∴ △=e2′-s1′= e1′-s2′=0 ——无侧隙条件 ∴ 标准齿轮在标准安装时，能满足无侧隙啮合的要求。
图10-13 a
2、标准中心距和标准安装 、 当顶隙为标准值c=c*m 时，设中心距为a，则 a = ra1+ c + rf2 =r1+ha*m+c*m+r2-( ha*+c*)m = r1 +r2 = m ( z1 + z2 ) / 2 即两轮的中心距a等 于两轮的分度圆半径之和。 我们把这种中心距称为标 标 准中心距。 准中心距
机械设计基础第5章 齿轮传动-1原理1
课堂练习
今有一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮，已知 m=4mm， z1=25, z2=75。试计算：中心距a，分度 圆直径d1、d2，齿顶圆直径da1、da2。
解： d1 mz1 4 25 100mm d 2 mz 2 4 75 300 mm da1 d1 2ha 100 2 1 4 108mm
齿轮插刀插外齿
齿轮插刀 齿条插刀
齿轮滚刀
滚直齿轮
滚斜齿轮
二、根切现象与最少齿数
二、根切现象与最少齿数
若刀具齿顶线超过N1点，则会将 根部已加工出的渐开线切去一 部分，这种现象称为根切。 根切使齿根削弱，还会使重合 度减小，所以应当避免。 标准齿轮是否发生根切取决于其 齿数的多少。当齿数增多时， 分度圆半径增大，轮坯中心上 移至O1’ 处，理论啮合点也随之 上移至N1 ’ 处，从而避免根切； 标准齿轮欲避免根切，其齿数z 反之，齿数越少，根切越严重。 必须大于或等于不根切的最少 齿数 。对于α=20°和ha* =1的 正常齿制标准渐开线齿轮，其 最少齿数zmin=17。
O1 O1
ω1 r′2 rb1 N1 ′ C N2 rb2 ω2 O2 r′1 rb2 r′1 r′2 ω1 rb1 N1 K
N2
C
K
ω2
O
三、渐开线齿廓啮合的其它特性
2、啮合线与啮合角 对于渐开线齿轮，无论在哪一 点接触，接触点总是在两基圆 的内公切线上 。 因此直线N1N2就是渐开线齿廓 的啮合线。 过节点C作两节圆的公切线，它 与啮合线N1N2间的夹角称啮合角 （α ’）。 啮合角等于节圆上的压力角α ’
a=r1’+r2’=r1+r2=m(z1+z2)/2
《直齿圆柱齿轮机构基本参数和啮合传动》
da1=88mm.大齿轮太大，只测得全齿高h=9mm，数出齿数Z1=20、 Z2=80，试判断这两齿轮能否正确啮合。 解：齿顶圆直径da1=m(z1+2)=88mm,则m1=da1/(z1+2)=4mm
全齿高h2=2.25m2=9，则m2=9/2.25=4mm
N2
B2
N2
B2 B1 P r2
K1K1' > K2K2' pb1>pb2
r2
rb2
r2
rb2
rb2
K1K1' < K2K2'
ω2
pb1<pb2 O2 两轮卡住！
pb1=pb2
ω2
ω2
O2 能正确啮合!
O2 传动中断!
三、渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件
KKˊ p b1 p b2
pb1 πm1 cos1
d '
二、直齿圆柱齿轮几何尺寸计算
名 称 符号 d db ha hf 计算公式 d=mz
* ha ha m
分度圆直径 基圆直径 齿顶高 齿根高
db=dcos
* hf (ha c * )m
齿高 齿顶圆直径
齿根圆直径 齿 距 齿 厚 齿槽宽 基圆齿距（法向齿距）
h da
df p s e pb
ra1
N2 B1
1 rb1
B2N1
rb2 o2
ra2 2
四、渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件
2、渐开线齿轮连续传动的条件：
如图所示，如果实际啮合线段大于 齿距p，当前一对轮齿正要终止啮合时， 后一对轮齿已经在啮合线上，故能保证
机械原理教案15渐开线圆柱齿轮基本参数和尺寸计算及啮合传动
（11）法向齿距 相邻两齿同侧齿廓之间在法线方向上的距离称为法向齿距，以n p 表示。
根据渐开线的性质可知，法向齿距总等于基圆齿距，即n b p p =。
二、标准直齿圆柱齿轮的五个基本参数 （1）齿数 z ，齿轮的大小和渐开线齿廓的形状均与z 有关。
（2）模数 分度圆周长d zp =π=，于是d zp /=π，人为地规定分度圆齿距P 与π的比值只能取一个有理数列，用m 表示，称为模数，单位是mm ，即p m π=则 d mz =模数增大，齿轮各部分尺寸都相应增大，所以模数是决定齿轮大小的一个基本参数。
表7-2为标准模数系列。
（3）分度圆压力角α (简称压力角) 分度圆上的压力角为标准值，20︒α=分度圆是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。
任一个齿轮都有一个且只有一个分度圆。
（4）齿顶高系数a h **a ah h m =。
（5）顶隙系数c * 两齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶圆和另一个齿轮的齿根圆之间的径向间隙称为顶隙，用c 表示， *c c m =。
齿根高()**f ah h c m =+。
我国规定了齿顶高系数和顶隙系数的标准值： 正常齿制 当1m mm ≥时， 1*ah =，025*c .=短齿制 08*ah .=，03*c .= 上述五个参数z 、m 、α、ah *、c *确定后，齿轮各个部分的尺寸就完全确定下来了，因此称z 、m 、α、ah *、c *为标准直齿圆柱齿轮的五个基本参数。
如果m 、α、a h *、c *均为标准值，且满足以下两个条件：（1）分度圆齿厚等于齿槽宽，即22s e p /m /===π（2）具有标准的齿顶高和齿根高，即*a ah h m =，()**f a h h c m =+ 这样的齿轮称为标准齿轮，否则称为非标准齿轮。
三、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的几何尺寸计算公式见表7-3。
两个高：齿顶高m h h a a *=，齿根高f h ＝m c h a )(**+四个圆：分度圆直径z m d ⋅= 齿顶圆直径：)2(2+=+=z m h d d a a齿根圆直径：)5.2(2-=-=z m h d d f f 基圆直径αcos d d b =熟记 公式内 容四个弧长：分度圆上的齿距p m s e π=⋅=+；齿厚和齿槽宽2/m e s ⋅==π基圆齿距cos cos b p p αm α==π，等于法向齿距n p标准中心距：2/)(2/)(2121z z m d d a +=+=上述公式，要求必须掌握。
渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验指导书(1)
渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验指导书一、实验目的1. 测定渐开线直齿圆柱齿轮的几何参数；（1）通过测量公法线长度确定模数m和压力角α：（2）通过测量齿顶圆直径d a和齿根圆直径d f，确定齿顶高系数h a*和顶隙系数c*；（3）通过标准齿轮公法线长度与实测公法线长度的比较，判断齿轮的变位类型，并计算变位系数x，确定齿轮是否根切；2. 观察直齿圆柱齿轮的啮合传动过程，测定重合度。
3. 确定变位齿轮的传动类型及啮合参数。
二、实验仪结构及实验原理1. 实验仪结构，如图1所示：图1 实验仪结构图齿轮轴1、2固定在台板上，其中心距为100±，齿轮1的轴颈上可分别安装2#、3#、5#、6#实验齿轮，齿轮2的轴颈上可分别安装1#、4#实验齿轮，1#齿轮可分别与2#、3#齿轮啮合，4#齿轮可分别与5#、6#齿轮啮合，共组成四对不同的齿轮传动。
实验仪还配有4块有机玻璃制的透明面板，面板相当于齿轮箱体的一部分，面板上刻有齿顶圆、基圆、啮合线等，两孔同时安装在齿轮轴1、2的轴颈上。
面板I和面板II分别用于齿轮1～2和齿轮1～3两对啮合传动，面板III和面板IV分别用于齿轮4～5和齿轮4～6两对啮合传动。
2. 渐开线直齿圆柱齿轮参数测定原理渐开线齿轮的基本参数有五个：z、m、α、h a*、c*，其中m、α、h a*、c*均应取标准值，z 为正整数。
对于变位齿轮，还有一个重要参数，即变位系数x ，变位齿轮及变位齿轮传动的诸多尺寸均与x 有关。
（1）通过测量公法线长度确定模数m 和压力角α，见图2。
① 确定跨齿数k ：20.5cot 180xk z ααπ=++o② 测量公法线长度k W '和1k W +'。
③ 确定模数m 、压力角α：图2 用游标卡尺测公法线长度根据渐开线性质：发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长。
(1)k b b W k p s '=-+ 1k b b W kp s +'=+所以1cos b k k p W W m πα+''=-=式中因α一般只为20。
第5章渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
.2 重合度的计算
两对齿同时啮合时的法向距离等于基圆齿距pb,而任一对 齿轮的啮合点必在线段AB之间，必须AB≥ pb
用重合度表示：=AB/ pb =端面作用弧/齿距≥1
这是齿轮的连续传动条件。 设计时一般取 ≥1.1~1.5
重合度的计算公式为（不推导）：
1.88
a、范成运动：插刀和轮坯以 i=n刀/ n坯= z坯/ z刀恒定传动 比回转，它如同齿轮啮合传动一样。
b、切削运动：插刀沿轮坯轴线作往复切削运动。 c、进给运动：插刀向轮坯中心逐步移动，直至达到规定中心距。
d、让刀运动：为防止损伤切好 的齿面，退刀时有一个让刀运动。
同样原理也可用于齿条插刀 加工
渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介
减轻措施：提高硬度及质量、 注意清洁。
齿轮传动的损伤形式及计算准则
4、齿面胶合 胶合是相互啮合的轮齿表面在一定的压力下直接接触粘连到 一起，同时伴随齿面的相对运动，使金属从齿面上撕落现象。
热胶合 重载高速→摩擦热大，油膜破坏→金属熔焊 工作面沿滑动方向有撕裂状沟痕，胶合部有颜色变化（回火）。
冷胶合 重载低速（未经跑合）→局部压力 很大→金属粘着 跑合后会消失。
为什么加工精度低？
齿廓形状决定于基圆rb = mzcos ，故m一定，但z不同，齿形
有差异，所以要制造精确，对每一模数于每一种齿数就要准备一 把铣刀，就是不可能的。实际情况是一把标准铣刀对应于一定模
数和几种齿数的齿轮。
渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介
2、范成法 这种方法是利用一对齿轮互相啮合时其 轭齿廓互为包络线原理来切齿的。 1）插齿
选材料时要尽量不用合金钢，有些合金元素还要进 口，例如过去镍(Ni)要进口，我们就要用三吨对虾去换 一吨镍，所以只有在重要场合才用合金钢，要根据具体 情况来选用，要尽量节约材料。 齿轮材料选择实例二：
渐开线标准直齿圆柱齿轮传动各部分的名称
四、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
渐开线标准直齿圆Байду номын сангаас齿轮的几何尺寸计算公式见表11-2-2。
例1 某渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿数为20，分度圆直径为80 mm，试求该齿轮的齿距、模数。
一、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称
1.“四圆”：齿顶圆、齿根圆、 分度圆和基圆。
2.“四弧”：齿距、齿厚、齿 槽宽和基圆齿距。
3.“三高”：齿高、齿顶高和 齿根高。
4.“齿宽” ：齿轮有齿部分沿
分度圆柱面的直母线方向量 想一想：比较外齿轮与内齿轮
度的宽度，以b表示。
“四圆”、“四弧”、“三高”
的异同。
二、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动各部分的名称
⒈节点和节圆 ⒉啮合点和啮合线 ⒊理论啮合线和实际啮合线 ⒋中心距 ⒌啮合角 ⒍工作高度 ⒎运动方向线 ⒏侧隙和顶隙
想一想： 压力角与啮合角、分度圆与节圆的异同。
三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数
在渐开线标准直齿圆柱齿轮中，齿轮的齿数、模数、压力 角、齿顶高系数、顶隙系数是齿轮的五个重要参数。只要已 知以上五个参数，其余参数都可以通过计算的方法获得。 ⒈齿数z： 齿轮轮齿的个数称为齿数。 ⒉模数m：齿距p除以圆周率所得的商称为模数 ⒊齿形角：齿轮齿廓上某点径向直线与齿廓在该点的切线所
渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
一对齿轮啮合是靠圆周上的轮齿依 次啮合来实现的，不得出现传动中断、 轮齿撞击、齿廓重叠等现象，相啮合的 一对齿轮必须满足正确啮合条件、连续 传动条件和无侧隙传动条件。
渐开线标准直齿圆柱齿轮是指一 齿轮的轮齿能正确地嵌入另一齿 轮的齿槽间，且需要各对轮齿依 次正确啮合且互不干扰。图1-8 所示的一对渐开线齿轮啮合传动， B1B2为啮合线的实际长度，其长 度为齿轮的法向齿距。
达B2点进入啮合。显然两轮连 续传动的条件为
B2B1≥pb
（1-8）
图1-9 齿轮连续传动条件
渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
通常把实际啮合线长度与基圆齿距的比称为重合度，以ε表示，即
ε的大小表明同时参与啮合的齿对数的多少，其与啮合齿轮的齿数有 关，而与模数无关。ε值越大表明同时参与啮合的轮齿对数越多，则每对 轮齿的载荷就越小、载荷变化量越小，传动越平稳。
理论上，ε=1就能保证连续传动，但由于齿轮的制造和安装误差及传 动中轮齿的变形等因素的影响，必须使ε＞1。一般机械制造中，通常取 ε≥1.1～1.4。
渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
3. 齿轮传动的无侧隙啮合条件
齿轮啮合时相当于一对节圆做纯滚动。齿轮的无侧隙啮合传动是 指一个齿轮在节圆上的齿厚与另一个啮合齿轮在节圆上的齿槽宽相等的 传动，即s′1=e′2，s′2=e′1 s=e=πm/2，而两齿轮正确啮合时，m1=m2，因此，若要实现无侧隙 传动，就要齿轮的分度圆与节圆重合。这样的安装称为标准安装，此时 的中心距称为标准中心距，用a表示，则有
由式（1-7）可得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。若每对轮齿的基圆齿距都不相等，则 必然会出现齿廓的局部重叠或过大侧隙，即出现卡死或冲击振动现象。
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4.3 标准渐开线齿轮直齿圆柱齿轮啮合传
动
一、啮合过程和正确啮合条件
图
1 图
2
图中B
2
点是从动轮2齿顶圆与啮合线N
1
N2的
传动的进行，两齿廓的啮合点沿着啮合线移动
B1时，两轮齿即将脱离接触，B1点为轮齿啮合
从一对轮齿的啮合过程来看，啮合点实际走
称为实际啮合线。
当两轮齿顶圆加大时，点B2和B1将分别趋近
基圆内无渐开线，所以实际啮合线不会超过N
线。
从动画中可以看出，在两轮轮齿的啮合过程中，并非全部渐开线齿廓都参加
工作，而是图中阴影线所示的部分。
实际参与啮合的这段齿廓称为齿廓工作段。
一对齿轮啮合时齿廓工作段的求法：
三个图中的齿轮都是渐开线齿轮，但图1和图2中的主动轮只能带动从动轮转过一个小角度就动从动轮整周转动，看来并不是任意两个渐开线齿轮都能正确地进行啮合，而是必须满足一定的条什么？
从图3中可以看出：两个渐开线齿轮在啮合过程中，参加啮合的轮齿的工作一侧齿廓的啮合点都工作一侧齿廓的啮合点H不在啮合线N1N2上，这就是两轮卡死的原因。
从图3中可以看出
是齿轮1的法向齿矩，是齿轮2的法向齿矩，亦即:
这个式子就是一对相啮合齿轮的轮齿分布要满足的几何条件,称为正确啮合条件。
由渐开线性质可知，法向齿距与基圆齿距相等，故上式也可写成
将和代入式中得：
由于模数m和压力角均已标准化，不能任意选取，所以要满足上式必须使：
结论：一对渐开线齿轮，在模数和压力角取标准值的情况下，只要它们分度圆上的模数和压力角
二、齿轮传动的正确安装条件
1、齿侧间隙
为了避免齿轮在正转和反转两个方向的传动中齿轮发生撞击,要求相啮合的轮齿的齿侧没有间隙。
齿侧间隙沿两轮的节圆来测量，无测隙要求：，
即无齿侧间隙啮合条件为：一个齿轮节圆上的槽宽等于另一个齿轮节圆上的齿厚。
2、标准安装
如图所示为满足正确啮合条件的一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，它的中心距是两轮分度圆半径之和，此中心距称为标准中心距。
啮合线N1N2与O1O2的交点C是啮合节点，而两轮分度圆也相切于C点，所以分度圆与节圆重合为一个圆。
即
由于标准齿轮的分度圆齿厚与槽宽相等，因此
结论：两个标准齿轮如果按照标准中心距安装，就能满足无齿侧间隙啮合条件，能实现无齿侧间隙啮合传动。
从图中可以看出一轮齿顶与另一轮齿根之间有一个径向间隙c ，我们称为顶隙，它是为储存润滑油以润滑齿廓表面而设置的，这就是标准齿轮齿根高大于齿顶高的原因，并因此把c *称为顶隙系数。
在上述的安装情况下c ＝c *m ，c *m 称为标准顶隙。
一对标准齿轮按照标准中心距安装，我们称之为标准安装 。
3、非标准安装
两轮的实际中心距不等于标准中心距。
这时节圆与分度圆不重合，节圆半径
也不等于分度圆半径，其啮合角也不等于分度圆的压力角。
标准中心距为
实际中心距为
''2'1'c o s c o s
ααa r r a =
+=
4、齿轮与齿条 传动的标准安装
1）标准安装：齿轮的分度圆与齿条的中线相切，称这种安装为标准齿轮与齿条的标准安装。
在标准安装的情况下，节点C是齿条中线与分度圆的切点，此时，齿轮分度圆与节圆重合，齿条中线与节线重合；啮合角等于分度圆压力角。
由于标准齿轮分度圆上的齿厚等于槽宽，齿条中线上的齿厚也等于槽宽，且均等于。
结论：标准齿轮和齿条如果是标准安装，就能满足无齿侧间隙啮合条件，能实现无齿侧间隙啮合传动。
2）非标准安装：齿轮的分度圆与齿条的中线不相切，出现侧隙。
从图中可以看出，齿轮和齿条将只有一侧接触，另一侧出现间隙。
但由于啮合线不变，因而节点C不变，故：齿轮节圆与分度圆仍重合，但齿条节线与中线不再重合；啮合角等于分度圆压力角。
这种安装称为非标准安装。
从上面的分析可以发现，当齿轮与齿条啮合传动时，无论是标准安装还是非标准安装都具有下面两个特点：
1.齿轮分度圆永远与节圆重合，；
2.啮合角永远等于分度圆压力角，。
三、渐开线齿轮机构连续传动的条件
1.轮齿啮合过程
图中B2点是从动轮2齿顶圆与啮合线N1N2的交点，是一对轮齿啮合的起始点。
随着啮合传动的进行，两齿廓的啮合点沿着啮合线移动，直到主动轮1的
点为轮齿啮合的终止点。
齿顶圆与啮合线的交点B1时，两轮齿即将脱离接触，B
1
从一对轮齿的啮合过程来看，啮合点实际走过的轨迹只是啮合线上的一段，即，称为实际啮合线。
当两轮齿顶圆加大时，点B2和B1将分别趋近于点N1和N2，实际啮合线将加长，但因基圆内无渐开线，所以实际啮合线不会超过N
N2，即N1N2是理论啮合
1
线，称为理论啮合线。
从动画中可以看出，在两轮轮齿的啮合过程中，并非全部渐开线齿廓都参加工作，而是图中阴影线所示的部分。
实际参与啮合的这段齿廓称为齿廓工作段。
一对齿轮啮合时齿廓工作段的求法：
2.连续传动条件
从图中可以看出，虽然一对渐开线齿轮的法向齿距相等，但是，当
前一对轮齿在点B
1脱离啮合时，后一对轮齿尚未进入啮合，传动中断。
若，当前一对轮齿在B1点即将脱离啮合时，后一对轮齿正好在B2点啮合，传动刚好连续，在传动过程中，始终有一对轮齿啮合。
若，当前一对轮齿尚未脱离啮合时，后一对轮齿已进入啮合，确保了传动的连续性。
在传动过程中，有时是一对轮齿啮合，有时是两对轮齿啮合。
则齿轮连续传动的条件：实际啮合线的长度大于或至少等于法向齿距。
我们把与的比值用表示，称为齿轮传动的重合度，故齿轮连续传动的条件为：
从理论上讲重合度＝1就能保证齿轮的连续传动，但在实际应用中考虑到制造和安装的误差，为确保齿轮传动的连续，应大于或至少等于许用值[], []的推荐值
3、重合度的计算方法
1）一对外齿轮传动的重合度的计算方法
由图可知：
于是可得:
其中, 为啮合角，和分别为齿轮1、齿轮2的齿顶圆压力角。
2）齿轮齿条重合度的计算方法
由图可知：
则
由上述重合度的计算公式，可以看出:
1. 与模数无关，而随齿数的增加而加大。
2. 当两轮齿数趋于无穷大时，将趋于理论上的极限值。
当=20°、时，＝1.981 事实上，由于两轮均变为齿条，将吻合成一体而无啮合运动。
所以，这个理论上的极限值是不可能达到的。
4、重合度的含义物理意义
重合度的大小表明同时参与啮合的轮齿对数的平均值。
＝1，表明在两轮啮合过程中，始终只有一对轮齿啮合。
＝2，表明在两轮啮合过程中，始终有二对轮齿啮合。
＝1.61，表明在两轮啮合过程中，有时有一对轮齿啮合，有时有两对轮齿啮合。
B2D和EB1为两对齿啮合区，DE为一对齿啮合区。
结论:
1、越大，表明同时参与啮合的轮齿对数越多，传动愈平稳，每对轮齿承受的载荷越小。
2、重合度是衡量齿轮传动性能的重要指标。
例1：已知一对直齿圆柱标准齿轮的参数如下：
（1）求这对齿轮作无侧隙啮合时的中心距、节圆半径和重合度；
（2）当将两齿轮的中心距增加1mm时，求其节圆半径和重合度。
解：
（1）由于这对齿轮为标准齿轮，所以当它们作无侧隙啮合传动时，其中心距等于标准中心距。
则
其啮合角。
节圆半径为
；
重合度计算如下：
；
；
；
，
则
（2）当中心距增加1mm时，两齿轮变为齿侧间隙啮合。
这时的中心距为
则啮合角为，
节圆半径为；
重合度为
比较两个计算结果可知，当中心距加大时，两齿轮不再作无侧隙啮合，分度圆将不再与节圆重合。
另外，由于两基圆之间距离加大，啮合线变陡，啮合角增大（）；又由于两齿顶圆后退致使实际啮合线急剧缩短，从而使重合度减小。