第八章、齿轮机构及齿轮传动讲解精选课件PPT

第6章 齿轮机构及齿轮传动
1、概述 2、齿廓啮合基本定律 3、渐开线齿廓
机械科教师：
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§6—1 概述
齿轮机构：非圆齿轮机构；圆形齿轮机构。
圆形齿轮机构——平面齿轮机构（圆柱齿轮）； 空间齿轮机构（用来传递两相交轴或交错轴）
平面齿轮机构：
直齿圆柱齿轮机构（直齿轮）——
①外啮合；②内啮合； ③齿轮齿条
N1
'
t
PK
t
II N2
g2 g1
' 2
rb2 r'2
O2
三、渐开线齿廓啮合的特点
1、渐开线齿廓啮合的啮合线 是直线——N1N2 啮合点的轨 迹；啮合线、公法线、两基圆 的内公切线三线重合。
2、渐开线齿廓啮合的啮合角 不变， α’ ：既是N1N2与节圆 公切线之间的夹角，也是渐 开线在节点处啮合的压力角。
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1 O1
r'1 rb1 '
Ⅰ
N1
'
t
II N2
PK
t
g2 g1
' 2
rb2 r'2
P——节点 ；
节圆 ：节点P在两个齿 轮运动平面上的轨迹 是两个圆。（轮1的节 圆是以O1为圆心，O1P 为半径的圆。）
设节圆半径 r1,r2
i12 12
O2Pr2 O1P r1
O2
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齿轮分类阅课本各图。
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§8—2 齿廓啮合基本定律
传动比：
i12
1 2
①常数——圆齿轮；②f(t)——非圆齿轮
一、齿廓啮合基本定律
分析后图： 要使一对齿轮的传动比为常数，那么其齿廓的
形状必须是：不论两齿廓在哪一点啮合，过啮合点 所作的齿廓公法线都与连心线交与一定点P——齿廓 啮合基本定律（轮齿齿廓正确啮合的条件 ）。
例1：机械手
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例2：汽车变速箱
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例3：摄像机
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例4：大型游乐设施
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齿轮机构由主、从动齿轮，机架组成；属 高副机构。
齿轮机构的主要特点： 1、瞬时传动比准确，传动平稳； 2、传递的功率和圆周速度范围广，效率高； 3、工作可靠，寿命较长； 4、不适宜用于两轴距离较远的传动； 5、制造复杂，成本高。
轮齿与其轴线倾斜一个角度
ห้องสมุดไป่ตู้
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平面—人字齿轮传动
由两个螺旋角方向相反的斜齿轮组成
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空间—（圆）锥齿轮传动
用于两相交轴之间的传动
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空间—蜗杆传动
用于传递两交错 轴之间的运动，其两 轴的交错角一般为 90º
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现代机械中应用最为广泛的一种传动机构
平行轴斜齿轮机构（斜齿轮）： ①外；②内；③齿轮齿条
空间齿轮机构： 圆锥齿轮机构—— ①直齿；②斜齿；③曲线齿 交错轴斜齿轮机构 蜗杆机构：两轴垂直交错
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平面—直齿轮
外啮合齿轮传动
两齿轮的转动方 向相反
内啮合齿轮传动
两齿轮的转动方 向相同
齿轮齿条传动
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平面—平行轴斜齿圆柱齿轮传动
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问题1：G1、G3为同一基圆上所生成的两条同向渐
开线，试问
和 K1'K3' 有何关系？
K1K3
K1K3K1'K3'
5.同一基圆上所生成的两条 同向渐开线为法向等距曲线。
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问题2：G1、G3为同一基圆上所生成的两条反向渐
开线，试问
和 K1'K2' 有何关系？
K1K2
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小结
1、齿轮机构的组成； 2、齿廓啮合基本定律； 3、共扼齿廓的定义；渐开线的性质和啮合特点。
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Thank you
1.渐开线的发生线展直前后长度不变；
ABKB
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K
2. B 是渐开线K点处的曲率中心，BK 是曲率半径； A 处的曲率半径为0 KB 为渐开线在K点的法线，并与基圆相切
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3.渐开线的形状取决于基圆的大小 rb↑→∞,渐开线→直线；
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4. 基圆内无渐开线
（3）渐开线离基圆愈远，曲 率半径愈大，渐开线愈平 直。
（4）渐开线的形状决定于 基圆的大小。θK相同时，rb 越大，曲率半径越大， rb→∞，渐开线→⊥N3K的 直线。
N1
N2
rb1
N3
∞
rb2
∞ O3
K
A1
A
3∞
1
A2
O1 2
O2
（5）基圆内无渐开线。
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14.3.2 渐开线的性质
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§6-3 渐开线齿廓
一、渐开线的形成及性质
1、形成
t
n
当一直线n-n沿一个圆 的圆周作纯滚动时，
m n0
K K m t
rK
直线上任一点K的轨迹 称渐开线。
N
A K
n0
K
AK——渐开线
n
O
rb
基圆，rb n-n：发生线
θK：渐开线AK段的展角
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第三节 渐开线齿廓啮合的几个重要性质
1 O1
r'1 rb1 '
Ⅰ g'2
t
N1 '
PK
t
II N2
g2 g1 g'1
3、渐开线齿廓啮合具有可分性。
下式表明，i12决定于基圆大小
i1 2 1 2O O 1 2P Pr r1 2 r rb b1 2常数
' 2
rb2 r'2
O2
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2.接触点的轨迹是直线─啮合线；
4.作用力的方向始终沿啮合线； 5.中心距变动，啮合线变化； 6.存在相对滑动，导致摩擦磨损。
14.3.1 渐开线的形成
直线BK沿半径为rb的圆作纯 滚动时,直线上任意一点K的轨迹称 为该圆的渐开线。该圆称为渐开线 的基圆
rb—基圆半径； BK—渐开线发生线 θK—渐开线上K点的展角
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2、性质
（1）
K NA N
如上图。
（2）NK为渐开线在K点的 法线，NK为曲半半径，渐 开线上任一点的法线与基圆 相切。如右图示。
K1K2K1'K2'
6.同一基圆上所生成的两条 反向渐开线为法向等距曲线。
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二、渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律
O 1 N 1 P 和 O 2 N 2 P
i1 2 1 2O O 1 2P Pr r1 2 r rb b1 2常数
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1 O1
r'1 rb1 '
Ⅰ
二、共轭齿廓，共轭曲线 凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓
称共轭齿廓，共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线。
三、齿廓曲线的选择 1.满足定传动比的要求； 2.考虑设计、制造等方面。
通常采用渐开线、摆线、变态摆线
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轭
两头牛背上的架子称为轭，轭使两头牛同步行 走。共轭即为按一定规律相配的一对。