第5章齿轮传动设计..只是分享

第5章齿轮传动设计..
齿轮传动 的特点
§5-1 概述
1. 效率高； 2. 传动比稳定； 3. 工作可靠，寿命长； 4. 适用的速度和功率范围广； 5. 可实现任意轴之间的传动； 6. 制造成本高； 7. 精度低时噪声大； 8. 不宜于远距离传动。
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分类
1. 按轴线的相对位置：平行轴齿轮传动、 相交轴齿轮传动、交错轴齿轮传动。
2. 按齿线形状：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱 齿轮、人字齿轮传动。
3. 按啮合位置：外啮合、内啮合； 4. 按齿廓曲线形状：渐开线、摆线、圆弧 齿轮；
5. 按是否封闭：开式、闭式传动。
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外 啮 合 直 齿 外 啮 合 斜 齿 斜 齿 锥 齿 轮
齿轮传动的主要类型
内
齿
啮
轮
合
齿
直
条
齿
外 啮 合 人
蜗 杆 传 动
齿廓间的弧长(s)
6. 端面齿槽宽ek ：
任意圆周上齿槽两侧 齿廓间的弧长(e)
7. 端面齿距pk
任意圆周上两个相邻 而同侧的端面齿廓之
间的弧长(p)
pk= sk+ ek p= s+ e=2s=2e
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8. 齿宽b:有齿部分沿分度圆柱面的轴线方向度量的宽度 9. 齿顶高ha：齿顶圆与
分度圆之间的径向距离
O2N2 O1N1
O2C O1C
r2' r1'
N2
αK2
r2’
w2 O2
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齿廓啮合基本定律
为了使两齿轮的传动比为一常数，齿廓的 形状必须能实现不论齿廓在任何位置接触，过 接触点所作的两齿廓的公法线必须与连心线交 于一定点C。
1. 节点：公法线n—n与连心线O1O2的交点C。
2.节圆：过节点所作的两相切的圆。
交 错 轴 斜 齿
字
轮
齿
曲 齿 锥 齿 轮
直 齿 锥 齿 轮
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直 1）外啮合齿
齿
轮传动
圆
柱 2）内啮合齿
齿
轮传动
轮
机 3）齿轮齿条
啮合
构
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百度文库
平面齿轮机构
1. 直齿圆柱 2. 斜齿圆柱 3. 人字齿轮
齿轮传动
齿轮传动 传动
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空间齿轮机构
传递两相交.交错轴之间的运动。
1.锥齿轮传动：传递任意两相交轴间运动。
10. 齿根高hf ：齿跟圆
与分度圆之间的径向距离
11. 全齿高h ：齿跟圆与
齿顶圆之间的径向距离
12. 齿面：位于齿顶曲
面和齿根曲面之间的轮 齿侧面
13. 齿数z：齿轮上轮
齿的数目
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二、直齿圆柱齿轮的基本参数
1.模数:齿距除以圆周率的整理后的商 m p dmz
2.分度，圆上压力角 α 20
合什么条件时，才能满足这一基本要求。
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渐开线
渐开线曲面
直齿轮廓曲面
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忽略摩擦力
w1
O1
vK c1α o Ks 1 vK c2α o Ks2 vK2
r1’
αK1 n
ω 1 O 1 Kα c K o 1 ω 2 s O 2 Kα c Ko v2 K1s
K N1
C
i 12
ω1 ω2
O2Kcos K2 n O1Kcos K1
O2Crb2 O1C rb1
w2
O2
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三、渐开线齿廓啮合的其他特性
1. 中心距的可分性：实际中 w1 O1
心距与设计中心距稍微有所偏 差，瞬时传动比保持不变。
r1’ α ' rb1
n
2. 啮合线和啮合角
K N1 α '
t
t
理论啮合线段：N1N2
C N2
啮合角：两节圆的公
切线tt与啮合线N1N2间的夹
线
2)渐开线上任一点的 法线切于基圆。
3)B点是渐开线在K A 点的曲率中心，BK 是渐开线在K点的曲
K
发生线
rK
r K K
o
b
B
基圆
率半径。 4)基圆大小决定渐开线形状(直线是渐
开线的特例）。
5)基圆以内无渐开线。
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渐开线压力角
k F
Vk
K
渐 开 线
A
发生线
rK
r K K B
o
b
基圆
压力角: 齿廓上K点受力方向 （法线方向）与该点 速度方向之间所夹锐
轮齿分布 形式有：
1）直齿 2）斜齿 3）曲齿
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2.交错轴斜齿轮传动 (螺旋齿轮传动)： 传递空间任意交
错两轴间的运动。
3.蜗轮蜗杆传动： 传递空间交错
两轴间的运动。
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基本 1. 必要的工作平稳性； 要求 2. 足够的强度。
§5-2 齿廓啮合基本定律
平稳性要求瞬时传动比(角速度之比)恒定。 齿廓啮合基本定律就是研究当齿廓形状符
θK αK B
A
rb Ⅱ
O
Ⅰ
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渐开线的性质
压力角：渐开线任一点法 向压力Fn的方向线，与该 点速度方向夹的角度k 5)渐开线上各点的压力角 不相等。
6向) 渐同开一线基间圆的生co切成sα线的K 线两段条rrKb处反
处相等。
Fn
vK
K
αK
rk
θK αK B
A
rb Ⅱ
O
Ⅰ
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渐开线特性
渐 开
1）BKAB
13
K
发生线
rK
渐 开
A
线
r K K
o
b
B
基圆
要素:基圆,发生线。
rb
基圆半径
K
渐开线展角
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渐开线的性质
1) 发生线沿基圆滚过的长度等 于基圆上被滚过的弧长，即
2) 2) 渐开线上任一点的法线
必与基圆相切B 。 KAB
3) 渐开线的形状决定于基圆 的大小。
4)基圆以内无渐开线。
Fn
vK
K
αK
rb2 α '
r2’
角。等于节圆上的压力角。
w2
O2
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§5-4 标准直齿圆柱齿轮各部分名称及 几何尺寸计算
一、直齿圆柱齿轮 b
各部分名称及代号
1. 齿顶圆da 2. 齿根圆df 3. 基圆db
e ha p
s
ek hf
sk
pk
4. 分度圆d:分度圆
柱面与端面交线
标准齿轮s=e
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O
5任. 端意圆面周齿上厚轮sk齿: 两侧
3.共轭齿廓：凡能满足齿廓啮合基本定律的一对 齿轮的齿廓。
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§5-3 渐开线及渐开线齿廓
一、渐开线的形成及其性质
1. 渐开线：一条动直线绕半 径为rb的圆作纯滚动，此直 线上任一点K的轨迹AK。 2. 基圆O 3. 发生线BK
4. 展角：渐开线所对应的中
心角k
Fn K
θK
A Ⅰ
vK
αK
αK B
rb Ⅱ O
角。用 K表示。
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二、渐开线齿廓都能满足齿廓啮合基本定律
过K点所得N1N2公法线 一定即与基圆O1相切， 也与基圆O2相切。
定圆O1和定圆O2在同 t 一方向上只有一条公 切线。
w1
O1
r1’ α ' rb1
K C
n
N1 α '
t
N2
rb2 α '
r2’
i12O O21N N12 rr12''
π
分度圆：具有标准模数、标准压力角的圆。
3、齿顶高系数
h
* a
和顶隙系数
c
*
ha ha*m
hf (ha*c*)m
顶隙c=c*m：齿轮的齿根圆柱面与配对齿轮的齿顶圆
柱面之间在连心线上的距离。
标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数及顶隙系数均 为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的齿轮。