齿轮机构-渐开线标准齿轮
机械设计基础 第4章齿轮机构(4-56)讲解

刀具刀号的选择——按被加工齿轮的m、α、z 。
这种切齿方法简单,不需要专用机床,但生产率低、精度差, 故仅适用于单件生产及精度要求不高的场合。
2、拉刀(broaching tool)拉齿
拉刀拉齿主要用来拉削内齿轮,拉刀的形状与齿轮齿 槽形状相同。因拉刀的制造成本高,故它适用于批量生产 的情况。
2、切削过程中的运动(以插齿为例) 1)范成运动
齿条插刀:刀具的节线与被加工齿轮齿坯的分度圆相 切并作纯滚动的运动——刀具移动v =ωr = ωm z / 2。
齿轮插刀:刀具的节圆与齿坯节圆相切并作纯滚动的 运动—— i =ω0 /ω= z /z0)
2)切削运动(↑↓):刀具沿齿轮毛坯轴向的切齿运动。 3)让刀运动(←→):插齿刀具返回时,为避免擦伤已
∵ 分度圆与中线作纯滚动,且刀具分度线上s=e=πm/2;
∴ 切出的齿轮: s=e=πm/2;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1
ω1
∴ 被切的齿轮
是标准齿轮。 ra1r1'==r1
rb1
h a* m
N1
α '=α
P V2
N 2∞
2 )切制非标准齿轮时,刀具的加工节线与被加工齿轮的 分度圆相切,刀具的加工节线与中线不重合。
∵ 刀具的加工节线上s≠e; ∴ 被切的齿轮是非标准齿轮。
§4—5 渐开线标准齿轮的啮合传动
一、正确啮合条件 如图4-7所示,当前一对齿
在K点接触时,后一对齿在另一 点K′点接触,则点K和K′点应在 啮合线N1N2上,这样才能保证 各对轮齿都能正确地进入啮合。 为此,两齿轮的相邻两齿同侧 齿廓间的法向齿距(即基圆齿 距)应相等。即:
渐开线标准直齿轮几何尺寸计算公式

渐开线标准直齿轮几何尺寸计算公式渐开线标准直齿轮几何尺寸计算公式基本参数名称符号公式分度圆直径 d 齿顶高 h a齿根高 h f 全齿高 h 齿顶圆直径 d a (参照注释1) 齿根圆直径 d f (参照注释1) 基圆直径 d b 齿距 p齿厚 s槽宽 e中心距 a (参照注释1) 顶隙 c基圆齿距 p b (参照注释2) 法向齿距 p n注释:1、上面的符号用于外齿轮,下面的符号用于内齿轮;中心距计算公式上面符号用于外啮合齿轮传动,下面符号用于内啮合齿轮传动。
2、因为,所以。
齿轮基本参数:螺纹计算公式1、齿数Z闭式齿轮传动一般转速较高,为了提高传动的平稳性,减小冲击振动,以齿数多一些为好,小一些为好,小齿轮的齿数可取为z1=20~40。
开式(半开式)齿轮传动,由于轮齿主要为磨损失效,为使齿轮不致过小,故小齿轮不亦选用过多的齿数,一般可取z1=17~20。
为使齿轮免于根切,对于α=20o的标准支持圆柱齿轮,应取z1?17。
Z2=u?z1。
2、压力角α rb=rcosα=1/2mzcosα在两齿轮节圆相切点P处,两齿廓曲线的公法线(即齿廓的受力方向)与两节圆的公切线(即P点处的瞬时运动方向)所夹的锐角称为压力角,也称啮合角。
对单个齿轮即为齿形角。
标准齿轮的压力角一般为20”。
在某些场合也有采用α,14.5? 、15? 、22.50?及25?等情况。
3、模数m=p/ π齿轮的分度圆是设计、计算齿轮各部分尺寸的基准,而齿轮分度圆的周长,πd,z p模数m是决定齿轮尺寸的一个基本参数。
齿数相同的齿轮模数大,则其尺寸也大。
4、齿顶高系数和顶隙系数—h*a 、C*两齿轮啮合时,总是一个齿轮的齿顶进入另一个齿轮的齿根,为了防止热膨胀顶死和具有储成润滑油的空间,要求齿根高大于齿顶高。
为次引入了齿顶高系数和顶隙系数。
正常齿:h*a =1; C*=0.25 短齿:h*a =0.8; C*=0.3一般的直齿圆柱齿轮,啮合的条件是:模数相等,压力角相等一、 60?牙型的外螺纹中径计算及公差(国标GB 197/196)a. 中径基本尺寸计算:螺纹中径的基本尺寸=螺纹大径-螺距×系数值公式表示:d/D-P×0.6495例:外螺纹M8螺纹中径的计算8-1.25×0.6495=8-0.8119?7.188b.常用的6h外螺纹中径公差(以螺距为基准)上限值为”0”下限值为P0.8-0.095 P1.00-0.112 P1.25-0.118 P1.5-0.132 P1.75-0.150 P2.0-0.16 P2.5-0.17上限计算公式即基本尺寸,下限值计算公式d2-hes-Td2即中径基本尺寸-偏差-公差M8的6h级中径公差值:上限值7.188 下限值:7.188-0.118=7.07C常用的6g级外螺纹中径基本偏差: (以螺距为基准)P 0.80-0.024 P 1.00-0.026 P1.25-0.028 P1.5-0.032P1.75-0.034 P2-0.038 P2.5-0.042 上限值计算公式d2-ges即基本尺寸-偏差下限值计算公式d2-ges-Td2即基本尺寸-偏差-公差例M8的6g级中径公差值:上限值7.188-0.028=7.16下限值:7.188-0.028-0.118=7.042 注:?以上的螺纹公差是以粗牙为准,对细牙的螺纹公差相应有些变化,但均只是公差变大,所以按此控制不会越出规范界限,故在上述中未一一标出.?螺纹的光杆坯径尺寸在生产实际中根据设计要求的精度和螺纹加工设备的挤压力的不同而相应比设计螺纹中径尺寸加大0.04—0.08之间,为螺纹光杆坯径值,例我们公司的M8外螺纹6g级的螺纹光杆坯径实在7.08—7.13即在此范围.?考虑到生产过程的需要外螺纹在实际生产的未进行热处理和表面处理的中径控制下限应尽量保持在6h级为准二、 60?内螺纹中径计算及公差(GB 197 /196)a. 6H级螺纹中径公差(以螺距为基准)上限值:P0.8+0.125 P1.00+0.150 P1.25+0.16 P1.5+0.180P1.25+0.00 P2.0+0.212 P2.5+0.224 下限值为”0”,上限值计算公式2+TD2即基本尺寸+公差例:M8-6H内螺纹中径为:7.188+0.160=7.348 上限值:7.188为下限值b. 内螺纹的中径基本尺寸计算公式与外螺纹相同即D2=D-P×0.6495即内螺纹中径螺纹大径-螺距×系数值c. 6G级螺纹中径基本偏差E1(以螺距为基准)P0.8+0.024 P1.00+0.026 P1.25+0.028 P1.5+0.032P1.75+0.034 P1.00+0.026 P2.5+0.042例:M8 6G级内螺纹中径上限值:7.188+0.026+0.16=7.374下限值:7.188+0.026=7.214上限值公式2+GE1+TD2即中径基本尺寸+偏差+公差下限值公式2+GE1即中径尺寸+偏差三、外螺纹大径的计算及公差(GB 197/196)a. 外螺纹的6h大径上限值即螺纹直径值例M8为φ8.00上限值公差为”0”b. 外螺纹的6h级大径下限值公差(以螺距为基准)P0.8-0.15 P1.00-0.18 P1.25-0.212 P1.5-0.236 P1.75-0.265P2.0-0.28 P2.5-0.335大径下限计算公式:d-Td 即螺纹大径基本尺寸-公差例:M8外螺纹6h大径尺寸:上限为φ8,下限为φ8-0.212=φ7.788c. 外螺纹6g级大径的计算与公差6g级外螺纹的基准偏差(以螺距为基准)P0.8-0.024 P1.00-0.026 P1.25-0.028 P1.5-0.032 P1.25-0.024 P1.75 –0.034 P2.0-0.038 P2.5-0.042上限计算公式 d-ges 即螺纹大径基本尺寸-基准偏差下限计算公式 d-ges,Td 即螺纹大径基本尺寸-基准偏差-公差例: M8 外螺纹6g级大径上限值φ8-0.028=φ7.972下限值φ8-0.028-0.212=φ7.76注:?螺纹的大径是由螺纹光杆坯径及搓丝板/滚丝轮的牙型磨损程度来决定的,而且其数值在同样毛坯及螺纹加工工具的基础上与螺纹中径成反比出现即中径小则大径大,反之中径大则大径小.?对需进行热处理和表面处理等加工的零件,考虑到加工过程的关系实际生产时应将螺纹大径控制在6h级的下限值加0.04mm以上,如M8的外螺纹在搓(滚)丝的大径应保证在φ7.83以上和7.95以下为宜.四、内螺纹小径的计算与公差a. 内螺纹小径的基本尺寸计算(D1)径基本尺寸=内螺纹基本尺寸-螺距×系数例:内螺纹M8的小径基本尺寸 8-1.25×1.0825=6.646875?6.647b. 内螺纹6H级的小径公差(以螺距为基准)及小径值计算P0.8 +0. 2 P1.0 +0. 236 P1.25 +0.265 P1.5 +0.3 P1.75 +0.335P2.0 +0.375 P2.5 +0.48内螺纹6H级的下限偏差公式D1+HE1即内螺纹小径基本尺寸+偏差注:6H级的下偏值为“0”内螺纹6H级的上限值计算公式=D1+HE1+TD1即内螺纹小径基本尺寸+偏差+公差例:6H级M8内螺纹小径的上限值 6.647+0=6.6476H级M8内螺纹小径的下限值 6.647+0+0.265=6.912c. 内螺纹6G级的小径基本偏差(以螺距为基准)及小径值计算P0.8 +0.024 P1.0 +0.026 P1.25 +0.028 P1.5 +0.032 P1.75 +0.034P2.0 +0.038 P2.5 +0.042内螺纹6G级的小径下限值公式=D1+GE1即内螺纹基本尺寸+偏差例: 6G级M8内螺纹小径的下限值 6.647+0.028=6.6756G级M8内螺纹小径的上限值公式D1+GE1+TD1即内螺纹基本尺寸+偏差+公差例: 6G级M8内螺纹小径的上限值是6.647+0.028+0.265=6.94注:?内螺纹的牙高直接关系到内螺纹的承载力矩的大小,故在毛坯生产中应尽量在其6H级上限值以内?在内螺纹的加工过程中,内螺纹小径越小会给加工具——丝锥的使用效益有所影响.从使用的角度讲是小径越小越好,但综合考虑时一般采用小径的在中限至上限值之间,如果是铸铁或铝件时应采用小径的下限值至中限值之间 ?内螺纹6G级的小径在毛坯生产中可按6H级执行,其精度等级主要考虑螺纹中径的镀层,故只在螺纹加工时考虑丝锥的中径尺寸而不必考虑光孔的小径。
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。
齿数,模数和压力角相同的渐开线标准齿轮与变位齿轮

齿数、模数和压力角相同的渐开线标准齿轮与变位齿轮最近,我对渐开线标准齿轮与变位齿轮产生了浓厚的兴趣。
在这篇文章中,我将深入探讨这两种齿轮的特点、应用和设计原理。
齿数、模数和压力角是设计齿轮时需要考虑的关键因素,它们直接影响着齿轮的性能、传动效率和噪音水平。
在接下来的内容中,我将分别从齿数、模数和压力角这三个方面来介绍渐开线标准齿轮与变位齿轮的特性和区别。
1. 齿数齿数是指齿轮上的齿的数量,它直接影响着齿轮的传动比和传动稳定性。
在渐开线标准齿轮中,齿数通常是固定的,而在变位齿轮中,齿数可以根据实际需求进行调整。
这使得变位齿轮在设计复杂传动系统时具有更大的灵活性和适应性。
2. 模数模数是指齿轮齿廓曲线上一点的半径与模数的比值,它反映了齿轮的齿形大小。
在设计齿轮时,选择合适的模数可以有效地提高传动效率和减小齿轮的噪音。
渐开线标准齿轮和变位齿轮在模数的选择上有一定的差异,渐开线标准齿轮通常采用标准模数,而变位齿轮则可以根据需要选择不同的模数来满足不同的传动需求。
3. 压力角压力角是指在齿轮齿廓上两个相邻齿面的交线与径向的夹角,它直接影响着齿轮的传动容量和接触应力。
在渐开线标准齿轮中,压力角通常是固定的,而在变位齿轮中,可以根据需要选择不同的压力角来调整齿轮的传动性能。
通过合理选择压力角,可以有效地提高齿轮的传动效率和使用寿命。
齿数、模数和压力角是影响齿轮设计和性能的重要因素,它们直接关系着齿轮的传动效率、噪音特性和使用寿命。
渐开线标准齿轮和变位齿轮在这三个方面都有各自的特点和优势,设计人员应该根据具体的传动需求来选择合适的齿轮类型和参数。
个人观点和理解:在工程设计中,齿轮作为一种常见的传动元件,其设计和选择直接关系着整个传动系统的性能和可靠性。
通过深入了解齿数、模数和压力角这三个因素,可以更好地理解渐开线标准齿轮与变位齿轮的特性和适用范围,进而更加灵活地应用于实际工程中。
在撰写本文的过程中,我深刻体会到了这三个因素对齿轮设计和选择的重要性,以及渐开线标准齿轮与变位齿轮在这三个方面的差异和优势。
机械原理--齿轮传动及其设计--参考答案

《机械原理》习题卡齿轮机构:习题1 专业: 学号: 姓名: 一、单项选择题1.渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与该点 方向线之间所夹的锐角。
B .相对速度C .滑动速度D .牵连速度 2.渐开线在基圆上的压力角为 。
A .20° ° C .15° D .25°3.渐开线标准齿轮是指**ac h m 、、、α均为标准值,且分度圆齿厚 齿槽宽的齿轮。
A .小于B .大于 D .小于且等于 4.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合,它们的 必须相等。
A .直径B .宽度C .齿数5.齿数大于42,压力角α=20°的正常齿渐开线标准直齿外齿轮,其齿根圆 基圆。
B .等于C .小于D .小于且等于 6.渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与 的比值。
A .齿距 C .齿厚 D .齿槽宽 7.渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时,其啮合角恒等于齿轮上 的压力角。
A .基圆B .齿顶圆 D .齿根圆8.用标准齿条型刀具加工1h 20*a==、 α的渐开线标准直齿轮时,不发生根切的最少齿数为 。
A.14 B.15 C.169.正变位齿轮的分度圆齿厚标准齿轮的分度圆齿厚。
B.等于C.小于D.小于且等于10.负变位齿轮的分度圆齿槽宽标准齿轮的分度圆齿槽宽。
B.等于C.小于D.小于且等于11.斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在上。
A.端面B.轴面C.主平面12.在蜗杆传动中,用来计算传动比i12是错误的。
A.i12=ω1/ω212=d1/d2C.i12=z1/z2D.i12=n1/n2二、填空题1.渐开线离基圆愈远的点,其压力角愈大。
2.以渐开线作为齿轮齿廓的优点是保证定传动比,齿廓间的正压力方向不变,具有可分性。
3.用标准齿条型刀具加工的标准齿轮时,刀具的中线与轮坯的分度圆之间作纯滚动。
4.用同一把刀具加工m、z、α均相同的标准齿轮和变位齿轮,它们的分度圆、基圆和齿距均相等。
机械原理第十章 标准齿轮与渐开线齿轮

h 1 或 h 0.8 基准
ha c ha m c m 顶隙系数 c 0.25 或 c 0.3
h ha hf 6. 齿顶圆直径 d a d 2ha 7. 齿根圆直径 d f d 2hf
8. 齿距
p m m 9. 齿厚 s 2 m 10.齿槽宽 e 2
标准齿轮 m、、h*a、c* (15或20)为标准值 且 e = s 几何尺寸计算公式 (P307表10-2)
si ri [(s r ) 2(invi inv )]
齿轮与齿条比较
4.标准齿条和内齿轮的尺寸 1、渐开线齿条的几何特点 (1)同侧齿廓为互相平行的直线。
(2)齿条齿廓上各点的压力角均相等,且数值上等
1渐开线齿条的几何特点分度线齿根线一渐开线齿轮的啮合过程理论啮合线段n齿廓工作段二正确啮合的条件保证前后两对轮齿有可能同时在啮合线上相切接触
§10-4 标准齿轮的基本参数和几何尺寸
1.齿轮各部分的名称和符号 齿顶圆 ra,da 齿根圆 rf,df 分度圆齿厚s 齿 厚 任意圆齿厚 si 分度圆齿槽宽e ei 齿槽宽 任意圆齿槽宽 分度圆齿距 p pi= s+ ei 齿 距 任意圆齿距 i+e 分度圆 r,d ha 齿顶,齿顶高 hf 齿根,齿根高
o1
' r1
c
用C 表示。
上述参数即为渐开线齿轮的五个基本参数。
r2' o2
'
* ) 3.渐开线齿轮各部分几何尺寸 (基本参数为 m、Z、 和 h * 、 c a
1.分度圆直径 d mz 2.基圆直径 d b d cos 3.齿顶高 ha ha m 齿顶高系数
正常齿制 4.齿根高 hf 5.齿全高
齿轮传动设计PPT课件

17
一、渐开线的形成和特性
发生线
K
1、渐开线的形成:
一直线在一个圆周上做 纯滚动时,直线上任意一点 的轨迹称为渐开线。
AK曲线称为渐开线。 BK直线称为发生线。 这个圆称为基圆。
k 称渐开线A K的展角
B
rb
基圆
A
k
O
18
2、渐开线特性:
(1)BK = A B 发生线沿基圆滚
标准齿轮
分度圆上齿厚与齿槽宽相等,且模数、压力 角、齿顶高系数及顶隙系数均为标准值的齿轮称 为标准齿轮。
33
三、齿条的基本参数:
齿条的主要特点是:
1.齿条同侧齿廓为平行的直 线,齿廓上各点具有相同的 压力角,即为其齿形角,它 等于齿轮分度圆压力角。
2.齿廓在不同高度上,具有 相同的齿距。但齿厚和槽宽各不相同.
为使前后两轮齿能同时 在啮合线上接触,必须使法 向齿距K1K'1 = K2K'2,否 则 若K1K'1 > K2K'2 ,传动中断。
若K1K'1 < K2K'2 ,两轮可能卡住。
38
Pn1 Pn2
Pn1 Pn2
Pn1 Pn2
39
pb
db
z
d
z
db d
p cos
m cos
pb1 m1 cos 1 ; pb2 m2 cos 2
5
外啮合 内啮合
齿轮齿条
6
斜齿轮
人字 齿轮
直齿 圆锥 齿轮
海拔
齿轮
7
蜗轮蜗杆
交错轴斜齿轮 (旧称螺旋齿轮)
8
渐开线标准齿轮的啮合

r’1 = r1 r’2 = r2
定义:N1N2 线与Vc 之间的夹角,称为啮合角α’, O1 即节圆压力角。 标准安装时节圆与分度圆重合。 因此有:α’=α 且: rb1+rb2= a cosα
ω1 rb1 N1
C rb2 a
α’
N2
ω2 O2
小结(4-2—4-5中易混淆的内容)
一.注意: 就单个齿轮而言 就一对齿轮而言 有 分度园d 节圆d' 压力角 啮合角' 当标准齿轮正确安装时,才有: d'=d '= 二.齿轮的主要参数及几何尺寸计算
O1 ra1
c=c*m
ω1 rb1 r1 N1
P r2 rf2
ra1
c a rf2
N2 此时有: a=ra1+ c +rf2 rb2 *m =r1+ha*m +c + r2-(ha*m+c*m) =r1+ r2 =m(z1+z2)/2
a =r1+ r2
标准中心距
O2
ω2
标准安装
两轮节圆总相切: a=r’1+ r’2 =r1+ r2 两轮的传动比: i12 = r’2 / r’1 = r2 / r1
pb
2
O2
O1
1
N1 B2 B1 N2 C 法向齿距pn
基圆齿距pb
2
pn = pb
O2
1 B1B2= pb,正好满足连续传动。 实际啮合线 B1 N2 N1 B2 C
O1
pb
O2
2 2
B1B2> pb,前对轮齿在终止
实际啮合线B1 B2 O1 1 N1 B1 N2 C pb 2 O2 基圆齿距 (法向齿距) B2
第7章齿轮机构

(2)斜齿圆柱齿轮机构
(avi)
齿轮齿条传动
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 (avi) 啮合和齿轮齿条传动类型条机构
(3)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。 适合高速和重载 传动,但制造成 本较高。
3)搅起箱底沉淀的杂质,加剧轮齿的磨损。
§6-2 渐开线齿廓啮合传动的特点
一、渐开线的形成及其特性
1.渐开线的形成 当一直线沿半径为rb的
圆作纯滚动时,该直线上
渐开线
任一点K的轨迹称为该圆的 渐开线,该圆称为渐开线 的基圆,直线K-N称为渐开 线的发生线,角θK 称为渐 开线AK段的展角。
A
θK
rb
F
V
b. 与齿顶线平行的任一直线上具有相同的齿距p= p m。
c. 与齿顶线平行且齿厚s等于齿槽宽e的直线称为分度线, 它是计算齿条尺寸的基准线。
标准齿轮:具有标准模数、标准压 力角、标准齿顶高系数、标准顶隙 系数,且分度圆上齿厚等于齿槽宽
的齿轮。
2.渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸
名称
i12
=
w1 w2
=
O2 P O1 P
=
r2 r1
(avi)
2. 可分性
O1
ω1
r′2
rb1
K N1 ′ P N2
rb2
r′1
ω2 O2
O1
ω1
r′2
rb1
N1 ′ K P N2
rb2
r′1
ω2 O2
i12
=
w1 w2
第四章 齿轮机构

rb ra
2)齿根圆: 过各轮齿的齿槽底 部所作的圆。直径、半 径分别用df、rf表示。
O
图4-6
21/48
3)齿厚:
沿任意圆周所量得的
轮齿的弧线厚度,称为该
sk
ek
圆周的齿厚sk 。
4)齿槽宽: 沿任意圆周所量得的 相邻两齿之间的齿槽的弧 长,称为该圆周的齿槽宽
rf
rb
ra
ek 。
O
22/48
32/48
三、标准直齿轮各部分尺寸的计算公式(应熟记)
d=mz
ha= ha*m p =πm s = e = p / 2=πm /2
hf =(ha*+ c*)m
h = ha+ hf da= d +2 ha=(z+2ha*)m
pb=πdb/z=πm cosα= p cosα
a = m ( z1+z2 ) /2—标准中心距 d′=d—当中心距为标准中心距时
∴πm1 cosα1=πm2 cosα2 ∴m1 cosα1= m2 cosα2 (式中m1 、m2 和α1、α2分别为两轮的模数和压力角)
34/48
m1 cosα1= m2 cosα2 ∵ 模数和压力角都是标准值 ∴必须使: m1 = m2 = m,α1=α2=α
∴ 渐开线齿轮正确啮合的条件是: 两轮的模数和压力角应分别相等 传动比: i12=ω1 /ω2= r2′/r1′= rb2/ rb1 = r2 cosα2 / r1 cosα1 = r2 / r1= m2z2 / m1z1 = z2/z1
b
A
θk
rk
O 基圆
渐开线的切线,故BK为法线。
图4-3
15/48
标准渐开线齿轮的分度圆压力角

标准渐开线齿轮的分度圆压力角标准渐开线齿轮是机械传动中常用的一种齿轮,其设计与制造对于传动系统的性能和效率有着重要的影响。
其中,分度圆压力角是标准渐开线齿轮设计中的重要参数之一,对齿轮的强度和传动性能有着直接的影响。
本文将对标准渐开线齿轮的分度圆压力角进行详细介绍,以便于读者对该参数有更深入的了解。
首先,分度圆压力角是指齿轮齿廓上的渐开线与分度圆的夹角。
在标准渐开线齿轮设计中,常用的分度圆压力角为20度。
这个数值是经过长期实践和理论研究得出的,可以在保证齿轮强度和传动效率的同时,尽可能减小齿轮的摩擦和磨损。
其次,分度圆压力角的选择需要考虑到齿轮的使用环境和工作条件。
在一般情况下,20度的分度圆压力角已经能够满足大多数传动系统的需求。
但在某些特殊情况下,比如高速、大功率或者重载的传动系统中,可以适当增加分度圆压力角,以提高齿轮的承载能力和传动效率。
因此,在实际设计中,需要根据具体的工况条件来选择合适的分度圆压力角。
另外,分度圆压力角还与齿轮的制造工艺和加工精度有着密切的关系。
较大的分度圆压力角会导致齿轮齿廓的曲率增大,加工难度和成本也会随之增加。
因此,在选择分度圆压力角时,还需要考虑到齿轮的制造成本和加工工艺的可行性。
最后,分度圆压力角的选择还需要综合考虑齿轮的传动比、齿轮材料、齿轮的几何尺寸等因素。
这些因素之间相互影响,需要在设计过程中进行综合考虑和权衡,以满足齿轮传动系统的性能要求。
综上所述,标准渐开线齿轮的分度圆压力角是齿轮设计中的重要参数,对齿轮的强度、传动效率和制造工艺都有着重要的影响。
在实际设计中,需要根据具体的工况条件和要求来选择合适的分度圆压力角,以确保齿轮传动系统的可靠性和性能。
希望本文对读者能够有所帮助,谢谢!。
渐开线标准齿轮机构的名称和基本参数

令: m P
则: d zm
模数m是决定齿轮尺寸的一个基本
参数。齿数相同的齿轮,模数大, 尺寸也大。
m=4 z=16
m=2 z=16
m=1 z=d16
标准模数系列表(GB1357-87)
0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.5 0.4 0.5 0.6 0.8 第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8
Sb
si =riφ = ri 〔s /r-2 (invαi- inv α)〕
Si
S r
ri
2ri (invai
inva )
r ri rb
φ
B
A
θi
ra
θ
s ―分度圆齿厚
θi ―渐开线齿廓任意圆的展角
O
θ―渐开线齿廓分度圆的展角
Sa ―齿顶圆齿厚
在分度线上:s=e=πm/2
4 齿条和内齿轮的尺寸
3 渐开线齿轮的几何尺寸
d―分度圆直径 d mz
db―基圆直径db d cosa mzcosa
ha ―齿顶高 ha ha*m
ha* ―齿顶高系数
ha*
= 1 (正常齿制) = 0.8 (短齿制)
c hf ―齿根高 hf
c* ―齿顶隙系数
(ha* *
c* )m
= 0.25(正常齿制) =0.3 (短齿制)
4.1齿条
齿条可以看成是基圆无 ha
α
es
α
限 变 大 的 齿 轮 演 变 而 成 hf
B
的。,
几何特点:
1)齿廓上各点压力角处 处相等且等于齿形角;
2)在分度线及其平行线 上齿距处处相等。即:
渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算

渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算齿轮各部分名称及符号此主题相关图片如下:此主题相关图片如下:此主题相关图片如下:此主题相关图片如下:渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算1 模数齿轮圆周上轮齿的数目称为齿数,用z表示。
根据齿距的定义知此主题相关图片如下:2 压力角此主题相关图片如下:此主题相关图片如下:3 齿数4 齿顶高系数h a=h a*m (h a*=1)5 顶隙系数c=c*m (c*= h f=(h a*+c*)m全齿高h=h a+h f=(2h a*+c*)m此主题相关图片如下:标准齿轮是指模数、压力角、齿顶高系数和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。
表12-2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式此主题相关图片如下:4. 内齿轮与齿条图示为一内齿圆柱齿轮,内齿轮的轮齿是分布在空心圆柱体的内表面上。
与外齿轮相比有下列几个不同点:1)内齿轮的齿厚相当于外齿轮的齿槽宽,内齿轮的齿槽宽相当于外齿轮的齿厚。
2)内齿轮的齿顶圆在它的分度圆之内,齿根圆在它的分度圆以外。
图示为一齿条,它可以看作齿轮的一种特殊型式。
与齿轮相比有下列两个主要特点:1)由于齿条的齿廓是直线,所以齿廓上各点的法线是平行的;传动时齿条是直线移动的,故各点的速度大小和方向均相同;齿条齿廓上各点的压力角也都相同,等于齿廓的倾斜角。
2)与分度线相平行的各直线上的齿距都相等。
此主题相关图片如下:渐开线直齿圆柱齿轮的任意圆周上齿厚的计算此主题相关图片如下:5.公法线长度测量齿轮公法线长度是检验齿轮精度常用的方法之一。
它具有测量方便、准确和易于掌握的优点。
测量齿轮公法线长度的原理:公法线长度是指渐开线齿轮上两反向齿廓间的基圆切线长度。
此主题相关图片如下:此主题相关图片如下:此主题相关图片如下:K为跨齿数(证明略)。
渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数

渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
1.标准齿轮的齿形角α
齿形角——在端平面上,过端面齿廓上任意点K的径向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角,用α表示。
K点的齿形角为αK。
渐开线齿廓上各点的齿形角不相等,K点离基圆越远,齿形角越大,基圆上的齿形角α=0°。
分度圆压力角——齿廓曲线在分度圆上的某点处的速度方向与曲线在该点处的法线方向(即力的作用线方向)之间所夹锐角,也用α表示。
2.齿数z
一个齿轮的轮齿总数。
3.模数m
齿距p除以圆周率π所得的商,即m=p /π。
模数已经标准化。
齿数相等的齿轮,模数越大,齿轮尺寸就越大,轮齿也越大,承载能力越大。
4.齿顶高系数ha*
对于标准齿轮,规定ha= ha*m。
ha*称为齿顶高系数。
我国标准规定:正常齿ha*=1。
5.顶隙系数c*
当一对齿轮啮合时,为使一个齿轮的齿顶面不与另一个齿轮的齿
槽底面相抵触,轮齿的齿根高应大于齿顶高,即应留有一定的径向间隙,称为顶隙,用c表示。
对于标准齿轮,规定c=c*m。
c*称为顶隙系数。
我国标准规定:正常齿c*=0.25。
第04章 齿轮机构

2. 产生根切的原因 在用范成法切 齿时,如果刀具的 齿顶线超过了啮合 线与轮坯基圆的切 点N1,则被切齿轮必 将发生根切现象。
A
E
C
3. 渐开线标准齿轮不产生根切的最少齿数
而在PN1O1中,有 PN1 r sin (mz sin ) / 2
PN1 PB
而在PBB'中,有
6、可实现任意位置两轴之间的传动。
缺点:制造和安装精度高,成本高; 不适宜远距离两轴之间的传动。
二.类型:
1.根据齿轮传动比(i12=ω1/ω2)是否恒定分为 (1)定传动比(i12 = 常数)齿轮机构 ——圆形齿轮机构。 (2)变传动比(i12按一定规律变化)齿轮机构 ——非圆形齿轮机构。
2.按两齿轮的相对位置和齿向分: 平面齿轮机构、空间齿轮机构 (1)平面齿轮机构(圆柱齿轮机构) • 直齿圆柱齿轮: 外啮合 、 内啮合、 齿轮与齿条传动。
1.齿轮正确安装的条件: 1)齿侧间隙为零: (即e1 s2 0及e2 s1 0) m1 m2 标准齿轮 : s1 e1 ,s2 e2 2 2 根据正确啮合条件有:m1=m2 m 所以 s1 e1 s2 e2 2 ∴要使齿侧间隙为零,必须使. 齿轮分度圆与节圆重合。 2)具有标准顶隙: 齿轮啮合时,一轮节 圆上的齿槽宽与另一轮节 圆上的齿厚之差称为齿侧 间隙。齿轮传动中为了消 除正反向转动的空行程, 降低噪音,理论上正确安 装的齿轮应保证无侧隙。
•渐开线齿轮连续传动的条件
AE EK Pb m cos
重合度:
AE 实际啮合线段 >1 EK 啮合点间距
重合度ε表示一对齿轮传动 时同时参与啮合的轮齿对数的平 均值。例如,ε=1.65表示同时平 均有1.65对齿轮参与啮合。 ε愈大,轮齿平均受力愈小,传 动愈平稳。 重合度大小与模数m无关,而 随齿数z↑、啮合角α′↓、ha*↑而 增大。
第四章 齿轮机构

pk
sk ek
rk
ra
rf
齿厚s K 齿顶圆da ( ra ) 齿槽宽e K 齿根圆d f ( rf ) 齿距( 周节) pK 基 圆 d b ( rb ) pK sK e K
rb
任意圆dK (rK )
外齿轮
• • • • • • • 分度圆 齿顶高 齿根高 齿全高 齿槽宽 齿 厚 齿 宽
§4-4 齿轮各部分名称及标准直齿轮的几 何尺寸计算 一.各部分名称及符号:
齿距:在任意直径d k的圆周上, 齿槽宽:在任意直径d的圆周上, 齿厚:在任意直径dkk的圆周上, 轮齿:齿轮圆周上每个用于啮合的凸起部分 齿顶圆:轮齿顶部所确定的圆,daf、ra 齿根圆:齿槽底部所确定的圆,d 、rf 齿槽:相邻两轮齿之间的空间部分 齿槽两侧齿廓间的弧长,ekk 轮齿两侧齿廓间的弧长,s 相邻两齿同侧齿廓间的弧长,pk=sk+ek
§4-6渐开线齿轮加工原理
• 加工方法: 铸造法、热轧法、冲压法、模锻法、粉末冶金法、 切削法、电加工法等; • 按照齿轮轮廓形成原理不同,切削法分为: 仿形法(成型法) 用与齿形相同的刀具切削去 切削法 范成法
齿槽部分
利用一对齿轮相啮合时,其 共轭齿廓互为包络线的原理
1.成形法
1)成形铣刀铣制
b
r
ha hf h
e s
b
二.直齿圆柱齿轮的基本参数
1.齿数:一个齿轮的轮齿总数。用z表示 2.模数: 分度圆周长:
p
d=p z
d
p
z
是一个无理数,不利于齿轮几何 尺寸的计算和测量,人为规定: = p m(模数)
有关模数的说明:
• 模数m是齿轮几何尺寸计算的一个基本 参数,同时也是衡量齿轮承载能力的一 个重要标志。 • 当齿数z一定时,m越大,齿距p越大, 轮齿也越厚,相应的抗弯能力也越高。 • 为了便于设计和制造,m已经标准化。
渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算

(10).齿距(circular pitch)(或称周节) ──相邻两个轮齿同侧齿廓之间在某一个 圆上对应点的的圆周弧长。不同圆周上 的齿距不同,在半径为rk的圆上,齿距 用pk表示,显然有pk=sk+ek;在半径为r 的分度圆上,齿距用p表示,同样p=s+e。 若为标准齿轮,则有s=e= 。
❖(11).法向齿距(norm base pitch)──相邻两个轮齿同侧齿 廓之间在法线方向上的距离,用pn表示。由渐开线特性 可知:pn=pb(基圆齿距)。
传动时一齿轮c的*齿m顶与另一齿轮的齿根相碰撞,而且能贮存润滑油,有利于齿轮的啮
合传动。
§ 1.3标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
为避免齿轮传动中出现空程并发 生冲击,要求: 模数相等 节圆与分度圆重合 啮合角等于分度圆上压力角,即
' 20
满足上述要求的中心距称为正确 安装的标准中心距,用a表示, 于是有:
齿顶高和齿根高与模数成正比。所 以, ha和hf可分别表示为:
ha ha*m hf (ha* c*)m h*f m
我国标准规定的齿顶高系数 ha’ 和齿根高系hf’数 :
系数 ha’
正常齿制 1.0
短齿制 0.8
hf’
1.25
1 .1
❖
称为顶隙,顶隙是一齿轮顶圆与另一齿轮顶圆之间的径向距离。顶隙可避免
计、制造的基准圆,其半径用r表示。
❖(5).齿顶高(addendum)──齿顶圆与
分度圆之间的径向距离,其长度用 ha表示。 (6).齿根高(dedendum)──齿根圆与 分度圆之间的径向距离,其长度用hf 表示。
(7).全齿高──齿顶圆与齿根圆之间的径向距离,其长度用h表 示,且h=ha+hf。
§10—4渐开线标准齿轮

一、齿轮各部分的名称和符号
(Name of Various Gear Parts and their Symbols)
图10-9所示为标准直齿圆柱外齿轮的一部分。 外 齿:齿轮上每一个用于啮合 的凸起部分称为齿。每 一个轮齿的齿形是由2 段渐开线、3段圆弧、2 段过渡曲线所构成。
5)齿距 周节 (pitch) : 齿距(周节 齿距 周节) 沿任意圆周所量得的相 邻两齿上同侧齿廓之间的弧 齿距p 长,称为该圆周的齿距 i 。 齿距 在同一圆周上:pi=si+ei。 6)分度圆(reference circle) : 分度圆 为了便于齿轮各部分尺寸 的计算,在齿轮上选择一个圆 作为设计计算的基准,该圆称为分度圆 分度圆。其直径、半径、 分度圆 齿厚、齿槽宽和齿距分别用d、r、s、e、p,且p=s+e。 7)齿顶高(addendum) : 齿顶高 介于分度圆和齿顶圆之间的轮齿部分称为齿顶 齿顶,其径 齿顶 向高度称为齿顶高 a。 齿顶高h 齿顶高
B hf ha p
α
α
e s pb
图10-10
B hf ha p
α
α
e s pb
齿条与齿轮相比,有以下几个特点: 1)齿条齿廓上各点的压力角都相等(α=20°),其大小 等于齿廓的倾斜角(称为齿形角)。 ∵ 齿条的齿廓是直线,齿廓上各点的法线是相互平行的; 齿条在传动时是作平动的,齿廓上各点的速度方向都一致; ∴ 齿条齿廓上各点的α都相等,都是标准值。
A
4、齿顶高系数(Coefficient of Addendum ) ha* 齿顶高系数 ha= ha*m 5、顶隙系数(Coefficient of Bottom Clearance) c* 顶隙系数 hf =(ha*+ c*)m 我国规定的齿顶高系数ha*和顶隙系数c*的标准值为: 1)正常齿: ha*=1,c*=0.25; 2)短齿:ha*=0.8,c*=0.3。 ▲ 标准齿轮 标准齿轮:指m、α、ha*、c*均为标准值,而且e =s= mπ/2的齿轮。则ha、hf也为标准值。 一个标准齿轮的基本参数确定后,其主要尺寸及齿廓 形状就完全确定了。
渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸

渐开线标准齿轮的基本参数和⼏何尺⼨(1)斜齿轮的基本参数1)螺旋⾓,斜齿轮的齿廓曲⾯与其分度圆柱⾯相交的螺旋线的切线与齿轮轴线之间所夹的锐⾓,⼜称为斜齿轮分度圆柱的螺旋⾓,有左右旋之分,也有正负之别。
2)法⾯模数与端⾯模数的关系m n = m t cosβ3)法⾯压⼒⾓与端⾯压⼒⾓的关系tanα n = tanαt cosβ(2)斜齿轮的⼏何尺⼨计算斜齿轮的⼏何尺⼨是按其端⾯参数来进⾏计算的。
(表10-5 斜齿圆柱齿轮的参数和⼏何尺⼨的计算公式)。
2.⼀对斜齿轮的啮合传动(1)正确啮合的条件⼀对斜齿轮的正确啮合的条件,除两个轮的模数及压⼒⾓应分别相等外,它们的螺旋⾓还必须相匹配,以保证两轮在啮合处的齿廓螺旋⾓相切。
因此,⼀对斜齿轮正确啮合的条件为:1)两轮的螺旋⾓对于外啮合,应⼤⼩相等,⽅向相反,即β1=-β2;对于内啮合,应⼤⼩相等,⽅向相同,即β1=β2。
2)两轮的法⾯模数及压⼒⾓应分别相等,m n1 = m n2,αn1 = αn2。
⼜因相互啮合的两轮的螺旋⾓的绝对值相等,故其端⾯模数及压⼒⾓也分别相等,即m t1= m t2,αt1=αt2。
(2)斜齿轮传动的中⼼距a = r1+ r2 = m n(z1 + z1)/(2cosβ)(3)斜齿轮传动的重合度斜齿轮传动的总重合度εγ为其端⾯重合度εα与轴⾯重合度εβ的两部分之和,即εγ = εα + εβ其中:εα是⽤其端⾯参数并按直齿轮重合度的计算公式来计算的;⽽εβ = B sinβ/(πm n) 。
3.斜齿轮的当量齿轮和当量齿数(1)斜齿轮的当量齿轮,是指与斜齿轮法⾯齿形相当的直齿轮。
即以斜齿轮的法⾯参数m n、α n、h an*及c n*为参数,以z v ( z v = z/cos3β)为齿数所构造的直齿轮。
该直齿轮的齿形就是相当该斜齿轮的法⾯齿形。
(2)斜齿轮的当量齿数:z v = z/cos3β。
4.斜齿轮传动的主要优缺点优点:1)啮合性能好。
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第七章 齿轮机构 -> 第 4 节 渐开线标准齿轮的参数和尺寸
外齿轮各部分名称: 基本参数
齿轮基本参数有 5 个,分别为:
( 1 ) 齿数
z:
在齿轮整个圆周上轮
齿的总数称为齿轮的齿数 , 用 z 表 示。
( 2 )分度圆模数
m
:因分度圆
的周长= π d = z p ,即。
为了便于计算、制造和检验,现将比值
人为地规定为一些简单的数值,并把这个比值叫做 模
数 。
以
m
表示,其单位为 mm 。
即
m
=
;
d = mz。
齿轮的模数已经标准化。
( 3 )分度圆压力角
α
:
齿轮压力角是指分度圆上的压力角,以
α
表示,分度圆压力角
已经规定为标准值: ( 4 )齿顶高系数 标准齿制: ( 5 )顶隙系数 标准齿制: =0.25 =1
a=20 0 (
或 15 0 ) 。
于是有
或 为齿顶高系数。
:由于齿顶高
ha =
=0.8 + =0.3
m ,所以称
短齿制: :齿根高
hf =(
)m ,称
为顶隙系数。
短齿制:
重新定义 分度圆 :分度圆就是指齿轮上具有标准模数和压力角的圆,
d = mz。
标准齿轮 :是指 的齿轮。
m
、α 、
和
均为标准值,且分度圆齿厚等于齿槽宽 (
e=s
)
注 : 分度圆上的尺寸符号都没有下标。
渐开线标准直齿轮几何尺寸的计算公式
分度圆直径
d1 = mz 1 ha1 = hf 1 =( m
+ )m
d2 = mz2 ha2 = hf 2 =(
+ )
齿顶高
m
+ )m
齿根高
齿全高
h 1 = h a1 + h f1 =( 2
m
h 2 = h a2 + h f2 =( 2
m
+
)
齿顶圆直径
d a1 = d 1 +2 h a1 =( 2
m
+z 1)
d a2 = d 2 +2 h a2 =( 2
m
+z 2)
df 1 = d1 -2 hf 1 =( z 1 - 2
齿根圆直径 )m
-2
d f 22 = d 2 -2hf 222 =( z 2 - 2
-2 )m
基圆直径
d b1 = d 1 cos α p=πm p b = p cos α
d b2 = d 2 cos α
齿距
基 ( 法 ) 节
齿厚、齿槽宽
标准中心距
顶隙
c=
m
传动比
内齿轮
内齿轮与外齿轮的不同点: (1) 内齿轮的齿厚相当于外齿轮的齿槽宽,内齿轮的齿槽宽相当于外齿轮的齿厚。
内齿轮的齿廓 也是渐开线,但其轮齿的形状与外齿轮不同,外齿轮的齿廓是外凸的,而内齿轮的齿廓则是内凹 的。
(2) 内齿轮的分度圆大于齿顶圆,而齿根圆又大 于分度圆,即齿根圆大于齿顶圆。
(3) 为了使内齿轮齿顶的齿廓全部为渐开线,则 其齿顶圆必须大于基圆。
基本尺寸 内齿轮的齿顶圆直径
内齿轮的齿根圆直径
齿条
齿条 : 齿数为无穷多的齿轮的一部分就是齿条。
齿条的特点 : (1) 由于齿条的齿廓是直线, 所以齿廓上各点的法线是平行的, 而且在传动时齿条是作平动的, 齿廓上各点速度的大小和方向都一致,所以齿条齿廓上各点的压力角都相同,其大小等于齿廓的 倾斜角,通称为齿形角。
(2) 由于齿条上各齿同侧的齿廓是平行的,所以不论在分度线上或齿线上或与其平行的其他直 线上,其周节都相等,即 齿条的基本尺寸 : 齿顶高: 齿根高:
p =πm。
ha = hf =(
m
+ )m
齿厚 :
齿槽宽
。