机械原理齿轮传动

.
（2）斜齿圆柱齿轮机构
轮齿与其轴线倾
斜，两轮转向相 反，传动平稳,适 合于高速传动,但 有轴向力。
.
（3）人字齿圆柱齿轮机构
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。
.
（4）直齿内啮合圆柱齿轮机构
轮齿与其轴线平 行且分布在空心 圆柱体的内部， 它与外齿轮啮合 时两轮的转向相 同。
直齿锥齿轮传动
相交轴齿轮传动
斜齿锥齿轮传动 曲齿锥齿轮传动
弧齿锥齿轮传动 摆线齿锥齿轮传动 准渐开线齿锥齿轮传动
.
弧齿准双曲面齿轮传动
准双曲面齿轮传动 摆线齿准双曲面齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
交错轴 齿轮传动
圆柱蜗 杆传动
阿基米德（轴向直廓）圆柱蜗杆传动 （ZA蜗杆） 渐开线圆柱蜗杆传动（ZI蜗杆） 法向直廓圆柱蜗杆传动（ZN蜗杆） 圆弧圆柱蜗杆传动（ZC蜗杆） 圆环面包络圆柱蜗杆传动 锥面包络圆柱蜗杆传动（ZK蜗杆）
.
齿轮机构是依靠轮齿直接接触构成高副来传递两轴 之间的运动和动力的。
齿廓形状不同，则传递运动和动力的情况也 就不同。
.
§5-2 瞬时传动比与齿廓曲线
一、齿廓啮合基本定律
任意齿廓的两齿轮啮合时，其 瞬时角速度的比值等于齿廓接 触点公法线将其中心距分成两 段长度的反比。
i1
2
1 2
O2P O1P
.
节点与节圆的概念
.
.
.
.
三、齿轮机构的功能
齿轮用于传递（变换）运动和力
（1）转速大小的变换
1 z1
2
z1 z2
1
2
z2
齿数比 z 1 决定转速变换量 z2
注意： z 1 z2
1
4 ，z1 与 z 2 应互为质数
.
(2) 转速方向的变换 平行轴外啮合齿轮传动改变齿轮的回转方向
平行轴内啮合齿轮传动不改变齿轮的回转方向 .
蜗杆传动
环面蜗 杆传动
锥面蜗 杆传动
平面齿包络环面蜗杆传动（TP蜗杆） 直廓环面蜗杆传动（TA蜗杆） 锥面包络环面蜗杆传动（TK蜗杆） 渐开面包络环面蜗杆传动（TI蜗杆）
.
齿轮机构有以下常见类型： 1、平行轴之间传递运动
（1）直齿圆柱齿轮机构
轮齿分布在圆柱体 外部且与其轴线平 行,啮合的两外齿 轮转向相反。应用 广泛。
(3) 改变运动的传递方向
相交轴外啮合齿轮传动不仅改变齿轮的回转方 向还改变运动的传递方向
交错轴外啮合齿轮传动不仅改变齿轮的回转方 向还改变运动的传递方向
.
(4) 改变运动特性
齿轮齿条传动可以把一个转动变换为移动，或者把一个移动 变换为转动
非圆齿轮传动可以把一个匀速转动变换为非匀速转动，或者 把一个非匀速转动变换为匀速转动
在齿轮机构中，相对速度瞬心P
称为啮合节点，简称节点。
两齿轮啮合传动时，节点P在
两轮各自运动平面内的轨迹分 别称为齿轮1和齿轮2的节曲线。 当该节曲线为圆时，称其为齿 轮的节圆。
节曲线是齿轮的动瞬心线，齿轮 的啮合传动相当于其两节曲线作 无滑动的纯滚动。
.
点P为节点
分析：
K1 K
K2
P
O1
O2
i1
2.ຫໍສະໝຸດ （5）斜齿内啮合圆柱齿轮机构
轮齿与其轴线 倾斜的内齿轮 加工困难，它 与斜齿外齿轮 啮合时两轮转 向相同。有轴 向力。
应用较少。
.
（6）直齿齿轮齿条机构
齿数趋于无穷多 的外齿轮演变成 齿条，它与外齿 轮啮合时，齿轮 转动，齿条直线 移动。
.
（7）斜齿齿轮齿条机构 斜齿轮斜齿条啮合 传动,应用较少。
机械原理
第五章 齿轮机构及其设计
哈尔滨工业大学 2012年4月
.
§5-1 齿轮机构的类型与功能
典型的齿轮传动
齿轮机构是现代机械中应 用最广泛的一种传动机构，与 其它传动机构相比，齿轮机构 的优点是：结构紧凑，工作可 靠，效率高，寿命长，能保证 恒定的传动比，而且其传递的 功率与适用的速度范围大。但 是其制造安装费用较高，低精 度齿轮传动的振动噪声较大。
齿轮机构是通过一对齿面的依次啮合来传递两轴之间的运动 和动力的，根据一对齿轮实现传动比的情况，它可以分为定传动 比和变传动比齿轮机构。
本章仅讨论实现定传动比的圆. 形齿轮机构。
一、齿轮机构的类型与功能
平行轴齿轮传动
圆柱齿轮传动 非圆齿轮传动
渐开线齿轮传动 变齿厚渐开线齿轮传动 偏心渐开线齿轮传动 渐开线—非渐开线齿轮传动 圆弧圆柱齿轮传动 摆线齿轮传动 摆线针轮空轴传动
.
（8）非圆齿轮机构
轮齿分布在非圆柱体上，可实现一对齿轮的变 传动比。需要专用机床加工，加工成本较高， 设计难度较大。
.
这是利用非圆齿轮变传动比的工作原理，设计的 一种容积泵。现已获得实用新型专利。
.
2、相交轴之间传递运动 (1) 直齿圆锥齿轮机构
.
轮齿沿圆锥母 线排列于截锥 表面，是相交 轴齿轮传动的 基本形式。制 造较为简单。
1 2
O2P O1P
（1）节点P为中心线上的一个固定点的情况。
（2）节点P在中心线上按一. 定规律移动的情况。
二、共轭齿廓的形成
凡能满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓。
什么是共轭曲面？
当曲面 (1) 按某一运动 v (1) 运动时，曲 面 (1) 与曲面 (2) 始终保持接触，并推 动曲面 (2) 完成运动 v (2) ,则称曲面 (1) 和 (2)在共轭运动 v (1) 、v (2) 条件下互 为“共轭曲面”。
（2）斜齿圆锥齿轮机构 轮齿倾斜于圆锥母线， 制造困难，应用 较少。
.
（3）曲齿圆锥齿轮机构
轮齿是曲线形，有圆 弧齿、螺旋齿等，传 动平稳，适用于高速、 重载传动，但制 造成本较高。
现在汽车后桥都采用 这种齿轮。
.
3、交错轴之间传递运动 （1）交错轴斜齿圆柱齿轮机构
两螺旋角数值不等的斜齿轮啮合时， 可组成两轴线任意交错传动，两轮 齿为点接触，且滑动速度较大，主 要用于传递运动或轻载传动。
.
（2）蜗杆蜗轮传动
蜗杆蜗轮传动多用于两轴交错角为90的传动，其 传动比大，传动平稳，具有自锁性，但效率较低。
.
（3）准双曲线齿轮传动
其节曲面为单叶双曲线回转体的一部分。它能实现 两轴线中心距较小的交错轴传动，但制造困难。
.
4、特种齿轮
这是一种同向传 动齿轮机构。
.
二、齿轮机构的机构运动简图
v (1)
(1)
v (2)
(2)
啮合传动的齿轮齿面就是“互为共轭曲面”
.
共轭齿廓啮合时，两齿廓在啮合点相切，其 啮合点的公法线通过节点P。理论上，只要给定一 齿轮的齿廓曲线，并给定中心距和传动比i12，就 可以求出与之共轭的另一齿轮的齿廓曲线。