1、1,第4章 齿轮传动,2,内容提要：1.为重点章节之一;2.以直齿轮为基础,3.强调:设计理论及其计算方法;4.会选用公式,掌握公式中各符号的含义及其确定方法;,3,41 齿轮机构的特点和类型,4,齿轮机构的特点：齿轮机构用于传递空间任意两轴之间的运动和动力其传动准确可靠、效率高，是现代机器中应用最广泛的机构之一。,5,平面齿轮机构 ：两齿轮的轴线互相平行，两齿轮之间的相对运动为平面运动。,齿轮机构可分为两大类：平面齿轮机构（圆柱齿轮）和空间齿轮机构。,空间齿轮机构：传动中两齿轮的轴线不平行两轴在空间相交或交错），它们的相对运动为间运动。,6,平面齿轮机构的分类 ：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、
2、人字齿轮。,7,两齿轮的轴线互相平行,两齿轮之间的相对运动为平面运动,外 啮 合,内 啮 合,轮齿,内齿轮,8,齿条齿轮传动,9,斜齿轮,10,人字齿,11,空间齿轮机构传动中两齿轮的轴线不平行（两轴在空间相交或交错），它们的相对运动为空间运动。空间齿轮机构分类： 圆锥齿轮机构、螺旋齿轮机构、蜗轮蜗杆机构。,12,直齿,直齿,13,14,蜗轮蜗杆,15,齿轮机构的优点： 传递的功率大、效率高、寿命长、传动比准确、结构紧凑等。,齿轮机构的缺点： 对制造和安装的精度要求高，价格较其他传动型式昂贵。,16,齿轮机构从齿廓线还可以分为： 渐开线齿轮机构、摆线齿轮机构、圆弧齿轮机构。机器设备中多采用渐开
3、线齿轮机构，本章研究渐开线直齿圆柱齿轮机构,17,4-2 渐开线齿廓一.渐开线的形成和特性二.渐开线齿廓满足定角速比要求,18,K,A,B,O,rb,ri,一.渐开线的形成和特性,渐开线,19,K,A,B,O,rb,ri,渐开线的形成,20,rb,K,B,O,A,发生线KB在基圆上纯滚动时，发生线上（任一点）K点的轨迹即为该圆的渐开线,发生线KB,基圆,21,rb,K,A,渐开线的形成,22,rb,K,A,23,rb,K,A,24,rb,K,A,25,rb,K,A,26,rb,K,A,27,rb,K,A,渐开线,28,K,A,B,O,rb,ri,渐开线在起始点A的向径,渐开线在K点的向径,i,
4、渐开线,29,K,A,B,O,rb,ri,渐开线的特性,30,K,A,B,O,rb,ri,渐开线的特性,VBK,n,n,2）渐开线在任意点的法线恒切于基圆,法线的确定： 与VBK垂直的线,VBK的方向确定： 由BK的运动可知， VBK与BK垂直,K点的切线方向,因发生线始终与基圆相切.,31,K,A,B,O,rb,rk,渐开线的特性,VK,n,n,压力角: 渐开线齿廓上某点的法线(压力方向线),与齿廓上该点速度方向线所夹的锐角,称为该点的压力角。,法线,32,K,A,B,O,rb,rk,渐开线的特性,VK,n,n,法线,VK 的方向：渐开线齿廓运动时，是以O点为固定点的圆周运动，可知K点的运动
5、速度VK的方向与OK垂直。 如齿轮顺时针旋转时VK左图所示。,33,K,A,B,O,rb,r,渐开线的特性,n,法线,n,vk,k,k,Fn,压力角:渐开线齿廓上某点的法线(压力方向线),与齿廓上该点速度方向线所夹的锐角,称为该点的压力角。,因此有：,rb：基圆半径，rk：K点的向径。,34,K,A,B,O,rb,r,渐开线的特性,n,可见： 3）渐开线线上各点的压力角不等。,n,vk,k,k,Fn,35,在不同的基圆上形成渐开线的过程,36,）渐开线的形状取决于基圆,渐开线的特性,比较左图中的两条渐开线的形成，可知： 基圆半径越大,渐开线在K点的曲率半径越大,即渐开线愈平直。,37,K,A,
6、B,O,rb,ri,由渐开现代形成过程可知： ）基圆内无渐开线,渐开线的特性,38,K,A,B,O,rb,ri,渐开线的特性（总结）,2）渐开线在任意点的法线恒切于基圆,）基圆内无渐开线,）渐开线的形状取决于基圆,)渐开线上各点的压力角不等,39,40,rb1,rb2,C,N2,O1,O2,1,2,二.渐开线齿廓能够满足定角速比要求(?),41,rb1,rb2,啮合点K(K1,K2),C,N2,O1,O2,设：基圆半径为rb1，rb2的两齿廓在任意点K接触,1,主动轮,两个齿轮啮合情形,节点C,42,rb1,rb2,K(K1,K2),C,N2,N1,O1,O2,n,n,过任意啮合K点作法线n
7、n，根据渐开线的特性， n n线必分别切两基圆于N1 、N2点。,43,C,N1,N2,O1,O2,K(K1,K2),n,n,在K点啮合时，其公法线仍然切基圆于N1，N2点。,44,由内公切线的唯一性可见： 公法线与内公切线重合,且两齿轮的啮合点始终在公法线上。,过任意K点作法线n n，根据渐开线的特性， n n线必分别切两基圆于N1 、N2点.,rb1,rb2,K(K1,K2),C,N2,N1,O1,O2,n,n,45,O1,O2,n,n,N1,N2,C,过在两齿轮中心线的连线上啮合点C分别作两基圆的切线，根据C点在两轮廓线上的压力角相等，可知其为一直线即为公切线。,前叙所及： 公法线与内公
8、切线重合,且两齿轮的啮合点始终在公法线上。,因此：公切线必过C点。,46,C,两个啮合的齿轮在任意K点啮合,过K点作齿廓的公法线nn,与连心线O1O2的交点C，称为节点.,K,47,C,N2,O1,O2,N1,n,n,过节点C所作的两个相切的圆称为节圆.,48,a,C,由于两基圆和中心距a已定，且沿该方向的内共切线仅此一条，故C点为定点。,两个啮合的齿轮在任意K点啮合,过K点作齿廓的公法线nn,与连心线O1O2的交点C称为节点.,49,a,C,由于两基圆和中心距a已定，且沿该方向的内共切线仅此一条，故C点为定点。,根据传动比 i12= 1 /2=02 C/ O1 C。 可知， i12是常数。,
9、即：渐开线齿廓能够满足定角速比要求,50,渐开线齿廓传动的特性介绍,51,a,C,渐开线齿廓传动的第一个特性： 如前所述，由渐开线作齿廓的两齿轮的传动比定为常数。,52,C,N2,O1,O2,N1,t,t,n,n,节圆1,节圆2,渐开线齿廓传动的第二个特性： 渐开线传动的啮合线是一条直线。 其与公法线重合。,53,C,N2,O1,O2,N1,t,t,n,n,从公法线的固定性可见： 两个齿轮啮合时，外力沿固定方向传递，运动平稳。,公法线即压力线。,54,rb1,rb2,C,N2,O1,O2,N1,接触（啮合）点K,55,rb1,rb2,C,N2,O1,O2,N1,接触（嚙合）点K,56,rb1,
10、rb2,C,N2,O1,O2,N1,接触（嚙合）点K,57,rb1,rb2,C,N2,O1,O2,N1,接触（嚙合）点K,58,rb1,rb2,C,N2,O1,O2,N1,接触（嚙合）点K,59,rb1,rb2,C,N2,O1,O2,N1,接触（啮合）点K在固定平面上的轨迹啮合线,60,rb1,rb2,C,N2,O1,O2,N1,可见，渐开线齿廓传动的啮合线是一条直线，即公法线N1N2。,61,O1,O2,n,n,N1,N2,C,齿轮传动四线合一： 1）啮合线、 2）过啮合点的公法线、 3）基圆的公切线、 4）正压力作用线。,62,rb2,C,N2,O1,O2,N1,渐开线齿廓传动的第三个特性： 具有中心距的可分性，即当中心距a稍有变化时其传动比不变的特性。,63,Q & A? Thanks!,
