1、第三章 齿轮传动机构,Chapter Three Gear Transmission Mechanism,第三章 齿轮传动机构,3.1齿轮机构的特点和主要类型 3.2 齿廓啮合基本定律 3.3 渐开线齿廓 3.4 渐开线齿廓的特性 3.5齿轮的几何参数 3.6一对渐开线齿轮的啮合 3.7渐开线齿轮的加工与根切现象 3.8 渐开线变位齿轮 3.9 渐开线斜齿圆柱齿轮传动,3.1齿轮机构的特点和主要类型,常用齿轮传动机构 often used gear mechanism 直齿轮传动 spur gear 斜齿轮传动 helical gear 人字齿轮传动 double helical gear 内
2、直齿轮传动 internal gear 直齿锥齿轮传动 bevel 曲齿锥齿轮传动 spiral bevel gear 齿轮齿条传动 rack and gear transmission,3.1齿轮机构的特点和主要类型,齿轮传动平面齿轮传动 空间齿轮传动直齿轮 斜齿轮 圆锥齿轮 交错轴斜齿轮 蜗轮蜗杆外啮合 内啮合 齿轮齿条 平行轴斜齿轮 人字齿轮,3.1齿轮机构的特点和主要类型,齿轮传动机构的特点： 可以传动空间任意轴间的运动与动力 传动准确平稳效率高 使用寿命长，工作安全可靠 齿轮传动机构的应用 各行各业，动力传动、运动分解、运动合成,3.2 齿廓啮合基本定律,3.2.1 齿廓啮合的基本定
3、律 3.2.2 共轭齿廓 3.2.3齿廓曲线的类型 渐开线齿廓、摆线齿廓、圆呼齿廓、抛物线齿廓 3.2.4 齿廓曲线的选择 易于制造、安装、调节性好、对误差的适应性好,3.3 渐开线齿廓,3.3.1渐开线的发生线展直前后长度不变 3.3.2渐开线上任意一点的法线必切于基圆 3.3.3渐开线的形状取决于基圆的大小 3.3.4渐开线上各点的压力角不等 3.3.5渐开线的起始点在基圆上，基圆内无渐开线 3.3.6渐开线方程rK=rB/COS Kk=tanK-K,3.4 渐开线齿廓的特性,1）啮合线为一条定直线 2）能够实现定传动比传动 3）中心距变化不影响传动比 4）啮合角恒等于节圆压力角 5）中心
4、距与啮合角的余弦乘机恒等于两齿轮基圆半径之和,3.5 GEAR TERMINOLOGY,模数 Module 分度圆、齿顶圆Addendum Circle 、齿根圆Dedendum Circle 、基圆 base circle 全齿高、齿顶高、齿根高 分度圆齿距Circular Pitch 、分度圆齿厚Tooth Thickness 、分度圆齿槽宽Tooth Space 、基圆齿距 径向间隙Clearance、齿侧间隙Backlash,3.5 GEAR TERMINOLOGY,节圆 Pitch circle ，压力角 pressure angle, 齿面宽度 Face Width，工作高度Wor
5、king Depth 小齿轮 Pinion，啮合线Line of Action,3.6一对渐开线齿轮的啮合,1)正确安装条件 a=(d1+d2)=(d1+d2)=m(z1+z2)/2 2)正确啮合条件 m1=m2, 1=2 3)连续传动条件 重合度大于1,3.7渐开线齿轮的加工与根切现象,3.7.1 铸造、热轧、冲压、粉末冶金、切削、磨削、剃齿等 3.7.2 成形切削法 盘状铣刀、指状铣刀 问题：引起的误差如何？ 3.7.3范成法 插齿、滚齿 3.7.4根切现象与最小齿数,3.8 渐开线变位齿轮,变位齿轮 的应用： 避免根切 配凑合理的中心距 改善齿轮性能。,3.8 渐开线变位齿轮,变位齿轮的
6、范成法加工 与普通标准齿轮加工方法基本一致，仅仅改变刀具的位置。 分度圆上齿厚不相等 取用了不同的渐开线部位 当x0时，分度圆上齿厚增大，齿根强度增加，齿顶厚度变薄 当x0时，分度圆上齿厚减小，齿根强度减小，齿顶厚度变厚,3.8 渐开线变位齿轮,3.8.2 变位齿轮的传动类型 1)高变位齿轮传动(零传动) (1) 定义:X1=-X2, X=X1+X2=0 (2) 特点: 啮合角等于压力角,实际中心距等于标准中心距. 小齿轮正变位,大齿轮负变位 (3)应用:大型标准齿轮磨损后应用,3.8 渐开线变位齿轮,2)角变位齿轮传动(不等移距齿轮传动) (1)定义 :X1+X20 (2)分类: 正传动 负
7、传动 (3)正传动特点(接触强度提高重合度降低) (4)负传动特点(齿轮强度降低重合度提高) 3)变位齿轮传动的计算公式 表3-4,3.9 渐开线斜齿圆柱齿轮传动,3.9.1 渐开线斜齿圆柱齿轮的形成及传动特点 1) 渐开线斜齿圆柱齿轮的形成 与基圆柱成角的螺旋线 2) 渐开线斜齿圆柱齿轮的传动特点 (1) 传动平稳 (2)承载能力强,3.9.2斜齿圆柱齿轮的参数和几何尺寸计算,1)主要参数 尺寸的特点:端面与法面 (1)模数关系 MT=MN/COS (2)齿高关系 法向高度=端面高度 (3)压力角关系 tgt=tgn/cos,3.9.2斜齿圆柱齿轮的参数和几何尺寸计算,2)斜齿圆柱齿轮的几何
8、尺寸计算 (1) 法面参数为标准值 分度圆直径:d=mtz1=mnz1/cos 中心距 a=(d1+d2)/2=mt(z1+z2)/2=mn(z1+z2)/2 cos,3.9.3 一对斜齿圆柱齿轮的传动条件,1)正确啮合条件 法面模数与压力角相等 2)正确安装条件a=mt(z1+z2)/2=mn(z1+z2)/2cos 3)轴交错角=1+2=0 平行轴(长度变化线接触)0 交错轴(点接触),3.9.4斜齿圆柱齿轮的当量齿轮与当量齿数,1)当量齿轮 加工时以法向为基准 法面参数mn, n, ha 2)当量齿数 zv=z/cos3,3.10渐开线直齿锥齿轮传动,3.10.1概述 1)应用： 传递空
9、间两相交轴的运动和动力 2)特点 两轴相交与一点，可以将轴线作90度改变 3）类型 直齿圆锥齿轮，斜齿圆锥齿轮，曲齿圆锥齿轮,3.10渐开线直齿锥齿轮传动,3.10.2直齿圆锥齿轮的背锥与当量齿数 1)直齿圆锥齿轮工作时相当于一对节圆锥作纯滚动 2）圆锥齿轮上不同轴线短的尺寸不同如何进行表达呢？ 3）圆锥齿轮齿廓的形成直齿锥齿轮齿廓为球面渐开线,3.10渐开线直齿锥齿轮传动,3.10.2直齿圆锥齿轮的背锥与当量齿数 4）球面渐开线难于表达，能否用圆柱齿轮的理论来分析圆锥齿轮呢？ 5）在大端的背锥上的渐开线与球面渐开线的误差最小。直齿锥齿轮的啮合近似于背锥面上的齿廓啮合。 6）圆锥面可以展成扇形
10、面 7）球面渐开线转化为平面曲线,3.10渐开线直齿锥齿轮传动,3.10.2直齿圆锥齿轮的背锥与当量齿数 8）利用大端背锥上的齿廓、模数、压力角等近似表达两锥齿轮的特性 9）将背锥展开，并补足为完整的圆柱齿轮得到直齿轮的当量齿轮 10）当量齿数 当量齿轮的齿数称为直齿圆锥齿轮的当量齿数zv=z/coszmin=17cos,3.10渐开线直齿锥齿轮传动,3.10.3直齿锥齿轮的参数和几何尺寸 1）GB1357-87规定，大端背锥面上的模数、压力角=20度，齿顶高系数ha*=1, 顶隙系数c*=0.2等为标准值 2）当轴交角=900时：i12=ctg1=tg2 参见表3-6（pp72),3.10渐开线直齿锥齿轮传动,3.10.4直齿锥齿轮的传动条件 1）正确啮合条件 m1=m2=m 1=2= 2)正确安装条件 =1+2 R1=R2,
