汽車機(jī)械基礎(chǔ)——齒輪傳動(dòng)PPT課件

1、二、齒輪傳動(dòng)的分類：二、齒輪傳動(dòng)的分類：2. 2. 空間齒輪機(jī)構(gòu)空間齒輪機(jī)構(gòu)1） 錐齒輪傳動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)2） 交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)3） 蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)1. 1. 平面齒輪機(jī)構(gòu)1）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 外嚙合齒輪傳動(dòng)外嚙合齒輪傳動(dòng) 內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng) 齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng) 2）斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)3）人字齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng) 1、效率高；效率高； 2 2、結(jié)構(gòu)緊湊；、結(jié)構(gòu)緊湊；3 3、工作可靠、壽命長；、工作可靠、壽命長；4 4、傳動(dòng)比穩(wěn)定。、傳動(dòng)比穩(wěn)定。一、齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)：一、齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)：下一頁下一頁Next第1頁/共43頁外嚙合直

2、齒圓柱齒輪傳動(dòng)外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)返返 回回第2頁/共43頁內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)返返 回回第3頁/共43頁直齒齒輪齒條傳動(dòng)直齒齒輪齒條傳動(dòng)返回原處第4頁/共43頁外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)第5頁/共43頁內(nèi)嚙合斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)內(nèi)嚙合斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)第6頁/共43頁斜齒齒輪齒條傳動(dòng)斜齒齒輪齒條傳動(dòng)返回原處第7頁/共43頁人字齒輪傳動(dòng)人字齒輪傳動(dòng)返回原處第8頁/共43頁 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)第9頁/共43頁斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)第10頁/共43頁曲線齒圓錐齒輪傳動(dòng)曲線齒圓錐齒輪傳動(dòng)返回原處第11頁/共43頁交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒

3、輪傳動(dòng)返回原處第12頁/共43頁蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)返回原處第13頁/共43頁一、漸開線的形成一、漸開線的形成 當(dāng)一直線當(dāng)一直線xxxx沿一圓周沿一圓周作作純滾動(dòng)純滾動(dòng)時(shí)，直線上任意時(shí)，直線上任意點(diǎn)點(diǎn)K K的軌跡的軌跡AKAK就是該圓的漸就是該圓的漸開線。這個(gè)圓稱為漸開線開線。這個(gè)圓稱為漸開線的基圓，它的半徑用的基圓，它的半徑用r rb b表示表示，直線，直線xxxx叫作漸開線的發(fā)叫作漸開線的發(fā)生線。生線。漸開線漸開線基圓基圓發(fā)生線發(fā)生線第14頁/共43頁二、二、 漸開線的特性漸開線的特性1. 發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于于 基圓上被滾過的圓弧長?；鶊A上被滾過的圓弧長。

4、5. 漸開線的形狀取決于基圓的大小。漸開線的形狀取決于基圓的大小。4. 基圓內(nèi)無漸開線?；鶊A內(nèi)無漸開線。2. 漸開線上任意點(diǎn)的法線恒與其基漸開線上任意點(diǎn)的法線恒與其基 圓相切。圓相切。3.漸開線齒廓上某點(diǎn)的法線與速度方向漸開線齒廓上某點(diǎn)的法線與速度方向 線所夾的銳角線所夾的銳角k稱為該點(diǎn)的壓力角。稱為該點(diǎn)的壓力角。kbkrrcos第15頁/共43頁既使兩齒輪實(shí)際中心距與設(shè)計(jì)中心距略有變化，也不會(huì)影響兩輪的傳動(dòng)比 過嚙合點(diǎn)所作的兩齒廓的公法線為兩基圓的一條內(nèi)公切線N1N2 ,它與連心線的交點(diǎn)C為一定點(diǎn)。 N 1N 2線是漸開線齒廓接觸點(diǎn)的軌跡線是漸開線齒廓接觸點(diǎn)的軌跡 嚙合線，嚙合線，12122

5、112bbrrCOCOi三、漸開線齒廓嚙合特性三、漸開線齒廓嚙合特性 1.1.保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)2.2.傳動(dòng)具有可分性傳動(dòng)具有可分性3.3.齒廓間正壓力方向不變齒廓間正壓力方向不變嚙合線與節(jié)圓公切線所夾的銳角嚙合線與節(jié)圓公切線所夾的銳角嚙合角嚙合角，用用 表示。表示。傳動(dòng)比等于基圓半徑的反比傳動(dòng)比等于基圓半徑的反比v 第16頁/共43頁四、齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸四、齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸齒輪各部分名稱齒輪各部分名稱Next第17頁/共43頁四、齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸四、齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸3. 壓力角壓力角

6、 1. 齒數(shù)齒數(shù) z2. 模數(shù)模數(shù)m 分度圓分度圓具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的計(jì)算基準(zhǔn)圓。具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的計(jì)算基準(zhǔn)圓。齒輪的基本參數(shù)齒輪的基本參數(shù)分度圓周長分度圓周長: : d d =zpzp分度圓直徑分度圓直徑: : zpd令令: : mp漸開線齒廓在分度圓上的壓力角漸開線齒廓在分度圓上的壓力角齒輪壓力角齒輪壓力角標(biāo)準(zhǔn)壓力角標(biāo)準(zhǔn)壓力角 = 20= 20 mm為標(biāo)準(zhǔn)值為標(biāo)準(zhǔn)值見表見表7-1 7-1 ，優(yōu)先選用第一系列，單位？，優(yōu)先選用第一系列，單位？第18頁/共43頁分度圓直徑：分度圓直徑： d = mz標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪 m 、 、 ha*、 c*均為標(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓上均為標(biāo)準(zhǔn)值，且分

7、度圓上s = e 的齒輪。的齒輪。四、齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸四、齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸齒輪的幾何尺寸齒輪的幾何尺寸分度圓齒厚和齒槽寬：分度圓齒厚和齒槽寬：s = e=m / 2注：注： ha* 齒頂高系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)值為齒頂高系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)值為ha*= 1c* 頂隙系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)值為頂隙系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)值為c*= 0.25見圖見圖齒齒 頂頂 高：高： ha = ha* m齒齒 根根 高：高： h f =（ha*+ c*）m齒齒 全全 高：高： h = ha + h f = （2 ha*+ c*） m齒頂圓直徑：齒頂圓直徑： d a= d + 2 ha=（z+2 ha*） m齒根

8、圓直徑：齒根圓直徑： d f = d - 2h f =（z - 2 ha*- 2 c*） m基基 圓圓 直直 徑：徑：d b = d cos = m z cos 第19頁/共43頁 m1 = m2= m 1 = 2= 漸開線直齒圓柱齒輪的漸開線直齒圓柱齒輪的 正確嚙合條件。正確嚙合條件。一、正確嚙合條件一、正確嚙合條件傳動(dòng)比等于分度圓半徑的反比傳動(dòng)比等于分度圓半徑的反比12121212211200zzddrrCCibb 傳動(dòng)比等于齒數(shù)的反比傳動(dòng)比等于齒數(shù)的反比Next第20頁/共43頁嚙合起始點(diǎn)嚙合起始點(diǎn)B2 嚙合線嚙合線N1N2 與從動(dòng)輪齒頂圓的交與從動(dòng)輪齒頂圓的交點(diǎn)。點(diǎn)。嚙合終止點(diǎn)嚙合終止

9、點(diǎn)B1 嚙合線嚙合線N1N2 與主動(dòng)輪齒頂圓的交與主動(dòng)輪齒頂圓的交點(diǎn)。點(diǎn)。線段線段B1B2 實(shí)際嚙合線段。實(shí)際嚙合線段。嚙合線嚙合線N1N2 理論嚙合線理論嚙合線段。段。 N1、N2 嚙合極限點(diǎn)。嚙合極限點(diǎn)。1.1.一對(duì)輪齒的嚙合過程一對(duì)輪齒的嚙合過程二、連續(xù)傳動(dòng)條件二、連續(xù)傳動(dòng)條件第21頁/共43頁單擊單擊重合度實(shí)際嚙合線段與 法向齒距的比值。用a表示。bapBB212.2.連續(xù)傳動(dòng)條件連續(xù)傳動(dòng)條件實(shí)際嚙合線段實(shí)際嚙合線段法向齒距法向齒距連續(xù)傳動(dòng)條件連續(xù)傳動(dòng)條件 重合度大于或等于重合度大于或等于 1 1 a1二、連續(xù)傳動(dòng)條件二、連續(xù)傳動(dòng)條件cosbmp 第22頁/共43頁一、切齒原理一、切齒

10、原理1. 仿形法仿形法 1) 刀具刀具盤形銑刀盤形銑刀指狀銑刀指狀銑刀拉刀拉刀沖壓成形沖壓成形2) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： a) 因刀具誤差和分度誤差因刀具誤差和分度誤差 使加工精度低。使加工精度低。繼續(xù) b) 加工不連續(xù)，生產(chǎn)率加工不連續(xù)，生產(chǎn)率低。低。 c) 可在普通銑床上加工，常可在普通銑床上加工，常 用于修配和小批量生產(chǎn)。用于修配和小批量生產(chǎn)。第23頁/共43頁使用盤形銑刀加工齒輪使用盤形銑刀加工齒輪返回原處第24頁/共43頁一、切齒原理一、切齒原理2. 范成法范成法 1) 刀具刀具3) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： a) 用一把刀具，可加工同樣模數(shù)用一把刀具，可加工同樣模數(shù) 和壓力角而不同齒數(shù)的各種齒和壓力角

11、而不同齒數(shù)的各種齒 輪，且輪，且 加工精度較高。加工精度較高。 b) 生產(chǎn)率較高。生產(chǎn)率較高。 c) 需用專用設(shè)備。需用專用設(shè)備。 2) 原理原理繼續(xù)第25頁/共43頁二、二、 齒廓的根切齒廓的根切1. 根切根切范成法范成法加工齒輪時(shí)，加工齒輪時(shí)， 刀具的頂部將齒廓根部的漸刀具的頂部將齒廓根部的漸 開線切去一部分的現(xiàn)象。開線切去一部分的現(xiàn)象。2. 產(chǎn)生根切的原因產(chǎn)生根切的原因如果刀如果刀 具的齒頂線超過了嚙合線與具的齒頂線超過了嚙合線與 輪坯基圓的切點(diǎn)輪坯基圓的切點(diǎn)N1 ，則被切，則被切 齒輪的齒廓必將發(fā)生根切。齒輪的齒廓必將發(fā)生根切。N1rbOB第26頁/共43頁三、最少齒數(shù)三、最少齒數(shù) 避

12、免根切應(yīng)滿足：避免根切應(yīng)滿足： 當(dāng)當(dāng)ha*=1, = 20 時(shí)，時(shí)，z min = 17 zmin 用范成法加工漸開線標(biāo)準(zhǔn)用范成法加工漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪時(shí)不根切的最少齒數(shù)。直齒輪時(shí)不根切的最少齒數(shù)。N1rbOPrBha*m.第27頁/共43頁一、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的局限性一、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的局限性1. 齒數(shù)不能少于最少齒數(shù)齒數(shù)不能少于最少齒數(shù)zmin ；3. 一對(duì)嚙合齒輪中，小輪的強(qiáng)度較低。一對(duì)嚙合齒輪中，小輪的強(qiáng)度較低。2. 不適用于中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距不適用于中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距 的場合；的場合； 否則會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象 否則會(huì)使側(cè)隙和頂隙增大或不能安裝 造成大小輪強(qiáng)度懸殊第28頁/共43頁二、變位齒輪的概

13、念二、變位齒輪的概念1. 用改變刀具與輪坯的相對(duì)位置來切用改變刀具與輪坯的相對(duì)位置來切 制齒輪的方法制齒輪的方法變位修正法變位修正法。 變位修正法切制的齒輪變位修正法切制的齒輪變位齒輪變位齒輪。4. 刀具移近輪坯中心刀具移近輪坯中心負(fù)變位負(fù)變位，x為負(fù)；為負(fù)； 加工出的齒加工出的齒 輪輪負(fù)變位齒輪負(fù)變位齒輪。3. 刀具遠(yuǎn)離輪坯中心刀具遠(yuǎn)離輪坯中心正變位正變位， x為正；為正； 加工出的齒輪加工出的齒輪正變位齒輪正變位齒輪。2. 刀具沿輪坯徑向移動(dòng)的距離刀具沿輪坯徑向移動(dòng)的距離變位量變位量, 用用xm表示。表示。 x變位系數(shù)變位系數(shù)。第29頁/共43頁5. 標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪齒形變化特點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪

14、與變位齒輪齒形變化特點(diǎn)正變位齒輪正變位齒輪正變位齒輪：齒根變厚、齒頂變尖負(fù)變位齒輪：齒根變薄、齒頂變寬標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪負(fù)變位齒輪負(fù)變位齒輪第30頁/共43頁一、失效形式一、失效形式：輪齒折斷單擊單擊齒面點(diǎn)蝕單擊單擊齒面磨損單擊單擊齒面膠合單擊單擊塑性變形單擊單擊繼續(xù)第31頁/共43頁返回原處返回原處齒面磨損實(shí)例 開式齒輪傳動(dòng)開式齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)輪齒的工作齒面間落入磨料性雜質(zhì)時(shí)，中，當(dāng)輪齒的工作齒面間落入磨料性雜質(zhì)時(shí)，齒面間將產(chǎn)生磨粒磨損。齒面間將產(chǎn)生磨粒磨損。第32頁/共43頁齒面疲勞點(diǎn)蝕實(shí)例 齒面受脈動(dòng)循環(huán)的接觸應(yīng)力作用，由于疲勞產(chǎn)生的點(diǎn)狀剝齒面受脈動(dòng)循環(huán)的接觸應(yīng)力作用，由于疲勞產(chǎn)生的點(diǎn)狀剝蝕

15、破壞現(xiàn)象；齒面疲勞點(diǎn)蝕常發(fā)生在靠近齒輪節(jié)線處；在蝕破壞現(xiàn)象；齒面疲勞點(diǎn)蝕常發(fā)生在靠近齒輪節(jié)線處；在軟齒軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)面閉式齒輪傳動(dòng)中常見。中常見。第33頁/共43頁返回原處返回原處齒面膠合實(shí)例 齒面膠合常發(fā)生在高速重載齒輪傳動(dòng)中；通常出現(xiàn)在齒面相齒面膠合常發(fā)生在高速重載齒輪傳動(dòng)中；通常出現(xiàn)在齒面相對(duì)滑動(dòng)速度較大的齒頂和齒根處。對(duì)滑動(dòng)速度較大的齒頂和齒根處。第34頁/共43頁齒面塑性變形實(shí)例 齒面材料因屈服而產(chǎn)生沿摩擦力方向的塑性流動(dòng)，甚至輪齒也發(fā)生齒面材料因屈服而產(chǎn)生沿摩擦力方向的塑性流動(dòng)，甚至輪齒也發(fā)生塑性變形。塑性變形。第35頁/共43頁輪齒疲勞折斷實(shí)例輪齒疲勞折斷實(shí)例 因輪齒受力時(shí)，齒根處彎曲應(yīng)力最大，且加工刀痕引起齒根處因輪齒受力時(shí)，齒根處彎曲應(yīng)力最大，且加工刀痕引起齒根處的應(yīng)力集中，使得輪齒疲勞折斷一般發(fā)生在齒根部位。的應(yīng)力集中，使得輪齒疲勞折斷一般發(fā)生在齒根部位。第36頁/共43頁1. 齒面形齒面形成：成：一、一、 齒面形成及傳動(dòng)特點(diǎn)齒面形成及傳動(dòng)特點(diǎn)直齒輪直齒輪斜齒輪斜齒輪第37頁/共43頁2. 傳動(dòng)特點(diǎn)：傳動(dòng)特點(diǎn)：d) 產(chǎn)生軸向力產(chǎn)生軸向力a)嚙合性能好（傳動(dòng)平穩(wěn)、嚙合性能好（傳動(dòng)平穩(wěn)、 噪聲?。┰肼曅。゜) 重合度大重合度大c) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)緊湊（小輪可較?。﹤鲃?dòng)機(jī)構(gòu)緊湊（小輪可較?。┑?8頁/共43頁二、基本參數(shù)及幾何尺寸二、基本參數(shù)及幾何尺寸1. 螺