第6章--圓柱齒輪傳動(dòng)

1、第第6章章齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 1 1）標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪、斜齒輪的幾何尺寸）標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪、斜齒輪的幾何尺寸計(jì)算的能力。計(jì)算的能力。 2 2）齒輪材料選擇的能力。）齒輪材料選擇的能力。 3 3）齒輪傳動(dòng)受力分析的能力。）齒輪傳動(dòng)受力分析的能力。 4 4）標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的能力；）標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的能力； 5 5）齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑方式選擇的能力。）齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑方式選擇的能力。 能力目標(biāo)能力目標(biāo) 1 1）齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。）齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。 2 2）漸開(kāi)線的形成及基本性質(zhì)。）漸開(kāi)線的形成及基本性質(zhì)。 3 3）漸開(kāi)線圓柱齒輪的基本參數(shù)及其幾何尺）漸開(kāi)線圓柱齒輪

2、的基本參數(shù)及其幾何尺寸計(jì)算。寸計(jì)算。 4 4）漸開(kāi)線齒輪嚙合原理、切齒原理及根切）漸開(kāi)線齒輪嚙合原理、切齒原理及根切現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 5 5）齒輪常見(jiàn)失效形式、強(qiáng)度設(shè)計(jì)、齒輪結(jié)）齒輪常見(jiàn)失效形式、強(qiáng)度設(shè)計(jì)、齒輪結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑與維護(hù)。構(gòu)、潤(rùn)滑與維護(hù)。 6 6）變位齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)。）變位齒輪傳動(dòng)基本知識(shí)。知識(shí)要素知識(shí)要素 1. 1.漸開(kāi)線齒輪嚙合原理；漸開(kāi)線齒輪嚙合原理； 2. 2.漸開(kāi)線圓柱齒輪的基本參數(shù)及其幾漸開(kāi)線圓柱齒輪的基本參數(shù)及其幾何尺寸計(jì)算；何尺寸計(jì)算； 3. 3.標(biāo)準(zhǔn)齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算方法；標(biāo)準(zhǔn)齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算方法；學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn) 技能要求齒輪范成及參數(shù)測(cè)定齒輪范成及參數(shù)測(cè)定圖

3、圖6-16-1齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng) 在普通機(jī)械設(shè)在普通機(jī)械設(shè)備中，圖備中，圖6-16-1所示的所示的齒輪傳動(dòng)應(yīng)用非常齒輪傳動(dòng)應(yīng)用非常廣泛。廣泛。放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播6-26-2牛頭刨床牛頭刨床 圖圖6-2所示牛頭刨床所示牛頭刨床中的傳動(dòng)裝置就是齒輪中的傳動(dòng)裝置就是齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)是由小齒構(gòu)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)是由小齒輪與大齒輪組成的齒輪輪與大齒輪組成的齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)件小齒傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)件小齒輪帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輪帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝在大齒輪上的滑塊安裝在大齒輪上的滑塊隨著大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶著隨著大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶著擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)作往復(fù)擺擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)作往復(fù)擺動(dòng)。動(dòng)。點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊

4、播放一、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)一、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)依靠主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)齒輪傳動(dòng)依靠主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，和動(dòng)力，與其他傳動(dòng)相比，齒輪傳動(dòng)有下列優(yōu)點(diǎn)與其他傳動(dòng)相比，齒輪傳動(dòng)有下列優(yōu)點(diǎn): : (1) (1) 兩輪瞬時(shí)傳動(dòng)比兩輪瞬時(shí)傳動(dòng)比( (角速度之比角速度之比) )恒定。恒定。 (2) (2) 適用的圓周速度和傳動(dòng)功率范圍較大。適用的圓周速度和傳動(dòng)功率范圍較大。 (3) (3) 傳動(dòng)效率較高、壽命較長(zhǎng)。傳動(dòng)效率較高、壽命較長(zhǎng)。 (4) (4) 能實(shí)現(xiàn)平行、相交、交錯(cuò)軸間傳動(dòng)。能實(shí)現(xiàn)平行、相交、交錯(cuò)軸間傳動(dòng)。 與其他傳動(dòng)相比，有下列缺點(diǎn)：與其他傳動(dòng)相比，有下列缺點(diǎn)

5、： (1) (1) 制造和安裝精度要求較高，成本也高。制造和安裝精度要求較高，成本也高。 (2) (2) 不適用于距離較遠(yuǎn)的傳動(dòng)。不適用于距離較遠(yuǎn)的傳動(dòng)。二、齒輪傳動(dòng)的類型二、齒輪傳動(dòng)的類型直齒外齒輪傳動(dòng)直齒外齒輪傳動(dòng)直齒內(nèi)齒輪傳動(dòng)直齒內(nèi)齒輪傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放斜齒輪傳動(dòng)斜齒輪傳動(dòng)人字形齒輪傳動(dòng)人字形齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪傳動(dòng)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放曲齒錐齒輪傳動(dòng)曲齒錐齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)蝸桿蝸輪傳動(dòng)蝸桿蝸輪傳動(dòng)點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放r rb b6.2.16.2.1漸開(kāi)線的漸開(kāi)線

6、的形成形成和特性和特性條直線在圓上作純滾動(dòng)時(shí)，直線上條直線在圓上作純滾動(dòng)時(shí)，直線上任一點(diǎn)的軌跡漸開(kāi)線任一點(diǎn)的軌跡漸開(kāi)線 漸開(kāi)線的特性漸開(kāi)線的特性漸開(kāi)線上任意點(diǎn)的法線切于基圓漸開(kāi)線上任意點(diǎn)的法線切于基圓漸開(kāi)線形狀取決于基圓漸開(kāi)線形狀取決于基圓基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線?；鶊A內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。漸開(kāi)線上各點(diǎn)壓力角不同，離基圓漸開(kāi)線上各點(diǎn)壓力角不同，離基圓 越遠(yuǎn)，壓力角越大。越遠(yuǎn)，壓力角越大。 NKNK發(fā)生線，發(fā)生線， AN = NK;AN = NK;當(dāng)當(dāng)r rb b，變成直線。，變成直線。t tt t發(fā)生線發(fā)生線N Nk k基圓基圓O OA Ar rk kk基圓基圓r rb bk kAKAK段的展角段的展角A1B1o

7、 o1kKB3o o3kA2B2o o2漸開(kāi)線漸開(kāi)線tgtgk k= NK/r= NK/rb b k k = tg = tgk k-k k上式稱為漸開(kāi)線函數(shù)，用上式稱為漸開(kāi)線函數(shù)，用invinvk k 表示：表示：k k invinvk kr rk kk kr rb bk k極坐標(biāo)方程：極坐標(biāo)方程：= r= rb b(k k+k k)/r)/rb bk kv vk k定義：嚙合時(shí)定義：嚙合時(shí)K K點(diǎn)正壓力方向與速度方向所點(diǎn)正壓力方向與速度方向所夾銳角為漸開(kāi)線上該點(diǎn)之壓力角夾銳角為漸開(kāi)線上該點(diǎn)之壓力角k k。有：有：k kNOKNOKr rb br rk k coscosk k tgtgk k-

8、k k=AN/r=AN/rb b) )O OA AN Nk kr rk k= =Kbrcos6.2.26.2.2漸開(kāi)線函數(shù)漸開(kāi)線函數(shù)齒廓嚙合分析齒廓嚙合分析一對(duì)齒廓在一對(duì)齒廓在K K點(diǎn)接觸時(shí)，點(diǎn)接觸時(shí)， vk2vk1o o2 22o o1 11n nn nttP P但其法向分量應(yīng)相同但其法向分量應(yīng)相同。否則要么分離、要么嵌入k kv vk1k1v vk2k2 理論上可作為齒輪齒廓的曲線有許多種，理論上可作為齒輪齒廓的曲線有許多種，但實(shí)際上由于輪齒的加工、測(cè)量和強(qiáng)度等方但實(shí)際上由于輪齒的加工、測(cè)量和強(qiáng)度等方面的原因，可選用的齒廓曲線僅有漸開(kāi)線、面的原因，可選用的齒廓曲線僅有漸開(kāi)線、擺線、圓弧線和

9、拋物線等幾種，其中漸開(kāi)線擺線、圓弧線和拋物線等幾種，其中漸開(kāi)線齒廓應(yīng)用最廣。齒廓應(yīng)用最廣。節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)6.2.36.2.3漸開(kāi)線齒廓的嚙合特性漸開(kāi)線齒廓的嚙合特性 圖圖6-7 6-7 所示為一對(duì)漸開(kāi)線齒所示為一對(duì)漸開(kāi)線齒輪嚙合。設(shè)兩漸開(kāi)線齒輪基圓半徑分輪嚙合。設(shè)兩漸開(kāi)線齒輪基圓半徑分別為別為r rb1b1 和和 r rb2b2 ，兩齒廓在，兩齒廓在 K K 點(diǎn)接點(diǎn)接觸，由于兩輪基圓的大小和安裝位置觸，由于兩輪基圓的大小和安裝位置均固定不變，同一方向上的內(nèi)公切線均固定不變，同一方向上的內(nèi)公切線只有一條，所以它與兩輪連心線只有一條，所以它與兩輪連心線 O O1 10 02 2的交點(diǎn)的交

10、點(diǎn)P P必為定點(diǎn)，傳動(dòng)比為必為定點(diǎn)，傳動(dòng)比為圖圖 6-7 6-7 漸開(kāi)線齒廓滿足傳動(dòng)比恒定漸開(kāi)線齒廓滿足傳動(dòng)比恒定12b1b2122112rrPOPOizz常數(shù)常數(shù) 1.漸開(kāi)線齒廓傳動(dòng)比恒定不變漸開(kāi)線齒廓傳動(dòng)比恒定不變 兩齒廓嚙合時(shí)的接觸點(diǎn)又稱為兩齒廓嚙合時(shí)的接觸點(diǎn)又稱為嚙合點(diǎn)。顯然漸開(kāi)線齒輪在嚙合過(guò)嚙合點(diǎn)。顯然漸開(kāi)線齒輪在嚙合過(guò)程中，嚙合點(diǎn)沿著兩輪基圓的內(nèi)公程中，嚙合點(diǎn)沿著兩輪基圓的內(nèi)公切線切線 N N1 1N N2 2移動(dòng)，移動(dòng)， N N1 1N N2 2為嚙合點(diǎn)的軌為嚙合點(diǎn)的軌跡線，常稱之為嚙合線。嚙合線與跡線，常稱之為嚙合線。嚙合線與兩節(jié)圓內(nèi)公切線兩節(jié)圓內(nèi)公切線 t-t t-t 所夾的

11、銳角所夾的銳角 稱為嚙合角。顯然，嚙合角稱為嚙合角。顯然，嚙合角即為節(jié)點(diǎn)即為節(jié)點(diǎn)P P處的壓力角。處的壓力角。 圖圖 6-7 6-7 漸開(kāi)線齒廓滿足傳動(dòng)比恒定漸開(kāi)線齒廓滿足傳動(dòng)比恒定 O O1 1N N1 1PPO O2 2N N2 2P P由于上述特性，工程上廣泛采用漸開(kāi)線作為齒輪由于上述特性，工程上廣泛采用漸開(kāi)線作為齒輪的齒廓曲線。的齒廓曲線。實(shí)際安裝中心距略有變化時(shí)，不影響實(shí)際安裝中心距略有變化時(shí)，不影響i i1212，這一特性稱為中心距可分性，對(duì)加工和這一特性稱為中心距可分性，對(duì)加工和裝配很有利。裝配很有利。O112O2rb1rb2N N2 2N N1 1P PC C1 1C C2 2

12、K K故傳動(dòng)比又可寫成：故傳動(dòng)比又可寫成： i i1212=1 1/2 2=O=O2 2P/ OP/ O1 1P P= r= rb2 b2 /r/rb1b1基圓之反比。基圓之反比?；鶊A半徑是定值2.中心距具有可分性中心距具有可分性12O2rb1rb2N N2 2N N1 1K KC C2 2C C1 1P PK K 由于一對(duì)漸開(kāi)線齒輪嚙合時(shí)，由于一對(duì)漸開(kāi)線齒輪嚙合時(shí)，嚙合點(diǎn)一定在嚙合線嚙合點(diǎn)一定在嚙合線 N N1 1N N 2 2上，上，N N1 1N N 2 2又是漸開(kāi)線齒廓的公法線，所以齒又是漸開(kāi)線齒廓的公法線，所以齒廓之間傳遞的壓力一定沿著公法線廓之間傳遞的壓力一定沿著公法線N N1 1

13、N N2 2的方向。這表明，一對(duì)漸開(kāi)線齒的方向。這表明，一對(duì)漸開(kāi)線齒輪在嚙合時(shí)，無(wú)論嚙合點(diǎn)在何處，輪在嚙合時(shí)，無(wú)論嚙合點(diǎn)在何處，其受力方向始終不變，從而使傳動(dòng)其受力方向始終不變，從而使傳動(dòng)平穩(wěn)。這是漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的又一平穩(wěn)。這是漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的又一特點(diǎn)。特點(diǎn)。點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放3.嚙合時(shí)傳遞壓力的方向不變嚙合時(shí)傳遞壓力的方向不變6.3.1 齒輪各部分的名稱齒輪各部分的名稱圖圖6-86-8齒輪各部分的名稱齒輪各部分的名稱名稱名稱符號(hào)符號(hào)名稱名稱符號(hào)符號(hào)齒頂圓齒頂圓d da a全齒高全齒高h(yuǎn) h齒根圓齒根圓d df f齒厚齒厚s s分度圓分度圓d d齒槽寬齒槽寬e e基圓基圓d db b齒距齒距p

14、p齒頂高齒頂高h(yuǎn) ha a齒寬齒寬b b齒根高齒根高h(yuǎn) hf f 1 1齒數(shù)齒數(shù) z z 形狀相同，沿圓周方向均勻分布的輪齒形狀相同，沿圓周方向均勻分布的輪齒個(gè)數(shù)，稱為齒數(shù)，用個(gè)數(shù)，稱為齒數(shù)，用 z z 表示。表示。 2 2模數(shù)模數(shù) m m 分度圓直徑分度圓直徑 d d 、齒距、齒距 p p 與齒數(shù)與齒數(shù)z z三者之三者之間有如下關(guān)系：間有如下關(guān)系：d = d = zPzP 或或 d =d =zp 式中，式中，為無(wú)理數(shù)，為計(jì)算和測(cè)量的方便，令為無(wú)理數(shù)，為計(jì)算和測(cè)量的方便，令 p /p / m m ，稱為模數(shù)，并定為分度圓處的模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值（標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，稱為模數(shù)，并定為分度圓處的模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值（標(biāo)準(zhǔn)模

15、數(shù)系列見(jiàn)表系列見(jiàn)表7-27-2）。于是上式可改寫為：）。于是上式可改寫為：d =d =mzmz (6-3 )(6-3 ) 模數(shù)模數(shù) m m 的單位為的單位為mmmm，是齒輪的重要參數(shù)，是齒輪的重要參數(shù)。模數(shù)越。模數(shù)越大，則輪齒越大，大，則輪齒越大， 各部分的尺寸也越大，各部分的尺寸也越大，6.3.2 主要參數(shù)主要參數(shù)m=4 m=4 z=16=16m=2 m=2 z=16=16m=1 m=1 z=16=16不同模數(shù)的比較不同模數(shù)的比較相同齒數(shù)不相同齒數(shù)不同模數(shù)的齒同模數(shù)的齒輪大小的比輪大小的比較見(jiàn)圖較見(jiàn)圖6-9。表表6-3 6-3 齒輪模數(shù)系列（常用值齒輪模數(shù)系列（常用值 摘自摘自GB/T135

16、7-2008GB/T1357-2008） 3壓力角壓力角 我國(guó)規(guī)定：分度圓處的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)壓力我國(guó)規(guī)定：分度圓處的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)壓力角，標(biāo)準(zhǔn)值為角，標(biāo)準(zhǔn)值為=20。 4. 齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù) 為計(jì)算齒輪的全部幾何尺寸為計(jì)算齒輪的全部幾何尺寸，還需知道另外兩個(gè)基本參數(shù)，還需知道另外兩個(gè)基本參數(shù) 齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)ha和頂隙系數(shù)和頂隙系數(shù)c，則齒頂高、齒根高的計(jì)算公式為，則齒頂高、齒根高的計(jì)算公式為 ha = ham (6-4) c = c m (6-5) 對(duì)于正常齒制：對(duì)于正常齒制：ha=l ， c =0.25 ； 對(duì)于短齒制：對(duì)于短齒制：ha=0.8，c =0.3。 m、

17、 ha、c均為標(biāo)準(zhǔn)值，且均為標(biāo)準(zhǔn)值，且se的齒輪稱為標(biāo)準(zhǔn)齒的齒輪稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。輪。圖圖6-10 6-10 齒輪頂隙齒輪頂隙表表6-4 6-4 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算圖圖6-116-11內(nèi)齒輪內(nèi)齒輪 例例6-1 國(guó)產(chǎn)某機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，需換一個(gè)損壞的齒輪。測(cè)國(guó)產(chǎn)某機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，需換一個(gè)損壞的齒輪。測(cè)得其齒數(shù)得其齒數(shù)z=24，齒頂圓直徑，齒頂圓直徑77.95mm，已知為正常齒制，試，已知為正常齒制，試求齒輪的模數(shù)和主要尺寸。求齒輪的模數(shù)和主要尺寸。 解解 國(guó)產(chǎn)機(jī)床，齒輪壓力角為國(guó)產(chǎn)機(jī)床，齒輪壓力角為20，正常齒制，正常齒制， 求齒輪的模數(shù)求齒輪的模數(shù)由表由表6-4

18、 查表查表6-3并圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列值并圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列值 計(jì)算主要尺寸計(jì)算主要尺寸 圖圖6-12表示一對(duì)漸開(kāi)線齒輪同表示一對(duì)漸開(kāi)線齒輪同時(shí)有兩對(duì)齒參加嚙合，前一對(duì)齒在時(shí)有兩對(duì)齒參加嚙合，前一對(duì)齒在K點(diǎn)接觸，后一對(duì)齒在點(diǎn)接觸，后一對(duì)齒在K點(diǎn)接觸。點(diǎn)接觸。它們都在嚙合線它們都在嚙合線NIN2上，由圖看出，上，由圖看出，只有當(dāng)兩輪相鄰兩齒的同側(cè)齒廓間只有當(dāng)兩輪相鄰兩齒的同側(cè)齒廓間法向距離相等，即法向距離相等，即 才能保證兩輪正確嚙合。才能保證兩輪正確嚙合。 和和 稱為兩齒輪的法向齒距，由漸稱為兩齒輪的法向齒距，由漸開(kāi)線性質(zhì)得開(kāi)線性質(zhì)得 圖圖 6-12 6-12 齒輪正確嚙合條件齒輪正確嚙合條件 經(jīng)過(guò)推導(dǎo)

19、，可得一對(duì)漸開(kāi)線經(jīng)過(guò)推導(dǎo)，可得一對(duì)漸開(kāi)線齒輪正確嚙合的條件為齒輪正確嚙合的條件為m1=m2=m 1=2=20 (6-5) 因此正確嚙合的條件是：因此正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角必須分兩齒輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等，并等于標(biāo)準(zhǔn)值別相等，并等于標(biāo)準(zhǔn)值。圖圖6-13 6-13 齒輪嚙合過(guò)程齒輪嚙合過(guò)程進(jìn)入嚙合進(jìn)入嚙合退出嚙合退出嚙合點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪采用標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，齒數(shù)只要大于對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪采用標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，齒數(shù)只要大于12，就可保持連續(xù)傳動(dòng)。，就可保持連續(xù)傳動(dòng)。 如圖如圖6-13所示，所示，1為主動(dòng)輪，為主動(dòng)輪，2為從動(dòng)輪，兩輪開(kāi)始嚙合時(shí)，為從動(dòng)輪，兩輪開(kāi)始嚙合時(shí)，由主

20、動(dòng)輪的齒根處推動(dòng)從動(dòng)輪的由主動(dòng)輪的齒根處推動(dòng)從動(dòng)輪的齒頂，即從動(dòng)輪齒頂圓與嚙合線齒頂，即從動(dòng)輪齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)的交點(diǎn)B2 為開(kāi)始嚙合點(diǎn)。隨著為開(kāi)始嚙合點(diǎn)。隨著輪輪1推動(dòng)輪推動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)嚙合點(diǎn)移轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)嚙合點(diǎn)移動(dòng)到齒輪動(dòng)到齒輪1的齒頂圓與嚙合線的的齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)交點(diǎn)B1時(shí)，齒廓嚙合終止。線段時(shí)，齒廓嚙合終止。線段B2B1為嚙合點(diǎn)的實(shí)際軌跡，稱為嚙合點(diǎn)的實(shí)際軌跡，稱為實(shí)際嚙合線，為實(shí)際嚙合線，N1N2稱為理論稱為理論嚙合線。嚙合線。 保證無(wú)齒側(cè)間隙的安裝稱為正確安裝。保證無(wú)齒側(cè)間隙的安裝稱為正確安裝。 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪（外嚙合）正確一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪（外嚙合）正確安裝時(shí)（安裝時(shí)（6-14

21、6-14），由于分度圓上），由于分度圓上s s1 1=e=e1 1=s=s2 2=e=e2 2，故節(jié)圓與分度圓重合，其，故節(jié)圓與分度圓重合，其中心距為中心距為 a=r a=r1 1+r+r2 2=r=r1 1+r+r2 2= m(z= m(z1 1+z+z2 2)/2)/2 此時(shí)的中心距此時(shí)的中心距a a為標(biāo)準(zhǔn)中心距，其嚙為標(biāo)準(zhǔn)中心距，其嚙合角合角= =。 應(yīng)該指出，單個(gè)齒輪只有分度圓和應(yīng)該指出，單個(gè)齒輪只有分度圓和壓力角，不存在節(jié)圓和嚙合角。如果不壓力角，不存在節(jié)圓和嚙合角。如果不按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，則雖兩齒輪的節(jié)圓按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，則雖兩齒輪的節(jié)圓仍然相切，但兩輪的分度圓并不相切，仍然相切，

22、但兩輪的分度圓并不相切，此時(shí)安裝就為此時(shí)安裝就為 a a=r=r1 1+r+r2 2r r1 1+r+r2 2 當(dāng)然，嚙合角當(dāng)然，嚙合角。圖圖 6-14 6-14 外嚙合傳動(dòng)外嚙合傳動(dòng)圖圖 6-15 6-15 齒輪公法線長(zhǎng)度齒輪公法線長(zhǎng)度 卡尺在齒輪上跨若干齒數(shù)卡尺在齒輪上跨若干齒數(shù)K所量所量得齒廓間的法向距離稱為公法線長(zhǎng)得齒廓間的法向距離稱為公法線長(zhǎng)度，用度，用W表示。如圖表示。如圖6-15所示為卡尺所示為卡尺跨測(cè)三個(gè)齒時(shí)與輪齒相切于跨測(cè)三個(gè)齒時(shí)與輪齒相切于A、B兩兩點(diǎn)，則線段就是跨三個(gè)齒的公法線點(diǎn)，則線段就是跨三個(gè)齒的公法線長(zhǎng)度。根據(jù)漸開(kāi)線性質(zhì)可得長(zhǎng)度。根據(jù)漸開(kāi)線性質(zhì)可得 式中式中sb是基

23、圓齒厚，當(dāng)是基圓齒厚，當(dāng)=20時(shí)，時(shí)，經(jīng)推導(dǎo)整理可得齒數(shù)為經(jīng)推導(dǎo)整理可得齒數(shù)為z的公法線長(zhǎng)的公法線長(zhǎng)度度W的計(jì)算公式的計(jì)算公式 6.5.1公法線長(zhǎng)度公法線長(zhǎng)度 式中式中K為跨齒數(shù)，為了保證卡尺與輪齒相切，跨齒數(shù)不為跨齒數(shù)，為了保證卡尺與輪齒相切，跨齒數(shù)不宜過(guò)多或過(guò)少。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，可按下式計(jì)算跨齒數(shù)宜過(guò)多或過(guò)少。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，可按下式計(jì)算跨齒數(shù) K應(yīng)取整數(shù)代入式應(yīng)取整數(shù)代入式(6-7)求得求得W值。在實(shí)際中，為了簡(jiǎn)化計(jì)值。在實(shí)際中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，已將模數(shù)算，已將模數(shù)m=1mm，=20 的公法線長(zhǎng)度的公法線長(zhǎng)度 列于表列于表6-5中，當(dāng)模數(shù)不等于中，當(dāng)模數(shù)不等于1mm時(shí)，可用表中時(shí)，可用表中 值

24、乘以實(shí)際齒輪的值乘以實(shí)際齒輪的模數(shù)值，即為所求的公法線長(zhǎng)度模數(shù)值，即為所求的公法線長(zhǎng)度圖圖 6-16 6-16 分度圓弦齒厚分度圓弦齒厚 和弦齒高和弦齒高 測(cè)量公法線長(zhǎng)度適用于直齒圓柱測(cè)量公法線長(zhǎng)度適用于直齒圓柱齒輪，對(duì)于斜齒圓柱齒輪將受到齒寬齒輪，對(duì)于斜齒圓柱齒輪將受到齒寬條件的限制。此外，測(cè)量公法線長(zhǎng)度條件的限制。此外，測(cè)量公法線長(zhǎng)度也不能用于錐齒輪和蝸輪。在這些情也不能用于錐齒輪和蝸輪。在這些情況下，通常測(cè)量分度圓弦齒厚。況下，通常測(cè)量分度圓弦齒厚。 如圖如圖6-16所示，分度圓弦齒厚就所示，分度圓弦齒厚就是輪齒兩側(cè)漸開(kāi)線與分度圓交點(diǎn)之間是輪齒兩側(cè)漸開(kāi)線與分度圓交點(diǎn)之間的直線距離的直線距

25、離 ，記作，記作 。弦齒厚。弦齒厚 的中點(diǎn)到齒頂圓的最短距離稱為分度的中點(diǎn)到齒頂圓的最短距離稱為分度圓弦齒高，記作圓弦齒高，記作 由圖可得分度圓由圖可得分度圓弦齒厚與弦齒高公式弦齒厚與弦齒高公式 6.5.2分度圓弦齒厚和弦齒高分度圓弦齒厚和弦齒高 由于測(cè)量分度圓弦齒厚是以齒頂圓為基準(zhǔn)的，測(cè)量結(jié)果必由于測(cè)量分度圓弦齒厚是以齒頂圓為基準(zhǔn)的，測(cè)量結(jié)果必然受到齒頂圓誤差的影響，而公法線長(zhǎng)度測(cè)量與齒頂圓無(wú)關(guān)。然受到齒頂圓誤差的影響，而公法線長(zhǎng)度測(cè)量與齒頂圓無(wú)關(guān)。 工程上為了應(yīng)用方便，將工程上為了應(yīng)用方便，將m= 1mm， =1，=20 時(shí)時(shí)的分度圓弦齒厚和弦齒高。列于表的分度圓弦齒厚和弦齒高。列于表6-

26、6，則，則表6-6標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓弦齒厚 和弦齒高 例例6-2 現(xiàn)有一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知現(xiàn)有一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知m=2mm，z=42，求跨齒數(shù)，求跨齒數(shù)K，公法線長(zhǎng)度，公法線長(zhǎng)度W，分度圓弦齒厚和弦齒高。，分度圓弦齒厚和弦齒高。 解解 1）計(jì)算法）計(jì)算法 求跨齒數(shù)求跨齒數(shù)K 由式（由式（6-8） 求公法線長(zhǎng)度求公法線長(zhǎng)度W 由式（由式（6-7） 求分度圓弦齒厚和弦齒高求分度圓弦齒厚和弦齒高由式（由式（6-96-9）、式（）、式（6-106-10）由表由表6-66-6，z=42z=42，查得，查得 =1.5704=1.5704， =1.0147=1.0147， =2 =2m

27、mmm1.5704=1.5704=3.1413.141mmmm =2 =2mmmm1.0147=1.0147=2.0292.029mmmm由表由表6-56-5，z=42z=42，查得，查得K=5K=5， =13.873=13.873， W=2 W=2mm mm 13.873=27.74613.873=27.746mmmm兩種方法結(jié)果相同。兩種方法結(jié)果相同。2 2）查表法）查表法分度分度切削切削進(jìn)給進(jìn)給圖圖6-176-17盤形銑刀加工齒輪盤形銑刀加工齒輪 成形法就是在成形法就是在普通銑床上，用與普通銑床上，用與齒廓形狀相同的齒廓形狀相同的成成形銑刀形銑刀進(jìn)行銑削加進(jìn)行銑削加工。圖工。圖 6-17

28、為用盤為用盤狀銑刀加工齒輪。狀銑刀加工齒輪。1.仿形法仿形法點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放圖圖6-186-18指狀銑刀加工齒輪指狀銑刀加工齒輪 圖圖6-186-18所示為所示為用用指狀銑刀指狀銑刀加工齒加工齒輪。成形法常用于輪。成形法常用于齒輪修配和大模數(shù)齒輪修配和大模數(shù)齒輪的單件生產(chǎn)中。齒輪的單件生產(chǎn)中。表表6-7各號(hào)銑刀加工的齒數(shù)范圍各號(hào)銑刀加工的齒數(shù)范圍點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放進(jìn)給進(jìn)給分度分度切削切削圖圖6-19 6-19 用齒輪插刀加工齒輪用齒輪插刀加工齒輪 點(diǎn)擊播放動(dòng)畫(huà)點(diǎn)擊播放動(dòng)畫(huà) （ l）插齒）插齒 圖圖6-19為用齒輪插刀加為用齒輪插刀加工齒輪的情形。插齒時(shí)，插工齒輪的情形。插齒時(shí)，插刀與輪坯嚴(yán)格按一

29、對(duì)齒輪嚙刀與輪坯嚴(yán)格按一對(duì)齒輪嚙合關(guān)系作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（合關(guān)系作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（展成運(yùn)展成運(yùn)動(dòng)動(dòng)），同時(shí)插刀沿輪坯的軸），同時(shí)插刀沿輪坯的軸線作上下的切削運(yùn)動(dòng)。退刀線作上下的切削運(yùn)動(dòng)。退刀時(shí)，輪坯還需作小距離的時(shí)，輪坯還需作小距離的讓讓刀運(yùn)動(dòng)刀運(yùn)動(dòng)。為了切出輪齒的整。為了切出輪齒的整個(gè)高度，插刀還需要向輪坯個(gè)高度，插刀還需要向輪坯中心移動(dòng)，作徑向中心移動(dòng)，作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。點(diǎn)擊播放視頻點(diǎn)擊播放視頻1 1點(diǎn)擊播放視頻點(diǎn)擊播放視頻2 22.展成法展成法圖圖6-206-20用齒條插刀加工齒輪用齒條插刀加工齒輪 當(dāng)齒輪插刀的齒當(dāng)齒輪插刀的齒數(shù)增加到無(wú)窮多時(shí)，數(shù)增加到無(wú)窮多時(shí)，其基圓半徑變?yōu)闊o(wú)窮其基圓半徑變?yōu)?/p>

30、無(wú)窮大，則齒輪插刀演變大，則齒輪插刀演變成齒條插刀，如圖成齒條插刀，如圖6-6-2020所示。切制齒廓時(shí)，所示。切制齒廓時(shí)，刀具與輪坯的展成運(yùn)刀具與輪坯的展成運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于齒條與齒輪動(dòng)相當(dāng)于齒條與齒輪嚙合傳動(dòng)，其切齒原嚙合傳動(dòng)，其切齒原理與用齒輪插刀加工理與用齒輪插刀加工齒輪的原理相同。齒輪的原理相同。 點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放圖圖6-216-21用齒輪滾刀加工齒輪用齒輪滾刀加工齒輪點(diǎn)擊播放動(dòng)畫(huà)點(diǎn)擊播放動(dòng)畫(huà) ( 2 ( 2）滾齒）滾齒 用齒條刀具加工齒輪用齒條刀具加工齒輪為斷續(xù)切削，生產(chǎn)效率較為斷續(xù)切削，生產(chǎn)效率較低。滾齒是利用滾刀在滾低。滾齒是利用滾刀在滾齒機(jī)上加工齒輪的（圖齒機(jī)上加工齒輪的（圖6-6-

31、2121）。在垂直于輪坯軸線）。在垂直于輪坯軸線并通過(guò)滾刀軸線的主剖面并通過(guò)滾刀軸線的主剖面內(nèi)，刀具與齒坯相當(dāng)于齒內(nèi)，刀具與齒坯相當(dāng)于齒條（刀具刃形）與齒輪的條（刀具刃形）與齒輪的嚙合。滾齒加工過(guò)程接近嚙合。滾齒加工過(guò)程接近于連續(xù)過(guò)程，故生產(chǎn)效率于連續(xù)過(guò)程，故生產(chǎn)效率較高。較高。點(diǎn)擊播放視頻點(diǎn)擊播放視頻根切現(xiàn)象根切現(xiàn)象 切齒干涉的參數(shù)關(guān)系切齒干涉的參數(shù)關(guān)系 用齒條插刀或齒輪滾刀加工齒用齒條插刀或齒輪滾刀加工齒輪時(shí)，當(dāng)輪時(shí)，當(dāng)= 20、h* 1 時(shí)，由時(shí)，由圖圖6-22可推得不產(chǎn)生根切的最少齒可推得不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)為數(shù)為 zmin=2sin2ah 為避免根切，通常選擇齒數(shù)為避免根切，通常選擇

32、齒數(shù)不小于不小于17。17 （6-11） 當(dāng)用展成法加工齒輪時(shí)，如果當(dāng)用展成法加工齒輪時(shí)，如果齒數(shù)太少，則刀具的齒頂會(huì)將輪坯齒數(shù)太少，則刀具的齒頂會(huì)將輪坯的根部過(guò)多地切去，如圖所示，這的根部過(guò)多地切去，如圖所示，這種現(xiàn)象稱為根切現(xiàn)象。種現(xiàn)象稱為根切現(xiàn)象。 用齒條形刀具加工齒輪，刀具中線用齒條形刀具加工齒輪，刀具中線NNNN( (也稱加工節(jié)線也稱加工節(jié)線) )與輪坯的分度圓與輪坯的分度圓( (也稱加工節(jié)圓也稱加工節(jié)圓) )相切，如圖相切，如圖6-23a6-23a所示。所示。由于刀具節(jié)線上齒厚與齒槽寬相等，切出的齒輪在分度圓由于刀具節(jié)線上齒厚與齒槽寬相等，切出的齒輪在分度圓上齒厚與齒槽寬也相等，該

33、齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。上齒厚與齒槽寬也相等，該齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。6.7.16.7.1變位齒輪概念變位齒輪概念 圖圖6-23 6-23 變位齒輪加工原理及其齒形變位齒輪加工原理及其齒形圖圖6-23 6-23 變位齒輪加工原理及其齒形變位齒輪加工原理及其齒形 切削變位齒輪時(shí)，刀切削變位齒輪時(shí)，刀具相對(duì)切削標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)移動(dòng)具相對(duì)切削標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)移動(dòng)的徑向距離的徑向距離稱為變位量，稱為變位量，x x稱為變位系稱為變位系數(shù)，由輪坯中心外移，數(shù)，由輪坯中心外移， x x取取正值；反之，正值；反之， x x取負(fù)值，相取負(fù)值，相應(yīng)加工出的齒輪分別稱為正應(yīng)加工出的齒輪分別稱為正變位齒輪和負(fù)變位齒輪，如變位齒輪和負(fù)變位齒輪，

34、如圖圖6-23b6-23b、c c所示。所示。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪可看成變位系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪可看成變位系數(shù) x x=0=0的特殊變位齒輪。由于的特殊變位齒輪。由于齒條在不同高度上的齒距齒條在不同高度上的齒距p、壓力角都是相同的，所以壓力角都是相同的，所以無(wú)論無(wú)論齒條刀具的節(jié)線位置如何變化，切出變位齒輪的模數(shù)齒條刀具的節(jié)線位置如何變化，切出變位齒輪的模數(shù)m m、壓、壓力角力角 都與齒條刀具中線上的模數(shù)都與齒條刀具中線上的模數(shù)m m、壓力角、壓力角 相同，是標(biāo)相同，是標(biāo)準(zhǔn)值。同時(shí)刀具與齒坯對(duì)滾運(yùn)動(dòng)不變，所以加工出的齒輪準(zhǔn)值。同時(shí)刀具與齒坯對(duì)滾運(yùn)動(dòng)不變，所以加工出的齒輪的齒數(shù)也相同。故它的分度圓直徑、基圓直徑均與

35、標(biāo)準(zhǔn)齒的齒數(shù)也相同。故它的分度圓直徑、基圓直徑均與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的相同。其齒廓曲線和標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒廓曲線是同一基圓輪的相同。其齒廓曲線和標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒廓曲線是同一基圓上形成的漸開(kāi)線，只是部位不同，如圖上形成的漸開(kāi)線，只是部位不同，如圖6-23d6-23d所示。所示。圖圖6-23 6-23 變位齒輪加工原理及其齒形變位齒輪加工原理及其齒形 (1) (1) 當(dāng)當(dāng)0 0時(shí)，刀具節(jié)線上齒時(shí)，刀具節(jié)線上齒槽寬增大，齒厚減小，因此，正變位槽寬增大，齒厚減小，因此，正變位齒輪分度圓齒厚齒輪分度圓齒厚s s增大，齒槽寬增大，齒槽寬e e減小，減小，其變動(dòng)量其變動(dòng)量s=2xmtans=2xmtan，如圖，如圖6-23e6

36、-23e所示。其齒根圓齒厚增大，齒頂圓齒所示。其齒根圓齒厚增大，齒頂圓齒厚減小厚減小( (變尖變尖) )；當(dāng)；當(dāng)0 0時(shí)，上述尺時(shí)，上述尺寸變化相反。寸變化相反。 (2) (2) 0 0，刀具的齒頂線外移，刀具的齒頂線外移，因此，正變位齒輪的齒根圓直徑因此，正變位齒輪的齒根圓直徑d df f增增大，要保持相應(yīng)的齒高，齒頂圓直徑大，要保持相應(yīng)的齒高，齒頂圓直徑d da a也增大。也增大。 0 0時(shí)，上述尺寸變化時(shí)，上述尺寸變化相反。相反。6.7.26.7.2變位齒輪的特點(diǎn)變位齒輪的特點(diǎn) 圖圖6-23 6-23 變位齒輪加工原理及其齒形變位齒輪加工原理及其齒形 (3) (3)0 0，齒根高，齒根高

37、h hf f減小，齒頂減小，齒頂高高h(yuǎn) ha a增大。增大。 0 0時(shí)，上述尺寸變化時(shí)，上述尺寸變化相反。相反。 (4) (4) 刀具齒頂線隨刀具外移，它刀具齒頂線隨刀具外移，它與嚙合線的交點(diǎn)與嚙合線的交點(diǎn)B B2 2移向移向N N1 1，如圖，如圖6-23e6-23e所示。利用變位齒輪這一特點(diǎn)，可避所示。利用變位齒輪這一特點(diǎn)，可避免根切。免根切。 (5) (5) 由于變位齒輪的齒槽寬與齒由于變位齒輪的齒槽寬與齒厚都發(fā)生變化，中心距也會(huì)變化，利厚都發(fā)生變化，中心距也會(huì)變化，利用這一特點(diǎn)，可調(diào)整齒輪傳動(dòng)的中心用這一特點(diǎn)，可調(diào)整齒輪傳動(dòng)的中心距。距。圖圖6-23 6-23 變位齒輪加工原理及其齒形

38、變位齒輪加工原理及其齒形 1標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng) 又稱又稱第一類零傳動(dòng)第一類零傳動(dòng)?？梢钥醋髯兾积X輪傳動(dòng)的一種特殊情?？梢钥醋髯兾积X輪傳動(dòng)的一種特殊情況，兩個(gè)齒輪的變位系數(shù)均為零，即況，兩個(gè)齒輪的變位系數(shù)均為零，即1 1= 2 2=0。為避免根切，。為避免根切，其中小齒輪齒數(shù)不小于最小齒數(shù)。其中小齒輪齒數(shù)不小于最小齒數(shù)。 2高變位齒輪傳動(dòng)高變位齒輪傳動(dòng) 又稱第二類零傳動(dòng)。兩個(gè)齒輪的變位系數(shù)和為零，且小齒又稱第二類零傳動(dòng)。兩個(gè)齒輪的變位系數(shù)和為零，且小齒輪變位系數(shù)輪變位系數(shù)10，大齒輪變位系數(shù)，大齒輪變位系數(shù)20，即，即1 =2 0。該。該傳動(dòng)中心距傳動(dòng)中心距a等于標(biāo)準(zhǔn)中心距等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a

39、，嚙合角等于壓力角。但齒頂，嚙合角等于壓力角。但齒頂高、齒根高發(fā)生變化。為避免根切，其齒數(shù)和的條件為高、齒根高發(fā)生變化。為避免根切，其齒數(shù)和的條件為 z1 1 +z z2 22z2zminmin。 根據(jù)一對(duì)齒輪各自的變位系數(shù)及其和根據(jù)一對(duì)齒輪各自的變位系數(shù)及其和 的不同，變位的不同，變位齒輪傳動(dòng)可以分為以下三種類型：齒輪傳動(dòng)可以分為以下三種類型： 3角變位齒輪傳動(dòng)角變位齒輪傳動(dòng) 兩個(gè)齒輪的變位系數(shù)和不為零，即該傳動(dòng)中心距兩個(gè)齒輪的變位系數(shù)和不為零，即該傳動(dòng)中心距a不等不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距于標(biāo)準(zhǔn)中心距a，嚙合角不等于壓力角。其中稱為正角度變位嚙合角不等于壓力角。其中稱為正角度變位傳動(dòng)，簡(jiǎn)稱正傳動(dòng)；稱

40、為負(fù)角度變位傳動(dòng)，簡(jiǎn)稱負(fù)傳動(dòng)。傳動(dòng)，簡(jiǎn)稱正傳動(dòng)；稱為負(fù)角度變位傳動(dòng)，簡(jiǎn)稱負(fù)傳動(dòng)?，F(xiàn)將各類變位齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用列于表現(xiàn)將各類變位齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用列于表6-8。表表6-8 變位齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用變位齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用 根據(jù)齒輪傳動(dòng)的使用要求，齒輪精度主要包括傳動(dòng)精度和根據(jù)齒輪傳動(dòng)的使用要求，齒輪精度主要包括傳動(dòng)精度和齒側(cè)間隙兩個(gè)方面?，F(xiàn)分別敘述如下：齒側(cè)間隙兩個(gè)方面。現(xiàn)分別敘述如下： 1 1傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)實(shí)際轉(zhuǎn)角和公稱轉(zhuǎn)角之差的總幅度要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)實(shí)際轉(zhuǎn)角和公稱轉(zhuǎn)角之差的總幅度( (即轉(zhuǎn)角誤差的最大值即轉(zhuǎn)角誤差的最大

41、值) )不超過(guò)一定的限度，從而使齒輪副傳動(dòng)不超過(guò)一定的限度，從而使齒輪副傳動(dòng)比以一轉(zhuǎn)為周期的變化幅度限制在一定范圍。比以一轉(zhuǎn)為周期的變化幅度限制在一定范圍。 2 2傳動(dòng)的平穩(wěn)性傳動(dòng)的平穩(wěn)性 要求齒輪在一轉(zhuǎn)過(guò)程中，一齒距范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差的最大要求齒輪在一轉(zhuǎn)過(guò)程中，一齒距范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差的最大值不超過(guò)一定限度，從而使齒輪副的瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化值不超過(guò)一定限度，從而使齒輪副的瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化( (即齒輪即齒輪上各個(gè)齒距的轉(zhuǎn)角誤差數(shù)值上各個(gè)齒距的轉(zhuǎn)角誤差數(shù)值) )限制在一定范圍內(nèi)，以減小傳動(dòng)時(shí)限制在一定范圍內(nèi)，以減小傳動(dòng)時(shí)的沖擊、振動(dòng)和噪聲。的沖擊、振動(dòng)和噪聲。 6.8.1齒輪傳動(dòng)的使用要求齒輪傳動(dòng)的使

42、用要求 3 3載荷分布的均勻性載荷分布的均勻性 要求齒輪在傳動(dòng)中，兩工作齒面接觸良好，其接觸面積要求齒輪在傳動(dòng)中，兩工作齒面接觸良好，其接觸面積( (即即接觸斑點(diǎn)在齒寬、齒高方向所占比例的大小接觸斑點(diǎn)在齒寬、齒高方向所占比例的大小) )不低于一定的限度，不低于一定的限度，以避免輪齒過(guò)早磨損，影響齒輪壽命。以避免輪齒過(guò)早磨損，影響齒輪壽命。 4 4傳動(dòng)側(cè)隙的合理性傳動(dòng)側(cè)隙的合理性 為保證正常潤(rùn)滑的需要，防止傳動(dòng)時(shí)輪齒的熱變形和彈性為保證正常潤(rùn)滑的需要，防止傳動(dòng)時(shí)輪齒的熱變形和彈性變形而咬死，要求嚙合輪齒非工作齒面間留有合適的側(cè)隙。但變形而咬死，要求嚙合輪齒非工作齒面間留有合適的側(cè)隙。但側(cè)隙也不宜

43、過(guò)大，否則，對(duì)于經(jīng)常需要正反轉(zhuǎn)的傳動(dòng)齒輪副，側(cè)隙也不宜過(guò)大，否則，對(duì)于經(jīng)常需要正反轉(zhuǎn)的傳動(dòng)齒輪副，會(huì)引起換向沖擊并產(chǎn)生空程。會(huì)引起換向沖擊并產(chǎn)生空程。 影響上述齒輪傳動(dòng)使用要求或齒輪傳動(dòng)性能的主要原因是影響上述齒輪傳動(dòng)使用要求或齒輪傳動(dòng)性能的主要原因是齒輪和齒輪副誤差。因此，必須對(duì)齒輪和齒輪副提出一定的檢齒輪和齒輪副誤差。因此，必須對(duì)齒輪和齒輪副提出一定的檢驗(yàn)項(xiàng)目，并規(guī)定精度等級(jí)。驗(yàn)項(xiàng)目，并規(guī)定精度等級(jí)。 1精度等級(jí)精度等級(jí) GBT10095.12008規(guī)定齒輪及齒輪副精度等級(jí)為規(guī)定齒輪及齒輪副精度等級(jí)為12級(jí)。級(jí)。從從1級(jí)到級(jí)到12級(jí)，精度從高到低依次排列。一般機(jī)械傳動(dòng)中，齒級(jí)，精度從高到低

44、依次排列。一般機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪常用的精度等級(jí)為輪常用的精度等級(jí)為68級(jí)。級(jí)。 2公差組公差組 根據(jù)齒輪各項(xiàng)誤差特性及對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響，標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)齒輪各項(xiàng)誤差特性及對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響，標(biāo)準(zhǔn)將檢驗(yàn)項(xiàng)目分為檢驗(yàn)項(xiàng)目分為3個(gè)公差組。第個(gè)公差組。第公差組主要影響傳動(dòng)的準(zhǔn)確性，公差組主要影響傳動(dòng)的準(zhǔn)確性，第第公差組主要影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性，第公差組主要影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性，第公差組主要影響傳動(dòng)公差組主要影響傳動(dòng)時(shí)齒面載荷分布的均勻性。每個(gè)公差組包括若干個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目公時(shí)齒面載荷分布的均勻性。每個(gè)公差組包括若干個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目公差或極限偏差。表差或極限偏差。表6-9供選擇檢驗(yàn)組時(shí)參考。供選擇檢驗(yàn)組時(shí)參考。 6.8.2齒

45、輪精度等級(jí)及選用齒輪精度等級(jí)及選用表表6-9常用的檢驗(yàn)組常用的檢驗(yàn)組 3精度等級(jí)的選用精度等級(jí)的選用 齒輪精度的選擇，要考慮齒輪的用途、工作條件、圓周速齒輪精度的選擇，要考慮齒輪的用途、工作條件、圓周速度、傳遞功率以及使用壽命和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面要求，一般度、傳遞功率以及使用壽命和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面要求，一般多用類比法。齒輪第多用類比法。齒輪第公差組的精度等級(jí)主要根據(jù)齒輪圓周速公差組的精度等級(jí)主要根據(jù)齒輪圓周速度確定。度確定。 一般情況下，三個(gè)公差組可選用相同精度等級(jí)。由于齒輪一般情況下，三個(gè)公差組可選用相同精度等級(jí)。由于齒輪傳動(dòng)應(yīng)用的場(chǎng)合不同，對(duì)傳動(dòng)性能三個(gè)方面的要求也不同，則傳動(dòng)應(yīng)用的場(chǎng)合

46、不同，對(duì)傳動(dòng)性能三個(gè)方面的要求也不同，則允許三個(gè)公差組選用不同精度等級(jí)。在同一公差組內(nèi)，各項(xiàng)公允許三個(gè)公差組選用不同精度等級(jí)。在同一公差組內(nèi)，各項(xiàng)公差與極限偏差應(yīng)保持相同的精度等級(jí)。例如，儀表及機(jī)床分度差與極限偏差應(yīng)保持相同的精度等級(jí)。例如，儀表及機(jī)床分度系統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)，傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性比傳動(dòng)的平穩(wěn)性要求高，系統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)，傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性比傳動(dòng)的平穩(wěn)性要求高，所以第所以第公差組的精度等級(jí)比第公差組的精度等級(jí)比第公差組的精度等級(jí)高一級(jí)；公差組的精度等級(jí)高一級(jí)；而軋鋼機(jī)、起重機(jī)中的低速重載齒輪傳動(dòng)則要求齒面載荷分布而軋鋼機(jī)、起重機(jī)中的低速重載齒輪傳動(dòng)則要求齒面載荷分布均勻，所以第均勻，所以第公差

47、組的精度等級(jí)比第公差組的精度等級(jí)比第公差組的精度等級(jí)高。公差組的精度等級(jí)高。 齒輪精度等級(jí)與圓周速度及加工方法、齒面粗糙度的關(guān)系齒輪精度等級(jí)與圓周速度及加工方法、齒面粗糙度的關(guān)系參考表參考表6-10。表表6-10 齒輪精度、圓周速度與加工方法關(guān)系齒輪精度、圓周速度與加工方法關(guān)系 在齒輪零件圖上應(yīng)標(biāo)注齒輪的精度等級(jí)和齒厚極限偏差的在齒輪零件圖上應(yīng)標(biāo)注齒輪的精度等級(jí)和齒厚極限偏差的字母代號(hào)。字母代號(hào)。 標(biāo)注示例：標(biāo)注示例： 1 1）齒輪第）齒輪第公差組精度為公差組精度為7 7級(jí)，第級(jí)，第、公差組精度均為公差組精度均為6 6級(jí)，齒厚上、下偏差代號(hào)分為級(jí)，齒厚上、下偏差代號(hào)分為G G，M M。6.8.

48、3齒輪精度在圖樣上的標(biāo)注齒輪精度在圖樣上的標(biāo)注GB/T10095.120087-6-6 G M 2）齒輪的三個(gè)公差組精度同級(jí)，例如）齒輪的三個(gè)公差組精度同級(jí)，例如7級(jí)，齒厚上、下偏級(jí)，齒厚上、下偏差代號(hào)分別為差代號(hào)分別為F、L。GB/T10095.120087 F L 例例6-3 某通用減速器中的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知：模數(shù)某通用減速器中的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知：模數(shù)m=3mm，齒數(shù)，齒數(shù)z=32，中心距，中心距a=288mm，孔徑，孔徑D=40mm，壓，壓力角，齒寬力角，齒寬b=20mm，傳遞功率，傳遞功率P=5kW，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速=1280rmin，小批量生產(chǎn)。試確定齒輪精度等級(jí)、檢驗(yàn)項(xiàng)目、側(cè)

49、隙、齒坯公小批量生產(chǎn)。試確定齒輪精度等級(jí)、檢驗(yàn)項(xiàng)目、側(cè)隙、齒坯公差和齒面粗糙度。差和齒面粗糙度。 解解 1) 確定齒輪精度等級(jí)確定齒輪精度等級(jí) 傳遞動(dòng)力齒輪，一般根據(jù)圓周速度確定第傳遞動(dòng)力齒輪，一般根據(jù)圓周速度確定第公差組的精度公差組的精度等級(jí)。等級(jí)。 分度圓圓周速度分度圓圓周速度 由表由表6-10查得，第查得，第公差組的精度等級(jí)應(yīng)選公差組的精度等級(jí)應(yīng)選7級(jí)。級(jí)。 對(duì)于一般減速器齒輪，第對(duì)于一般減速器齒輪，第公差組的精度等級(jí)可比第公差組的精度等級(jí)可比第公公差組的精度等級(jí)低一級(jí)，即選差組的精度等級(jí)低一級(jí)，即選8級(jí)；第級(jí)；第公差組的精度等級(jí)可公差組的精度等級(jí)可與第與第公差組的精度等級(jí)相同，即選公差

50、組的精度等級(jí)相同，即選7級(jí)。齒輪精度等級(jí)為：級(jí)。齒輪精度等級(jí)為：877。 2）確定各公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目）確定各公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目 分度圓直徑分度圓直徑 d=d=mzmz=3mm=3mm32=96mm32=96mm； 齒頂圓直徑齒頂圓直徑 d da a=d+2=d+2 h ha am=(96+2m=(96+21 13)=102mm3)=102mm 中等精度、小批量生產(chǎn)，根據(jù)檢驗(yàn)條件，參照表中等精度、小批量生產(chǎn)，根據(jù)檢驗(yàn)條件，參照表6-86-8，各公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值、極限偏差值確定如表各公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值、極限偏差值確定如表6-116-11所所示。示。 中等精度、小批量生產(chǎn)，根據(jù)檢驗(yàn)條件，

51、參照表中等精度、小批量生產(chǎn)，根據(jù)檢驗(yàn)條件，參照表6-86-8，各，各公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值、極限偏差值確定如表公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值、極限偏差值確定如表6-116-11所示。所示。表表6-116-11 各公差組的各公差組的公差值與極限偏差公差值與極限偏差值值1.輪齒折斷輪齒折斷圖圖6-246-24齒根疲勞斷裂齒根疲勞斷裂圖圖6-256-25齒輪軸輪齒折斷齒輪軸輪齒折斷 齒輪工作時(shí)，輪齒根部將產(chǎn)生相齒輪工作時(shí)，輪齒根部將產(chǎn)生相當(dāng)大的交變彎曲應(yīng)力，在載荷多次作用當(dāng)大的交變彎曲應(yīng)力，在載荷多次作用下，當(dāng)應(yīng)力值超過(guò)彎曲疲勞極限時(shí)，將下，當(dāng)應(yīng)力值超過(guò)彎曲疲勞極限時(shí)，將產(chǎn)生產(chǎn)生疲勞裂紋疲勞裂紋，如圖，

52、如圖6-246-24所示。所示。 隨著裂紋的不斷擴(kuò)展，最終將引起隨著裂紋的不斷擴(kuò)展，最終將引起輪齒折斷，這種折斷稱為彎曲輪齒折斷，這種折斷稱為彎曲疲勞折斷疲勞折斷。圖圖6-216-21為齒輪軸實(shí)物輪齒折斷的失效情為齒輪軸實(shí)物輪齒折斷的失效情況。況。 為提高齒輪抗折斷的能力，可采用為提高齒輪抗折斷的能力，可采用提高材料的疲勞強(qiáng)度和輪齒心部的韌性、提高材料的疲勞強(qiáng)度和輪齒心部的韌性、加大齒根圓角半徑、提高齒面制造精度、加大齒根圓角半徑、提高齒面制造精度、增大模數(shù)以加大齒根厚度、進(jìn)行齒面噴增大模數(shù)以加大齒根厚度、進(jìn)行齒面噴丸處理等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。丸處理等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖圖6-266-26斜齒輪的點(diǎn)蝕斜齒輪

53、的點(diǎn)蝕 齒面在接觸應(yīng)力齒面在接觸應(yīng)力長(zhǎng)時(shí)間地反復(fù)作用下，長(zhǎng)時(shí)間地反復(fù)作用下，表層出現(xiàn)裂紋，裂紋表層出現(xiàn)裂紋，裂紋的擴(kuò)展，導(dǎo)致齒面金的擴(kuò)展，導(dǎo)致齒面金屬以甲殼狀的小微粒屬以甲殼狀的小微粒剝落，形成麻點(diǎn)，這剝落，形成麻點(diǎn)，這種現(xiàn)象稱為種現(xiàn)象稱為齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕。閉式齒輪傳動(dòng)的主要閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕。失效形式是齒面點(diǎn)蝕。2.齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕 為防止過(guò)早出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕，可采用增大齒輪直徑、提為防止過(guò)早出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕，可采用增大齒輪直徑、提高齒面硬度、降低齒面的表面粗糙度值和增加潤(rùn)滑油的粘高齒面硬度、降低齒面的表面粗糙度值和增加潤(rùn)滑油的粘度等方法。度等方法。圖圖6-27 6-27 齒輪的膠

54、合齒輪的膠合 由于齒面間壓力很由于齒面間壓力很大，相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的摩擦大，相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的摩擦使齒面工作區(qū)的局部瞬使齒面工作區(qū)的局部瞬時(shí)溫度很高，造成齒面時(shí)溫度很高，造成齒面金屬直接接觸并相互粘金屬直接接觸并相互粘連。當(dāng)兩齒面相對(duì)滑動(dòng)連。當(dāng)兩齒面相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，較軟齒面的金屬沿時(shí)，較軟齒面的金屬沿滑動(dòng)方向被撕下而形成滑動(dòng)方向被撕下而形成溝紋狀，這種現(xiàn)象稱為溝紋狀，這種現(xiàn)象稱為膠合膠合。3.3.齒面膠合齒面膠合 為防止膠合的產(chǎn)生，可采用良好的潤(rùn)滑方式、限制為防止膠合的產(chǎn)生，可采用良好的潤(rùn)滑方式、限制油溫和采用抗膠合添加劑的合成潤(rùn)滑油等方法；也可采油溫和采用抗膠合添加劑的合成潤(rùn)滑油等方法；也可采用不同材料制造

55、配對(duì)齒輪，或一對(duì)齒輪采用同種材料不用不同材料制造配對(duì)齒輪，或一對(duì)齒輪采用同種材料不同硬度的方法。同硬度的方法。圖圖6-286-28輪齒磨損輪齒磨損 由于嚙合齒面間由于嚙合齒面間的相對(duì)滑動(dòng)，引起齒的相對(duì)滑動(dòng)，引起齒面的摩擦磨損。開(kāi)式面的摩擦磨損。開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是磨損，圖形式是磨損，圖6-286-28所示為輪齒所示為輪齒磨損磨損的實(shí)的實(shí)際失效情況際失效情況4.齒面磨損齒面磨損 為防止過(guò)快磨損，可采用保證工作環(huán)境清潔、定期為防止過(guò)快磨損，可采用保證工作環(huán)境清潔、定期更換潤(rùn)滑油、提高齒面硬度、加大模數(shù)以增大齒厚等方更換潤(rùn)滑油、提高齒面硬度、加大模數(shù)以增大齒厚等方法。法。

56、圖圖6-29 6-29 齒面塑性變形齒面塑性變形 在過(guò)大的應(yīng)力作用下，在過(guò)大的應(yīng)力作用下，輪齒材料因屈服而產(chǎn)生塑輪齒材料因屈服而產(chǎn)生塑性變形，致使嚙合不平穩(wěn)，性變形，致使嚙合不平穩(wěn)，因此噪聲和振動(dòng)增大，破因此噪聲和振動(dòng)增大，破壞了齒輪的正常嚙合傳動(dòng)。壞了齒輪的正常嚙合傳動(dòng)。這種失效常發(fā)生在有大的這種失效常發(fā)生在有大的過(guò)載、頻繁起動(dòng)和齒面硬過(guò)載、頻繁起動(dòng)和齒面硬度較低的齒輪上。圖度較低的齒輪上。圖6-296-29為齒面塑性變形的機(jī)理，為齒面塑性變形的機(jī)理，5.齒面塑性變形齒面塑性變形圖圖6-316-31齒面凸起塑性變形齒面凸起塑性變形 圖圖6-306-30為主動(dòng)輪齒面下凹的實(shí)際失效情況，圖為主動(dòng)

57、輪齒面下凹的實(shí)際失效情況，圖6-316-31為從動(dòng)輪齒面凸起的實(shí)際失效情況。為從動(dòng)輪齒面凸起的實(shí)際失效情況。 為防止齒面塑性變形，可通過(guò)提高齒面硬度或采用為防止齒面塑性變形，可通過(guò)提高齒面硬度或采用較高粘度的潤(rùn)滑油等方法來(lái)解決。較高粘度的潤(rùn)滑油等方法來(lái)解決。圖圖6-306-30齒面下凹塑性變形齒面下凹塑性變形 輪齒的失效形式很多，但對(duì)某些具體情況而言，輪齒的失效形式很多，但對(duì)某些具體情況而言，它們并不可能同時(shí)發(fā)生，所以必須進(jìn)行具體分析，針?biāo)鼈儾⒉豢赡芡瑫r(shí)發(fā)生，所以必須進(jìn)行具體分析，針對(duì)其主要失效形式確立相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。對(duì)其主要失效形式確立相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 對(duì)于閉式齒輪傳動(dòng)：對(duì)對(duì)于閉式齒輪傳動(dòng)：

58、對(duì)軟齒面（硬度小于軟齒面（硬度小于350HBW）的齒輪，其主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，的齒輪，其主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，故通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再按彎故通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核；曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核； 對(duì)對(duì)硬齒面（硬度大于硬齒面（硬度大于350HBW）的齒輪，其主的齒輪，其主要失效形式是輪齒折斷，此時(shí)可按齒根彎曲疲勞強(qiáng)要失效形式是輪齒折斷，此時(shí)可按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，其主要失效形式是齒面磨損。對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，其主要失效形式是齒面磨損。由于目前對(duì)

59、齒面磨損尚無(wú)行之有效的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)由于目前對(duì)齒面磨損尚無(wú)行之有效的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，故通常只按輪齒折斷進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)數(shù)據(jù)，故通常只按輪齒折斷進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，考慮磨損因素，適當(dāng)增大模數(shù)計(jì)，考慮磨損因素，適當(dāng)增大模數(shù)10%20%。 常用的齒輪材料是優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，其次是鑄鋼常用的齒輪材料是優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，其次是鑄鋼和鑄鐵。除尺寸較小普通用途的齒輪采用圓軋鋼外，大多數(shù)和鑄鐵。除尺寸較小普通用途的齒輪采用圓軋鋼外，大多數(shù)齒輪都采用鍛鋼制造；對(duì)形狀復(fù)雜、直徑較大（齒輪都采用鍛鋼制造；對(duì)形狀復(fù)雜、直徑較大（ d 500 mm) 和不易鍛造的齒輪，可采用鑄鋼；傳遞功率不

60、大、低速、無(wú)和不易鍛造的齒輪，可采用鑄鋼；傳遞功率不大、低速、無(wú)沖擊及開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中的齒輪，可選用灰鑄鐵。沖擊及開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中的齒輪，可選用灰鑄鐵。 非鐵金屬僅用于制造有特殊要求（如抗腐蝕、防磁性等）非鐵金屬僅用于制造有特殊要求（如抗腐蝕、防磁性等）的齒輪。的齒輪。 對(duì)高速、輕載及精度要求不高的齒輪，為減小噪聲，也對(duì)高速、輕載及精度要求不高的齒輪，為減小噪聲，也可采用非金屬材料（如塑料、尼龍、夾布膠木等）做成小齒可采用非金屬材料（如塑料、尼龍、夾布膠木等）做成小齒輪，大齒輪仍用鋼或鑄鐵制造。輪，大齒輪仍用鋼或鑄鐵制造。 對(duì)于對(duì)于軟齒面（硬度小于軟齒面（硬度小于 350HBW ）齒輪）齒輪，可以