齒輪機構-齒廓

1、一般分類一般分類平面機械設計基礎機械設計基礎 齒輪傳動齒輪傳動直齒輪平行軸斜齒輪傳動平行軸斜齒輪傳動人字齒人字齒外嚙合齒輪傳動外嚙合齒輪傳動內嚙合齒輪傳動內嚙合齒輪傳動齒輪與齒條傳動齒輪與齒條傳動圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動蝸輪蝸桿傳動蝸輪蝸桿傳動齒輪機構空間平面齒輪機構平面齒輪機構 ( 二軸平行二軸平行) 直齒圓柱齒輪機構直齒圓柱齒輪機構 外嚙合傳動外嚙合傳動 內嚙合傳動內嚙合傳動 齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動 外嚙合傳動外嚙合傳動二輪轉向相反二輪轉向相反機械設計基礎 齒輪傳動外齒輪外齒輪內嚙合傳動內嚙合傳動二輪轉向相同二輪轉向相同齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動轉動轉動移動

2、移動內齒輪內齒輪外齒輪外齒輪 齒條齒條外齒輪外齒輪斜齒圓柱齒輪機構斜齒圓柱齒輪機構 外嚙合傳動外嚙合傳動 內嚙合傳動內嚙合傳動 齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動 機械設計基礎 齒輪傳動空間齒輪機構空間齒輪機構 圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動 二軸相交二軸相交 外嚙合傳動外嚙合傳動 二輪轉向相反二輪轉向相反機械設計基礎 齒輪傳動斜齒圓錐齒輪傳動斜齒圓錐齒輪傳動直齒圓錐齒輪傳動直齒圓錐齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動（螺旋齒輪傳動）交錯軸斜齒輪傳動（螺旋齒輪傳動） 二軸交錯二軸交錯機械設計基礎 齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳交錯軸斜齒輪傳動動蝸桿傳動蝸桿傳動 二軸交錯，通常交二軸交錯，通常交90 機械設計基礎 齒輪傳動蝸桿傳動

3、蝸桿傳動一、齒廓嚙合基本定律一、齒廓嚙合基本定律對齒廓曲線的要求：對齒廓曲線的要求： 直觀上直觀上 不卡不離不卡不離 幾何學上幾何學上 處處相切接觸處處相切接觸 運動學上運動學上 法線上沒有相對運動法線上沒有相對運動根據(jù)三心定理，二齒輪嚙合之速度瞬根據(jù)三心定理，二齒輪嚙合之速度瞬心心機械設計基礎 齒輪傳動齒廓嚙合基本定律： 互相嚙合的一對齒輪，在任一位置時互相嚙合的一對齒輪，在任一位置時的傳動比，都與其連心線被其嚙合點的傳動比，都與其連心線被其嚙合點的公法線所分兩線段成反比的公法線所分兩線段成反比12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1POPOi122112 二、節(jié)點、節(jié)圓二、節(jié)

4、點、節(jié)圓定傳動比條件：定傳動比條件：若兩輪作定傳動比傳動若兩輪作定傳動比傳動機械設計基礎 齒輪傳動則則P點為定點，即不論兩齒輪輪廓點為定點，即不論兩齒輪輪廓在何位置接觸，過接觸點所作的在何位置接觸，過接觸點所作的兩齒廓公法線與連心線相交于定兩齒廓公法線與連心線相交于定點點P定點定點P節(jié)點節(jié)點節(jié)圓節(jié)圓(d1,d2): 過節(jié)點所作的兩圓過節(jié)點所作的兩圓12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1.constPOPOi122112 節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓三、齒廓曲線的確定三、齒廓曲線的確定 能滿足定傳動比能滿足定傳動比( (或某種變傳動或某種變傳動比規(guī)律比規(guī)律) )要求的齒廓曲線，理論要求的齒廓

5、曲線，理論上有無窮多個上有無窮多個機械設計基礎 齒輪傳動理論上無窮多共軛曲線：能滿足定理論上無窮多共軛曲線：能滿足定傳動比傳動比( (或某種變傳動比規(guī)律或某種變傳動比規(guī)律) )要求的要求的齒廓曲線齒廓曲線實際選用實際選用, , 須考慮設計、制造、安須考慮設計、制造、安裝、使用等因素裝、使用等因素常用常用: : 漸開線、擺線、圓弧線、拋漸開線、擺線、圓弧線、拋物線等物線等本章主要研究漸開線齒廓的齒輪本章主要研究漸開線齒廓的齒輪12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓一、漸開線的形成二、漸開線的性質三、漸開線齒輪的嚙合特性機械設計基礎 齒輪傳動一、漸開線的形成一、漸開

6、線的形成 當一直線在一圓周上作純滾動時，此直線上任一點的軌當一直線在一圓周上作純滾動時，此直線上任一點的軌跡跡-該圓的漸開線該圓的漸開線 該圓稱該圓稱基圓基圓(r(rb b) )；該直線稱為；該直線稱為發(fā)生線發(fā)生線機械設計基礎 齒輪傳動漸開漸開線線發(fā)生線發(fā)生線基圓基圓F向徑向徑壓力角壓力角a aKa aKq qKK基圓半徑基圓半徑 rbvKrKrb展角展角基圓基圓二、漸開線的性質二、漸開線的性質1) 發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長基圓上被滾過的弧長,機械設計基礎 齒輪傳動2) 漸開線上任一點法線恒切于基漸開線上任一點法線恒切于基圓圓3) 切點是漸開線上切

7、點是漸開線上K點的曲率中點的曲率中心，心，KB為曲率半徑為曲率半徑; 越接近基圓，越接近基圓，曲率半徑越小，反之越大曲率半徑越小，反之越大4) 基圓內無漸開線基圓內無漸開線BKBAOkrbrkakaABKB kbkrrOKOB a acos壓力角壓力角a ak k為受力方向與為受力方向與速度方向的所夾的銳角速度方向的所夾的銳角5) 漸開線的形狀決于基圓半徑漸開線的形狀決于基圓半徑機械設計基礎 齒輪傳動基圓半徑越大，漸開線越基圓半徑越大，漸開線越平展（綜合曲率半徑越大）平展（綜合曲率半徑越大）直線也是漸開線直線也是漸開線C1A1B1qiC2A2qiO2rb2B2O38B38A38C3O1rb1K

8、推論推論 同一基圓上漸開線形狀相同同一基圓上漸開線形狀相同 同一基圓所生成的同向漸開同一基圓所生成的同向漸開線為法向等距曲線線為法向等距曲線機械設計基礎 齒輪傳動兩反向漸開線公法線處處相等兩反向漸開線公法線處處相等( (等于兩漸開線間的基圓弧長等于兩漸開線間的基圓弧長) )OC2AC1BC3A1B1A2B2N1N2K1K22211KBKB？2211BABA？三、漸開線齒輪的嚙合特性三、漸開線齒輪的嚙合特性漸開線齒輪符合齒廓嚙合基本定漸開線齒輪符合齒廓嚙合基本定律，即能保證定傳動比傳動律，即能保證定傳動比傳動由齒廓嚙合基本定律知由齒廓嚙合基本定律知機械設計基礎 齒輪傳動rb2O212N2CCO1rb1KPK.121212