機(jī)械原理課件--齒輪09

1、第第5章章 齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)計(jì)劃學(xué)時(shí)：計(jì)劃學(xué)時(shí)：12h基本要求及重點(diǎn)、難點(diǎn)基本要求及重點(diǎn)、難點(diǎn)5.1 齒輪的類型和特點(diǎn)齒輪的類型和特點(diǎn)5.2 齒廓齒廓實(shí)現(xiàn)定角速比的條件實(shí)現(xiàn)定角速比的條件5.3 漸開線齒廓漸開線齒廓5.4 漸開線齒輪的各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸漸開線齒輪的各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸5.5 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)5.6 漸開線齒廓的切削加工原理漸開線齒廓的切削加工原理及根切與變位及根切與變位5.7 平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)5.8直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)5.9蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)基本要求基本要求:1

2、1）了解齒輪機(jī)構(gòu)的類型和特點(diǎn)。）了解齒輪機(jī)構(gòu)的類型和特點(diǎn)。 2 2）掌握）掌握齒廓實(shí)現(xiàn)定角速比的條件齒廓實(shí)現(xiàn)定角速比的條件。3 3）了解漸開線的形成和特點(diǎn)。）了解漸開線的形成和特點(diǎn)。4 4）掌握漸開線齒輪的各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱）掌握漸開線齒輪的各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪基本尺寸。齒輪基本尺寸。5 5）掌握直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件及齒輪的連）掌握直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件及齒輪的連續(xù)傳動(dòng)條件。續(xù)傳動(dòng)條件。6 6）了解齒輪加工方法。）了解齒輪加工方法。7 7）了解平行軸斜齒圓柱齒輪及圓錐齒輪機(jī)構(gòu)。）了解平行軸斜齒圓柱齒輪及圓錐齒輪機(jī)構(gòu)。 重點(diǎn)：重點(diǎn)： 1）齒輪機(jī)構(gòu)的類型和特點(diǎn)。）齒輪機(jī)構(gòu)的

3、類型和特點(diǎn)。 2）掌握齒廓實(shí)現(xiàn)定角速比的條件。）掌握齒廓實(shí)現(xiàn)定角速比的條件。 3）標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪基本尺寸計(jì)算。）標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪基本尺寸計(jì)算。 4）直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件及齒輪的連）直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件及齒輪的連續(xù)傳動(dòng)條件。續(xù)傳動(dòng)條件。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：1 1）標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪基本尺寸計(jì)算。）標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪基本尺寸計(jì)算。2 2）正確嚙合條件及齒輪的連續(xù)傳動(dòng)條件。）正確嚙合條件及齒輪的連續(xù)傳動(dòng)條件。 鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接鏈接5.1 齒輪機(jī)構(gòu)的類型和特點(diǎn)齒輪機(jī)構(gòu)的類型和特點(diǎn) 5.1.1類型類型外嚙合直齒圓柱：齒向與軸線平行，

4、兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向外嚙合直齒圓柱：齒向與軸線平行，兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反相反內(nèi)嚙合直齒圓柱：兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向內(nèi)嚙合直齒圓柱：兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同相同齒輪齒條傳動(dòng)：齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)辇X條的齒輪齒條傳動(dòng)：齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)辇X條的移動(dòng)移動(dòng)外嚙合斜齒圓柱：齒向與軸線相交一外嚙合斜齒圓柱：齒向與軸線相交一角度角度人字齒輪：由兩個(gè)螺旋角相反的斜齒輪人字齒輪：由兩個(gè)螺旋角相反的斜齒輪組成組成直齒圓錐齒輪傳動(dòng)：用于傳遞兩相直齒圓錐齒輪傳動(dòng)：用于傳遞兩相交軸交軸螺旋齒輪機(jī)構(gòu)：用于傳遞兩交錯(cuò)軸（空間異面螺旋齒輪機(jī)構(gòu)：用于傳遞兩交錯(cuò)軸（空間異面直線直線）蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)：用于傳遞空間垂直兩軸蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)：用于傳遞空間垂直兩軸運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)5.1.2 齒

5、輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)形式，機(jī)械手上齒輪傳動(dòng)是機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)形式，機(jī)械手上的應(yīng)用；汽車變速箱中的應(yīng)用；攝象機(jī)中的應(yīng)用；游樂設(shè)的應(yīng)用；汽車變速箱中的應(yīng)用；攝象機(jī)中的應(yīng)用；游樂設(shè)施中的應(yīng)用。施中的應(yīng)用。用于傳遞任意兩個(gè)軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力用于傳遞任意兩個(gè)軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,是一是一種高副機(jī)構(gòu)。種高副機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）適用的圓周速度和功率范圍廣；）適用的圓周速度和功率范圍廣；2）效率較高；）效率較高；3）傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)比準(zhǔn)確；4）壽命較長(zhǎng)；）壽命較長(zhǎng)；5）工作可靠性高；）工作可靠性高；6）可）可實(shí)現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)平行軸、

6、任意角相交軸和任意角交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1）要求較高的制造和安裝精度，成本較高）要求較高的制造和安裝精度，成本較高2）不適宜于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)）不適宜于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)機(jī)械手機(jī)械手5.1.3 功用：是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)功用：是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)汽車變速箱汽車變速箱攝象機(jī)攝象機(jī)游樂設(shè)施游樂設(shè)施此外，還有實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比運(yùn)動(dòng)的此外，還有實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比運(yùn)動(dòng)的非圓齒輪機(jī)構(gòu)非圓齒輪機(jī)構(gòu) 5.2 齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律齒輪傳動(dòng)基本要求：齒輪傳動(dòng)基本要求：傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)平穩(wěn)，即傳動(dòng)比保持不變。即傳動(dòng)比保持不變。21i傳動(dòng)比：傳動(dòng)比：兩齒兩齒輪瞬時(shí)角速度輪瞬時(shí)角速度

7、之比，即：之比，即： 否則輪否則輪1 1角速度角速度 1 1恒定，輪恒定，輪2 2角速度角速度 2 2不恒定，不恒定，產(chǎn)生慣性力，致使機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)、噪音，使其工產(chǎn)生慣性力，致使機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)、噪音，使其工作精度下降、壽命降低。作精度下降、壽命降低。 齒齒廓嚙合基本定律廓嚙合基本定律就是研究當(dāng)齒廓形狀符合什就是研究當(dāng)齒廓形狀符合什么條件時(shí)，才能滿足傳動(dòng)比恒定么條件時(shí)，才能滿足傳動(dòng)比恒定。nn：公法線；：公法線；c：nn與與O1O2交點(diǎn)，是瞬心交點(diǎn)，是瞬心,又稱嚙合節(jié)點(diǎn)。又稱嚙合節(jié)點(diǎn)。122112ococi21ccvv2211ococ定律：互相嚙合的一對(duì)齒廓在定律：互相嚙合的一對(duì)齒廓在任意位置時(shí)傳動(dòng)

8、比，等于連心任意位置時(shí)傳動(dòng)比，等于連心線被節(jié)點(diǎn)線被節(jié)點(diǎn)C所分線段的反比所分線段的反比定傳動(dòng)比條件定傳動(dòng)比條件：無論兩齒：無論兩齒廓在何處嚙合，節(jié)點(diǎn)廓在何處嚙合，節(jié)點(diǎn)C必必為連心線上一定點(diǎn)。為連心線上一定點(diǎn)。節(jié)圓：節(jié)圓：以以O(shè)1，O2為圓心，為圓心，以以O(shè)1C，O2C為半徑所作為半徑所作圓，稱為節(jié)圓。圓，稱為節(jié)圓。兩齒廓嚙兩齒廓嚙合相當(dāng)于一對(duì)節(jié)圓作純滾合相當(dāng)于一對(duì)節(jié)圓作純滾動(dòng)。動(dòng)。122112ocociCrrococi12122112變傳動(dòng)比條件變傳動(dòng)比條件：節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)C不不是一定點(diǎn)，而是按相應(yīng)的是一定點(diǎn)，而是按相應(yīng)的規(guī)律在連心線上移動(dòng)。規(guī)律在連心線上移動(dòng)。Cococi122112已知：中心距a

9、，傳動(dòng)比i12=1/2=r2/r1和齒輪1的齒廓g1，求：與齒廓g1共軛的齒輪2的齒廓g2 。 1101AOAO110AAPA022PAAA0222AOAO5.3 漸開線齒廓漸開線齒廓5.3.1 漸開線的形成漸開線的形成 形成：直線形成：直線BK沿半徑沿半徑為為rb的圓做純滾動(dòng)的圓做純滾動(dòng)時(shí)，直線上任意一點(diǎn)時(shí)，直線上任意一點(diǎn)K的軌跡。的軌跡。該圓稱為基圓該圓稱為基圓。rb：基圓半徑：基圓半徑BK：漸開線發(fā)生線：漸開線發(fā)生線K：漸開線上：漸開線上K K點(diǎn)的展點(diǎn)的展角角5.3.2 漸開線的性質(zhì)漸開線的性質(zhì) 性質(zhì)性質(zhì)1 1：發(fā)生線在基圓上滾過的線段長(zhǎng)度發(fā)生線在基圓上滾過的線段長(zhǎng)度KB等于基圓上等于基

10、圓上被滾過的圓弧長(zhǎng)度被滾過的圓弧長(zhǎng)度AB，即，即 BAKB性質(zhì)性質(zhì)2 2：B點(diǎn)是漸開線在點(diǎn)是漸開線在K點(diǎn)的曲率中心，點(diǎn)的曲率中心，BK為漸開線在為漸開線在K點(diǎn)的曲率半徑，漸開線離基圓越遠(yuǎn)的地方，曲率半徑點(diǎn)的曲率半徑，漸開線離基圓越遠(yuǎn)的地方，曲率半徑越大，曲率越小，漸開線初始點(diǎn)越大，曲率越小，漸開線初始點(diǎn)A曲率半徑為零。曲率半徑為零。性質(zhì)性質(zhì)3 3：KB為漸開線在為漸開線在K點(diǎn)的法線，漸開線上任一點(diǎn)的法點(diǎn)的法線，漸開線上任一點(diǎn)的法線恒切于基圓，即漸開線上任一點(diǎn)的法線必是基圓切線。線恒切于基圓，即漸開線上任一點(diǎn)的法線必是基圓切線。 性質(zhì)性質(zhì)4 4：漸開線的形狀取決于基圓半徑的大小，基圓越漸開線的形

11、狀取決于基圓半徑的大小，基圓越小，漸開線越彎曲；基圓越大，漸開線越平直，當(dāng)基圓半小，漸開線越彎曲；基圓越大，漸開線越平直，當(dāng)基圓半徑趨于無窮大時(shí)，漸開線變成一條直線。徑趨于無窮大時(shí)，漸開線變成一條直線。 輪齒的兩側(cè)漸開線輪齒的兩側(cè)漸開線: :同一基圓同一基圓上形成的兩條反向漸開線上形成的兩條反向漸開線性質(zhì)性質(zhì)5：基圓內(nèi)無漸開基圓內(nèi)無漸開線。線。 2121kkkkG1G3為同一基圓上形成的兩條同向漸開線，為同一基圓上形成的兩條同向漸開線，K1K3與與K1K3有何關(guān)系？有何關(guān)系？3131kkkk結(jié)論：同一基圓上所生成結(jié)論：同一基圓上所生成的兩條同向漸開線為法向的兩條同向漸開線為法向等距線。等距線。

12、1 漸開線的壓力角漸開線的壓力角 kbkrrOKOBcos基圓基圓的壓力角等于零的壓力角等于零 5.3.3 漸開線方程漸開線方程 2 漸開線方程漸開線方程以以O(shè)為極點(diǎn)，為極點(diǎn)，OA為極軸建立漸開線極坐標(biāo)方程為極軸建立漸開線極坐標(biāo)方程kkkbkbkkbktgrKBrBArrcos/工程上將工程上將invk表示表示k，稱，稱為漸開線函數(shù)。漸開線方為漸開線函數(shù)。漸開線方程可表示為：程可表示為：kkkkkbktginvrrcos/1 嚙合線為一定直線嚙合線為一定直線無論兩齒廓在什么位無論兩齒廓在什么位置嚙合，嚙合點(diǎn)都在置嚙合，嚙合點(diǎn)都在兩基圓的內(nèi)公切線上兩基圓的內(nèi)公切線上N1N2,該線為嚙合線該線為嚙

13、合線由于兩基圓為定圓，由于兩基圓為定圓，所以一側(cè)內(nèi)公切線只有所以一側(cè)內(nèi)公切線只有一條，是一條，是一定直線一定直線5.3.4 漸開線齒廓的嚙合特性漸開線齒廓的嚙合特性 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：在齒輪傳動(dòng)過程中，齒廓間的正壓力方向始終不：在齒輪傳動(dòng)過程中，齒廓間的正壓力方向始終不變，對(duì)傳動(dòng)極為有利。變，對(duì)傳動(dòng)極為有利。 2 能實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比傳動(dòng) 由于嚙合線為一定直線，故由于嚙合線為一定直線，故C點(diǎn)為一定點(diǎn)，滿足齒點(diǎn)為一定點(diǎn)，滿足齒廓嚙合基本定律，廓嚙合基本定律，能實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比傳動(dòng)。能實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比傳動(dòng)。1212122112bbrrrrcocoi中心距變化后中心距變化后C點(diǎn)隨之改變，點(diǎn)隨之改變，但但

14、rb1,rb2不變，所以不變，所以i12不變不變，這一特性為中這一特性為中心距的可變性心距的可變性。3 中心距變化不影響傳動(dòng)比中心距變化不影響傳動(dòng)比122112bbrri優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：對(duì)漸開線齒輪的加工、安裝和使用有利對(duì)漸開線齒輪的加工、安裝和使用有利4 嚙合角恒等于節(jié)圓壓力角嚙合角恒等于節(jié)圓壓力角嚙合角嚙合角N1N2與兩節(jié)圓公與兩節(jié)圓公切線夾銳角。切線夾銳角。節(jié)圓壓力角節(jié)圓壓力角兩齒廓在節(jié)點(diǎn)兩齒廓在節(jié)點(diǎn)C接接觸時(shí)，觸時(shí)，N1O1C和和N2O2C結(jié)論：結(jié)論：N1O1C=N2O2C=一對(duì)漸開線齒輪嚙合嚙合角恒等于節(jié)圓壓力角一對(duì)漸開線齒輪嚙合嚙合角恒等于節(jié)圓壓力角5.4. 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪漸開

15、線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪5.4. 1 齒輪的各部分名稱、基本參數(shù)和尺寸計(jì)算齒輪的各部分名稱、基本參數(shù)和尺寸計(jì)算1 各部分名稱各部分名稱分度圓分度圓(d、r)：設(shè)計(jì)齒輪的基準(zhǔn)圓設(shè)計(jì)齒輪的基準(zhǔn)圓,假想的圓假想的圓2 基本參數(shù)：基本參數(shù)： 齒數(shù)、分度圓模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂齒數(shù)、分度圓模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)隙系數(shù)齒數(shù)齒數(shù)Z: 齒輪上輪齒的個(gè)數(shù)齒輪上輪齒的個(gè)數(shù)分度圓模數(shù)分度圓模數(shù)m：分度圓周長(zhǎng)分度圓周長(zhǎng)=d=zP，d=zP/，因因是無理數(shù)，所以是無理數(shù)，所以d也將是無理數(shù)，對(duì)齒輪設(shè)計(jì)不利，也將是無理數(shù)，對(duì)齒輪設(shè)計(jì)不利，所以為方便設(shè)計(jì)、加工和檢驗(yàn)，人為規(guī)定所以為方便設(shè)計(jì)、加工和檢驗(yàn)，人為規(guī)定

16、m=P/，m即即分度圓模數(shù)，簡(jiǎn)稱模數(shù)，單位分度圓模數(shù)，簡(jiǎn)稱模數(shù)，單位mm，已標(biāo)準(zhǔn)化，已標(biāo)準(zhǔn)化(附表附表5-2)。分度圓直徑。分度圓直徑d=mz，當(dāng)齒數(shù)一定時(shí)，模，當(dāng)齒數(shù)一定時(shí)，模數(shù)直接影響齒輪的尺寸，數(shù)直接影響齒輪的尺寸，m越大，越大，齒輪尺寸越大齒輪尺寸越大。分度圓壓力角：分度圓壓力角：因?yàn)橐驗(yàn)閞b=rcos，當(dāng)風(fēng)度圓半徑確定后，隨著壓力，當(dāng)風(fēng)度圓半徑確定后，隨著壓力角的變化，基圓半徑變化，漸開線形狀變化，對(duì)角的變化，基圓半徑變化，漸開線形狀變化，對(duì)齒輪設(shè)計(jì)不利，人為規(guī)定壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，齒輪設(shè)計(jì)不利，人為規(guī)定壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，=20,某些行業(yè)某些行業(yè)=14.5 ,15 ,22.5 ,25 分度

17、圓定義：具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓分度圓定義：具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓 3 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪幾何尺寸計(jì)算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪幾何尺寸計(jì)算 內(nèi)齒輪：內(nèi)齒輪：dfd, dadb，齒條齒條1 壓力角不變，為壓力角不變，為20，等于齒形角；，等于齒形角；2 齒距不變齒距不變p=m，分度線上分度線上e=s=p/2;任意圓上齒厚任意圓上齒厚Sk計(jì)算計(jì)算)(22krscokcco)(2)(2invinvrrrsrrrsrskkkkkkkk)/arccos(kbkrrB1:脫離嚙合點(diǎn)脫離嚙合點(diǎn),主主動(dòng)輪齒頂圓與嚙動(dòng)輪齒頂圓與嚙合線交點(diǎn)。合線交點(diǎn)。5.5 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪

18、的嚙合傳動(dòng)5.5.1 漸開線齒輪傳動(dòng)的嚙合過程漸開線齒輪傳動(dòng)的嚙合過程B2:進(jìn)入嚙合點(diǎn)，從動(dòng)輪齒頂圓與嚙合線進(jìn)入嚙合點(diǎn)，從動(dòng)輪齒頂圓與嚙合線N1N2交點(diǎn)交點(diǎn);B1 B2 :實(shí)際嚙合線實(shí)際嚙合線段，段， N1N2 :理論理論嚙合線段嚙合線段B1 B2 N1N2N1、N2：嚙合：嚙合極限點(diǎn)極限點(diǎn)齒闊工作段參加嚙合齒闊工作段參加嚙合齒闊非工作段不參加嚙合齒闊非工作段不參加嚙合為了保證定傳動(dòng)比傳為了保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)，所有嚙合點(diǎn)都應(yīng)動(dòng)，所有嚙合點(diǎn)都應(yīng)在嚙合線上，所以兩在嚙合線上，所以兩輪的法向齒距輪的法向齒距Pn1=Pn2才能正確嚙合才能正確嚙合5.5.2 漸開線齒輪的正確嚙合漸開線齒輪的正確嚙合條件條

19、件 如圖，如圖，k, k為嚙合點(diǎn)，為嚙合點(diǎn)，Pb1,Pb2為兩輪的基圓為兩輪的基圓齒距，所以齒距，所以Pb1=Pn1,Pb2= Pn2要想兩輪能正確嚙合，必保證要想兩輪能正確嚙合，必保證Pb1= Pb22121mmm因模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值，上式成立只有因模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值，上式成立只有2211222111coscoscoscosmmmpmpbb正確嚙合條件為：兩輪的模數(shù)和壓正確嚙合條件為：兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等，等于標(biāo)準(zhǔn)值。力角分別相等，等于標(biāo)準(zhǔn)值。Pb1Pb2或或Pb1Pb2：輪齒發(fā)生干涉，不能正常嚙合輪齒發(fā)生干涉，不能正常嚙合5.5.3 無側(cè)隙嚙合條件無側(cè)隙嚙合條件 1.1.無側(cè)

20、隙嚙合條件無側(cè)隙嚙合條件 一對(duì)齒輪在傳動(dòng)過程中，為了齒廓間形成油一對(duì)齒輪在傳動(dòng)過程中，為了齒廓間形成油膜，必須留有間隙，稱為齒側(cè)間隙，簡(jiǎn)稱側(cè)隙。膜，必須留有間隙，稱為齒側(cè)間隙，簡(jiǎn)稱側(cè)隙。但側(cè)隙存在會(huì)使齒側(cè)間產(chǎn)生沖擊但側(cè)隙存在會(huì)使齒側(cè)間產(chǎn)生沖擊( (齒輪正反方向轉(zhuǎn)齒輪正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)) )，因此側(cè)隙只能很小，通常由公差來保證，設(shè)，因此側(cè)隙只能很小，通常由公差來保證，設(shè)計(jì)時(shí)仍按無側(cè)隙。兩齒輪傳動(dòng)時(shí)相當(dāng)于兩節(jié)圓作計(jì)時(shí)仍按無側(cè)隙。兩齒輪傳動(dòng)時(shí)相當(dāng)于兩節(jié)圓作純滾動(dòng)，無側(cè)隙條件：一節(jié)圓的齒槽寬等于另一純滾動(dòng)，無側(cè)隙條件：一節(jié)圓的齒槽寬等于另一節(jié)圓的齒厚，即節(jié)圓的齒厚，即21se或或 21es 齒輪傳動(dòng)時(shí)，為

21、了避免一齒輪的齒頂圓與另一齒齒輪傳動(dòng)時(shí)，為了避免一齒輪的齒頂圓與另一齒輪的齒根圓接觸，并保存一定的間隙儲(chǔ)存潤(rùn)滑輪的齒根圓接觸，并保存一定的間隙儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，應(yīng)留有一定的間隙，稱為頂隙。應(yīng)保證為標(biāo)油，應(yīng)留有一定的間隙，稱為頂隙。應(yīng)保證為標(biāo)準(zhǔn)值，即準(zhǔn)值，即c=c*m。標(biāo)準(zhǔn)安裝：標(biāo)準(zhǔn)安裝：標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)中心距2.2.具有標(biāo)準(zhǔn)的頂隙具有標(biāo)準(zhǔn)的頂隙 )(22121zzmrra,2211rrrr 非非標(biāo)準(zhǔn)安裝：標(biāo)準(zhǔn)安裝：由于齒輪制造和安裝誤差，兩輪實(shí)由于齒輪制造和安裝誤差，兩輪實(shí)際中心距際中心距a與標(biāo)準(zhǔn)中心距與標(biāo)準(zhǔn)中心距a不等，此時(shí)，兩輪的節(jié)不等，此時(shí)，兩輪的節(jié)圓與分度圓不等，嚙合角與壓力角不等。圓與分度圓

22、不等，嚙合角與壓力角不等。非非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，安裝中心標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，安裝中心距和標(biāo)準(zhǔn)中心距關(guān)系距和標(biāo)準(zhǔn)中心距關(guān)系,rraacoscos)(coscos212121arrrrrrbbcoscos)(2121arrrrbbcoscoscoscosaaaa或無論是標(biāo)準(zhǔn)安裝，還是非標(biāo)準(zhǔn)安裝，傳動(dòng)比都是無論是標(biāo)準(zhǔn)安裝，還是非標(biāo)準(zhǔn)安裝，傳動(dòng)比都是常數(shù)常數(shù)常數(shù)121212122112zzrrrrrribb齒輪與齒條嚙合齒輪與齒條嚙合標(biāo)準(zhǔn)安裝：標(biāo)準(zhǔn)安裝：分度線與節(jié)線（過節(jié)點(diǎn)）重合，齒輪分分度線與節(jié)線（過節(jié)點(diǎn)）重合，齒輪分度圓與節(jié)圓重合，嚙合角等于壓力角度圓與節(jié)圓重合，嚙合角等于壓力角22211meses非標(biāo)準(zhǔn)安裝：

23、非標(biāo)準(zhǔn)安裝：出現(xiàn)齒側(cè)間隙，齒輪節(jié)圓和分度圓出現(xiàn)齒側(cè)間隙，齒輪節(jié)圓和分度圓相同，齒條節(jié)線不是分度線，齒輪節(jié)圓（分度圓）相同，齒條節(jié)線不是分度線，齒輪節(jié)圓（分度圓）和齒條節(jié)線相切，分度線向下移（分度線上齒厚和齒條節(jié)線相切，分度線向下移（分度線上齒厚等于齒槽寬）等于齒槽寬）結(jié)論：無結(jié)論：無論標(biāo)準(zhǔn)還論標(biāo)準(zhǔn)還是非標(biāo)準(zhǔn)是非標(biāo)準(zhǔn)安裝，齒安裝，齒輪輪r=r，= 5.5.4 連續(xù)傳動(dòng)條件連續(xù)傳動(dòng)條件 只具備兩齒輪的法向齒距相等（基圓齒距），只具備兩齒輪的法向齒距相等（基圓齒距），并不能保證兩輪能連續(xù)傳動(dòng)，還必須滿足實(shí)際嚙并不能保證兩輪能連續(xù)傳動(dòng)，還必須滿足實(shí)際嚙合線段大于基節(jié)，即合線段大于基節(jié)，即bpBB21當(dāng)

24、前一對(duì)齒在當(dāng)前一對(duì)齒在B1點(diǎn)脫離時(shí)，后一對(duì)已經(jīng)在點(diǎn)脫離時(shí)，后一對(duì)已經(jīng)在B2點(diǎn)進(jìn)點(diǎn)進(jìn)入嚙合，入嚙合，能保證連續(xù)傳動(dòng)。能保證連續(xù)傳動(dòng)。B1B2=pb，理論上能連續(xù)傳動(dòng)，即前一對(duì)齒脫離嚙，理論上能連續(xù)傳動(dòng)，即前一對(duì)齒脫離嚙合時(shí)，合時(shí)，后一對(duì)剛好進(jìn)入嚙合。后一對(duì)剛好進(jìn)入嚙合。B1B2pb，前一對(duì)齒脫離嚙合時(shí)，前一對(duì)齒脫離嚙合時(shí)，后一對(duì)還未進(jìn)入后一對(duì)還未進(jìn)入嚙合。嚙合。綜上所述綜上所述:齒輪連續(xù)傳動(dòng)條件為：齒輪連續(xù)傳動(dòng)條件為：121bapBB稱稱為重合度。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)大于或等于許用值，為重合度。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)大于或等于許用值，即即aa許用重合度值隨齒輪使用要求和制造精度而定許用重合度值隨齒輪使用要求和制造

25、精度而定重合度計(jì)算：外嚙合齒輪重合度計(jì)算：外嚙合齒輪CBCBBB2121CNNBCBCNNBCB22221111tgtgztgtgzpBBaaba22112121齒輪齒條傳動(dòng)的重合度齒輪齒條傳動(dòng)的重合度tgtgzhtgtgzaaaa22112sin22重合度與模數(shù)無關(guān)，隨齒數(shù)增加而增加重合度與模數(shù)無關(guān)，隨齒數(shù)增加而增加重合度的含義：重合度的含義：其大小表明同時(shí)參與嚙合齒數(shù)的其大小表明同時(shí)參與嚙合齒數(shù)的多少。多少。等于時(shí)，表明一對(duì)齒廓嚙合等于時(shí)，表明一對(duì)齒廓嚙合；為；為1.61時(shí)，時(shí)，表明有時(shí)一對(duì)齒嚙合，有時(shí)兩對(duì)齒嚙合，表明有時(shí)一對(duì)齒嚙合，有時(shí)兩對(duì)齒嚙合，ED一對(duì)齒嚙合區(qū)，占一對(duì)齒嚙合區(qū)，占39

26、%；B1E，B2D兩對(duì)兩對(duì)齒嚙合區(qū)，占齒嚙合區(qū)，占61%重合度越大同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)，重合度越大同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)，每個(gè)齒受的力越小，因此重合度是衡量齒輪傳動(dòng)每個(gè)齒受的力越小，因此重合度是衡量齒輪傳動(dòng)的重要的重要質(zhì)量指標(biāo)之一質(zhì)量指標(biāo)之一。5.6 漸開線齒輪的加工漸開線齒輪的加工5.6.1 加工方法概述加工方法概述近代齒輪加工方法很多，如切制法、熱軋法、近代齒輪加工方法很多，如切制法、熱軋法、鑄造法、沖壓法及電加工法。但從加工原理的角鑄造法、沖壓法及電加工法。但從加工原理的角度看，可將齒輪加工分為兩大類：仿形法和范成度看，可將齒輪加工分為兩大類：仿形法和范成法（包絡(luò)法）。

27、法（包絡(luò)法）。一、仿形法：一、仿形法： 用與齒槽形狀相同的成形刀具或模具，將輪坯用與齒槽形狀相同的成形刀具或模具，將輪坯齒槽的材料去掉。分齒槽的材料去掉。分銑削法銑削法和和拉削法拉削法。 仿形法的特點(diǎn)是所采用的刀具在其軸剖面內(nèi)，仿形法的特點(diǎn)是所采用的刀具在其軸剖面內(nèi)，刀刃的形狀和被切齒輪的齒槽形狀相同。常用刀刀刃的形狀和被切齒輪的齒槽形狀相同。常用刀具有盤狀銑刀和指狀銑刀兩種。具有盤狀銑刀和指狀銑刀兩種。 加工時(shí)銑刀繞本身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)輪坯沿齒輪加工時(shí)銑刀繞本身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)輪坯沿齒輪軸線方向移動(dòng)，直到銑出一個(gè)齒槽以后，再將輪軸線方向移動(dòng)，直到銑出一個(gè)齒槽以后，再將輪坯退回原處，坯退回原處，然

28、后轉(zhuǎn)過然后轉(zhuǎn)過360/z再銑第二個(gè)齒槽。再銑第二個(gè)齒槽。依此類推，便可切制出一個(gè)齒輪。依此類推，便可切制出一個(gè)齒輪。 通常情況下，盤狀銑刀用于加通常情況下，盤狀銑刀用于加工模數(shù)工模數(shù)m 10 mm的齒輪；指狀銑刀用于加工模數(shù)的齒輪；指狀銑刀用于加工模數(shù) m =10 100 mm的齒輪，并可用于切制人字齒輪。的齒輪，并可用于切制人字齒輪。 這種切齒方法簡(jiǎn)單，不需要專用機(jī)床，但生這種切齒方法簡(jiǎn)單，不需要專用機(jī)床，但生產(chǎn)產(chǎn)效率低，精度差，效率低，精度差，故僅適用于單件生產(chǎn)及精度故僅適用于單件生產(chǎn)及精度要求不高的齒輪加工。要求不高的齒輪加工。 6.6.2 范成法：范成法：是利用一對(duì)齒輪互相嚙合時(shí)是利用

29、一對(duì)齒輪互相嚙合時(shí)其共軛齒廓互為其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原包絡(luò)線的原理來切齒的理來切齒的 。加工方法：加工方法：1 齒輪插刀插齒（外齒）齒輪插刀插齒（外齒）內(nèi)齒內(nèi)齒 與輪坯的范成運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于一與輪坯的范成運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于一對(duì)齒輪的嚙合傳動(dòng)。對(duì)齒輪的嚙合傳動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：用同用同一把刀具加工出模數(shù)和壓力角相一把刀具加工出模數(shù)和壓力角相同而齒數(shù)不同的齒輪（內(nèi)、同而齒數(shù)不同的齒輪（內(nèi)、外）。外）。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：切削不連續(xù)，生產(chǎn)切削不連續(xù)，生產(chǎn)效率低。效率低。齒條插刀插齒齒條插刀插齒 ：相當(dāng)于齒輪和齒條的嚙合傳相當(dāng)于齒輪和齒條的嚙合傳優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：用同用同一把刀具加一把刀具加工出模數(shù)和工出模數(shù)和壓力角相同壓力角相同

30、而齒數(shù)不同而齒數(shù)不同的外齒輪。的外齒輪。缺點(diǎn)：不能缺點(diǎn)：不能加工內(nèi)齒輪，加工內(nèi)齒輪，切削不連續(xù)，切削不連續(xù)，生產(chǎn)效率低。生產(chǎn)效率低。 刀具齒頂部比傳動(dòng)用的齒條高出刀具齒頂部比傳動(dòng)用的齒條高出C*m，用以切出傳動(dòng)時(shí)的頂隙；，用以切出傳動(dòng)時(shí)的頂隙；刀具齒廓的直線部分用來加工漸開線漸開線齒廓；一段圓弧用以加刀具齒廓的直線部分用來加工漸開線漸開線齒廓；一段圓弧用以加工齒輪的齒根過度曲線。分度線又稱中線，其齒厚與齒槽寬相等即工齒輪的齒根過度曲線。分度線又稱中線，其齒厚與齒槽寬相等即s=e=m/2,此時(shí)刀具的此時(shí)刀具的中線一輪坯分度圓相切中線一輪坯分度圓相切。3、齒輪滾刀切齒、齒輪滾刀切齒 ：滾刀在輪坯斷

31、面投影是一齒條，滾刀滾刀在輪坯斷面投影是一齒條，滾刀連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一根無限長(zhǎng)的齒條向前移動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一根無限長(zhǎng)的齒條向前移動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：用同一把刀具加用同一把刀具加工出模數(shù)和壓力角相同工出模數(shù)和壓力角相同而齒數(shù)不同的外齒輪，而齒數(shù)不同的外齒輪，切削連續(xù)，生產(chǎn)效率高。切削連續(xù)，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不能加工內(nèi)齒輪不能加工內(nèi)齒輪可以滾斜齒可以滾斜齒5.6.3 漸開線齒廓的根切現(xiàn)象漸開線齒廓的根切現(xiàn)象 根切原因根切原因：刀具齒頂線超過嚙合極限點(diǎn)。：刀具齒頂線超過嚙合極限點(diǎn)。根切產(chǎn)生的原因根切產(chǎn)生的原因刀具齒頂?shù)毒啐X頂線在嚙合線在嚙合極限點(diǎn)下：極限點(diǎn)下：當(dāng)?shù)毒啐X當(dāng)?shù)毒啐X廓達(dá)到廓達(dá)到B刀刀點(diǎn)時(shí)

32、，點(diǎn)時(shí)，被加工齒被加工齒輪漸開線輪漸開線齒廓齒廓切制切制完成，不完成，不產(chǎn)生根切產(chǎn)生根切。刀具齒頂線刀具齒頂線過嚙合極限過嚙合極限點(diǎn)：刀具齒點(diǎn)：刀具齒廓到達(dá)廓到達(dá)N1點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，與被切時(shí)，與被切齒輪開始脫齒輪開始脫離，不產(chǎn)生離，不產(chǎn)生根切，被加根切，被加工齒輪的漸工齒輪的漸開線從基圓開線從基圓開始。開始。刀具齒頂線刀具齒頂線在嚙合極限在嚙合極限點(diǎn)上：刀具點(diǎn)上：刀具齒廓到達(dá)齒廓到達(dá)N1點(diǎn)時(shí)，切制點(diǎn)時(shí)，切制過程繼續(xù)，過程繼續(xù)，刀具的齒頂?shù)毒叩凝X頂將切入被加將切入被加工齒輪的根工齒輪的根部，把在到部，把在到達(dá)點(diǎn)達(dá)點(diǎn)前已經(jīng)前已經(jīng) 加工好的齒加工好的齒廓切去，形廓切去，形成根切。成根切。結(jié)論：結(jié)論：發(fā)生根切

33、的根本原因在于刀具的齒頂發(fā)生根切的根本原因在于刀具的齒頂線超過了嚙合極限點(diǎn)線超過了嚙合極限點(diǎn)N1，即，即1CN刀CB就會(huì)發(fā)生根切。就會(huì)發(fā)生根切。避免根切措施：要避免根切，就應(yīng)使避免根切措施：要避免根切，就應(yīng)使1CN刀CB采取以下措施：采取以下措施：1.增加被切齒輪的齒數(shù)，使增加被切齒輪的齒數(shù)，使CN1增大，大于增大，大于CB刀刀；2.將刀具遠(yuǎn)離齒輪中心移動(dòng)一段距離，使點(diǎn)將刀具遠(yuǎn)離齒輪中心移動(dòng)一段距離，使點(diǎn)B刀刀向向下移，不超過下移，不超過N1點(diǎn)。點(diǎn)。漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)22sin2sinsinmzrCNNMNMmha2sin2ahz2minsin

34、2ahz標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具切標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，制標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，=20，ha*=1。最少齒數(shù)為最少齒數(shù)為175.7 變位齒輪變位齒輪5.7.1 不產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)不產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù) 為了避免根切，需要將刀具遠(yuǎn)離被加工齒輪，為了避免根切，需要將刀具遠(yuǎn)離被加工齒輪， 采用這種方法加工的齒輪稱為變位齒輪。采用這種方法加工的齒輪稱為變位齒輪。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) （1） 可以避免根切可以避免根切 ； （2）可以提高齒輪輪齒的抗彎曲強(qiáng)度；）可以提高齒輪輪齒的抗彎曲強(qiáng)度； （3）可以配湊中心距；）可以配湊中心距； （4）沒有齒數(shù)限制，）沒有齒數(shù)限制，標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒數(shù)必須大于標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒數(shù)必須大于或等于

35、最少齒數(shù)或等于最少齒數(shù) 。變位移距變位移距xm：刀具移動(dòng)距離；：刀具移動(dòng)距離；變位系數(shù)變位系數(shù)x： x 0 ,正變位正變位，刀具遠(yuǎn)離被加工齒輪；，刀具遠(yuǎn)離被加工齒輪；x0 ， -正傳動(dòng)正傳動(dòng)齒數(shù)條件：齒數(shù)條件：12可小于可小于min，由由invtgzzxxinv2121)(2得得，由，由a cos =a cos ，得，得a a 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可減少機(jī)構(gòu)尺寸，可減輕輪齒磨損，可配可減少機(jī)構(gòu)尺寸，可減輕輪齒磨損，可配湊中心距，可提高輪齒抗彎曲能力，可提高接觸湊中心距，可提高輪齒抗彎曲能力，可提高接觸強(qiáng)度。強(qiáng)度。缺點(diǎn)：由于實(shí)際嚙合線會(huì)縮短，重合度下降，需缺點(diǎn)：由于實(shí)際嚙合線會(huì)縮短，重合度下降，需校核，

36、正變位齒輪的齒頂會(huì)變尖，需校核。校核，正變位齒輪的齒頂會(huì)變尖，需校核。x1+x20 ， -負(fù)傳動(dòng)負(fù)傳動(dòng)齒數(shù)條件：齒數(shù)條件：12min，由，由invtgzzxxinv2121)(2得得，由，由a cos =a cos ，得，得a a正傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)正好是負(fù)傳動(dòng)的缺點(diǎn)，負(fù)傳動(dòng)是一正傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)正好是負(fù)傳動(dòng)的缺點(diǎn)，負(fù)傳動(dòng)是一種缺點(diǎn)較多的傳動(dòng)。通常只在種缺點(diǎn)較多的傳動(dòng)。通常只在a 40140轉(zhuǎn)動(dòng)方向判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向判斷 把蝸桿看成螺桿，蝸輪看成螺母，當(dāng)螺母只能把蝸桿看成螺桿，蝸輪看成螺母，當(dāng)螺母只能轉(zhuǎn)動(dòng)而不能移動(dòng)時(shí)，螺母移動(dòng)的方向即表示蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)而不能移動(dòng)時(shí)，螺母移動(dòng)的方向即表示蝸輪圓周速度方向，由此可確定蝸輪的

37、轉(zhuǎn)動(dòng)方向。圓周速度方向，由此可確定蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。蝸桿旋向及轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖，蝸桿旋向及轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖，確定蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向：確定蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向：左旋，左旋，順時(shí)針順時(shí)針已知蝸桿旋向及轉(zhuǎn)向，已知蝸桿旋向及轉(zhuǎn)向，確定蝸輪轉(zhuǎn)向。確定蝸輪轉(zhuǎn)向。左旋，順時(shí)針左旋，順時(shí)針五、蝸輪蝸桿傳動(dòng)主要優(yōu)、缺點(diǎn)五、蝸輪蝸桿傳動(dòng)主要優(yōu)、缺點(diǎn)1. 主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn) 與齒輪相比，傳動(dòng)比很大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)與齒輪相比，傳動(dòng)比很大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音較小和具有自鎖性能等。在動(dòng)力傳平穩(wěn)、噪音較小和具有自鎖性能等。在動(dòng)力傳動(dòng)中，通常一級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比動(dòng)中，通常一級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=880；在分度；在分度機(jī)構(gòu)中，一級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比可高達(dá)機(jī)構(gòu)中

38、，一級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比可高達(dá)1 000。2. 主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn) 傳動(dòng)效率較低，自鎖蝸桿傳動(dòng)的效率低于傳動(dòng)效率較低，自鎖蝸桿傳動(dòng)的效率低于50%50%；不適于大功率的傳動(dòng)（一般不超過不適于大功率的傳動(dòng)（一般不超過100 kW）；）；為為了減摩耐磨，蝸輪齒圈常需用青銅制造，成本較了減摩耐磨，蝸輪齒圈常需用青銅制造，成本較高。高。 5.12 圓錐齒輪機(jī)構(gòu)圓錐齒輪機(jī)構(gòu) 用來實(shí)現(xiàn)兩相交軸直間的運(yùn)動(dòng)，一般軸角用來實(shí)現(xiàn)兩相交軸直間的運(yùn)動(dòng)，一般軸角=90輪齒有直齒、斜齒和曲齒等多種形式，本節(jié)介紹輪齒有直齒、斜齒和曲齒等多種形式，本節(jié)介紹應(yīng)用最廣泛的應(yīng)用最廣泛的直齒直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)圓錐齒輪機(jī)構(gòu) 輪齒分布在截錐體上，從大輪齒分布在截錐體上，從大端向小端收縮，大小端參數(shù)端向小端收縮，大小端參數(shù)不同，取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，不同，取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，相對(duì)于圓柱齒輪的各個(gè)圓變相對(duì)于圓柱齒輪的各個(gè)圓變成不同的圓錐。成不同的圓錐。一、一、直齒圓錐齒輪齒