齒輪傳動(dòng)課件2

1、一、齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 1、齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu) 如圖所示，齒輪傳動(dòng)由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪和機(jī)架組成?？魁X面直接嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)。一、齒輪的特點(diǎn)一、齒輪的特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)用來傳遞任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓齒輪傳動(dòng)用來傳遞任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)到周速度可達(dá)到300m/s300m/s，傳遞功率可達(dá)，傳遞功率可達(dá)10105 5KWKW，齒輪直徑，齒輪直徑可從不到可從不到1mm1mm到到150m150m以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng)。種機(jī)械傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)： （1 1）傳遞動(dòng)力大、效率高；）傳

2、遞動(dòng)力大、效率高； （2 2）壽命長，工作平穩(wěn)，可靠性高；）壽命長，工作平穩(wěn)，可靠性高； （3 3）能保證恒定的傳動(dòng)比，能傳遞空間任意兩軸間的）能保證恒定的傳動(dòng)比，能傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要缺點(diǎn)有：齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要缺點(diǎn)有： (1)(1)制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高；制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高； (2)(2)不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 (3)(3)無過載保護(hù)無過載保護(hù) (4)(4)需專門加工設(shè)備需專門加工設(shè)備外嚙合直齒輪外嚙合直齒輪內(nèi)嚙合直齒輪內(nèi)嚙合直齒輪1 1、兩軸線平行的圓柱齒輪機(jī)構(gòu)、兩軸線平行的圓柱齒輪機(jī)構(gòu)二、齒輪機(jī)

3、構(gòu)的傳動(dòng)類型二、齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)類型斜齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪人字齒圓柱齒輪人字齒圓柱齒輪齒齒輪輪齒齒條條傳傳動(dòng)動(dòng)直直齒齒圓圓錐錐齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)2 2、相交軸齒輪傳動(dòng)、相交軸齒輪傳動(dòng)3 3、兩軸相交錯(cuò)的齒輪、兩軸相交錯(cuò)的齒輪 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)蝸蝸輪輪蝸蝸桿桿傳傳動(dòng)動(dòng)8avi2 2、按工作條件、按工作條件 3 3、按齒形、按齒形 漸開線漸開線常用常用擺線擺線計(jì)時(shí)儀器計(jì)時(shí)儀器圓弧圓弧承載能力較強(qiáng)承載能力較強(qiáng) 開式開式適于低速及不重要的場(chǎng)合，農(nóng)業(yè)機(jī)械，建筑機(jī)械及簡(jiǎn)單機(jī)適于低速及不重要的場(chǎng)合，農(nóng)業(yè)機(jī)械，建筑機(jī)械及簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備，只有簡(jiǎn)單防護(hù)罩械設(shè)備，只有簡(jiǎn)單防護(hù)罩閉式閉式潤滑、密封

4、良好，汽車、機(jī)床及航空發(fā)動(dòng)機(jī)等齒輪傳動(dòng)中潤滑、密封良好，汽車、機(jī)床及航空發(fā)動(dòng)機(jī)等齒輪傳動(dòng)中 4.4.按使用情況分：按使用情況分：動(dòng)力齒輪動(dòng)力齒輪以動(dòng)力傳輸為主，常為高速重載或低速重載傳動(dòng)。以動(dòng)力傳輸為主，常為高速重載或低速重載傳動(dòng)。傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪以運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確為主，一般為輕載高精度傳動(dòng)。以運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確為主，一般為輕載高精度傳動(dòng)。5.5.按齒面硬度分：軟齒面齒輪（齒面硬度按齒面硬度分：軟齒面齒輪（齒面硬度350HBS350HBS）硬齒面齒輪（齒面硬度硬齒面齒輪（齒面硬度350HBS350HBS）三三. .對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求：對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求： 1. 1.傳動(dòng)準(zhǔn)確平穩(wěn)：傳動(dòng)準(zhǔn)確平穩(wěn)：齒輪傳動(dòng)的最基

5、本要求之一是瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定不變。以避齒輪傳動(dòng)的最基本要求之一是瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定不變。以避免產(chǎn)生動(dòng)載荷、沖擊、震動(dòng)和噪聲。這于齒輪的齒廓免產(chǎn)生動(dòng)載荷、沖擊、震動(dòng)和噪聲。這于齒輪的齒廓形狀、制造和安裝精度有關(guān)。形狀、制造和安裝精度有關(guān)。2.2.承載能力強(qiáng)承載能力強(qiáng)齒輪傳動(dòng)在具體的工作條件下，必須有足夠的工作能力，齒輪傳動(dòng)在具體的工作條件下，必須有足夠的工作能力，以保證齒輪在整個(gè)工作過程中不致產(chǎn)生各種失效。這以保證齒輪在整個(gè)工作過程中不致產(chǎn)生各種失效。這與齒輪的尺寸、材料、熱處理工藝因素有關(guān)。與齒輪的尺寸、材料、熱處理工藝因素有關(guān)。 2.直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)（5個(gè)）(重點(diǎn))齒數(shù) z模數(shù)模數(shù) m m

6、（5 5個(gè)參數(shù)中最重要的參數(shù)）個(gè)參數(shù)中最重要的參數(shù)） 定義：將分度圓上齒距p與無理數(shù)的比值，稱為齒輪模數(shù)，用m表示，單位是mm。公式：m=p/ 或 p=m。 由于比值是無理數(shù)，現(xiàn)將模數(shù)m進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，即模數(shù)m是標(biāo)準(zhǔn)值，見表73 。特點(diǎn)：（1）m越大，p越大，輪齒就越大，齒輪的承載能力就越強(qiáng)；反之輪齒越小，齒輪的承載能力就越弱。 （2）由于d=pz，可得分度圓直徑d=mz。m為一系列標(biāo)準(zhǔn)值，即使分度圓的值成為一個(gè)比較整齊的數(shù)值。問題：m越大，輪齒就越大，那么齒輪的幾何尺寸必然大嗎？ 壓力角 a = 20齒頂高系數(shù) ha*=1不同的齒，其齒頂高不一樣，標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒頂高h(yuǎn)a等于模數(shù)m乘齒頂高系數(shù)ha*，

7、 ha=ha*m。頂隙系數(shù) c*=0.25兩個(gè)齒輪嚙合時(shí)，齒頂與另一個(gè)齒根是有間隙的。1.直齒齒輪的幾何尺寸計(jì)算 如圖。3 3個(gè)圓個(gè)圓分度圓（直徑d）齒頂圓（直徑da）齒根圓（直徑df）3 3個(gè)高個(gè)高齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)f全齒圓h3 3個(gè)齒個(gè)齒齒厚s齒槽寬e齒距p1 1個(gè)頂隙個(gè)頂隙頂隙頂隙c c序號(hào)序號(hào)名稱名稱定義定義符號(hào)符號(hào)1齒頂圓過齒輪各齒頂所做的圓稱為齒頂圓da ra2齒根圓過齒輪各齒槽底所做的圓稱為齒根圓df rf3分度圓 在齒頂圓和齒根圓之間取一個(gè)圓，作為計(jì)算、制造、測(cè)量齒輪尺寸的基準(zhǔn)，該圓稱為分度圓。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓上的齒厚和齒槽寬相等。d r4齒厚分度圓上一個(gè)輪齒兩側(cè)齒廓之間的弧長

8、稱為該齒輪的齒厚s5齒槽寬分度圓上一個(gè)齒槽兩側(cè)齒廓之間的弧長稱為該齒輪的齒槽寬e6齒距分度圓圓周上相鄰兩齒同側(cè)齒廓之間的弧長稱為齒輪的齒距pp=s+e7齒頂高分度圓與齒頂圓之間的徑向距離ha8齒根高分度圓與齒根圓之間的徑向距離hf9全齒高齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離h10頂隙一個(gè)齒輪的齒頂與另一個(gè)齒輪的齒根在連心線上的徑向距離，稱為頂隙c3 3個(gè)高個(gè)高名稱名稱符號(hào)符號(hào)計(jì)算公式計(jì)算公式齒頂高h(yuǎn)aha=ha* m=m齒根高h(yuǎn)fhf=ha+c=ha* m+c*m=(ha* +c*) m=1.25m全齒高h(yuǎn)h=ha+hf=ha* m+(ha* +c*) m=(2ha* +c*) m=2.25m 習(xí)題：

9、1.一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪的模數(shù)m=3mm，求該齒輪的齒頂高h(yuǎn)a？2.一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪的全齒高h(yuǎn)=4.5mm,求模數(shù)m。3 3個(gè)圓直徑個(gè)圓直徑名稱名稱符號(hào)符號(hào)計(jì)算公式計(jì)算公式分度圓直徑dd=mz齒頂圓直徑dada=d+2ha=mz+2m=m(z+2)齒根圓直徑dfdf=d-2hf=mz-21.25m=m(z-2.5) 習(xí)題：1.一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪的模數(shù)m=5mm，齒數(shù)為z=24，求該齒輪的分度圓直徑d？2.已知某標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒頂圓直徑da=340mm，齒根圓直徑df=317.5mm，求模數(shù)、齒數(shù)。3 3個(gè)齒個(gè)齒名稱名稱符號(hào)符號(hào)計(jì)算公式計(jì)算公式齒厚ss=p/2=m/2齒槽寬ee=p/2=m/2齒距

10、pp=m 習(xí)題：1.一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪的模數(shù)m=5mm，求齒距p。1 1個(gè)頂隙、個(gè)頂隙、1 1個(gè)中心距個(gè)中心距當(dāng)一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的分度圓相切時(shí)，稱為標(biāo)準(zhǔn)安裝。標(biāo)準(zhǔn)安裝的中心距，用a表示。圖中a=O1O2=r1+r2=?一、齒輪輪齒的加工方法一、齒輪輪齒的加工方法1.1.仿形法仿形法 仿形法是在普通銑床上用軸向剖面形狀與被切齒輪齒槽形狀完仿形法是在普通銑床上用軸向剖面形狀與被切齒輪齒槽形狀完全相同的銑刀切制齒輪的方法，如圖所示。銑完一個(gè)齒槽后，分度全相同的銑刀切制齒輪的方法，如圖所示。銑完一個(gè)齒槽后，分度頭將齒坯轉(zhuǎn)過頭將齒坯轉(zhuǎn)過3603600 0/z/z，再銑下一個(gè)齒槽，直到銑出所有的齒槽。，

11、再銑下一個(gè)齒槽，直到銑出所有的齒槽。 漸開線齒輪的切齒原理漸開線齒輪的切齒原理原理：用刀刃的軸剖面形狀和被切制齒輪的齒槽形狀相同原理：用刀刃的軸剖面形狀和被切制齒輪的齒槽形狀相同 的刀具進(jìn)行切齒的。的刀具進(jìn)行切齒的。 刀具：盤形銑刀、指狀銑刀刀具：盤形銑刀、指狀銑刀用盤形銑刀加工齒輪優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單。優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：精度缺點(diǎn)：精度差，生產(chǎn)效率低，操作間斷差，生產(chǎn)效率低，操作間斷。 仿形法加工方便易行，但精度難以保證。由于漸開線齒廓形狀仿形法加工方便易行，但精度難以保證。由于漸開線齒廓形狀取決于基圓的大小，而基圓半徑取決于基圓的大小，而基圓半徑r rb b=(mzcos)/2=(mzcos

12、)/2，故齒廓形狀與，故齒廓形狀與m m、z z、有關(guān)。欲加工精確齒廓，對(duì)模數(shù)和壓力角相同的、齒數(shù)不同的有關(guān)。欲加工精確齒廓，對(duì)模數(shù)和壓力角相同的、齒數(shù)不同的齒輪，應(yīng)采用不同的刀具，而這在實(shí)際中是不可能的。生產(chǎn)中通常齒輪，應(yīng)采用不同的刀具，而這在實(shí)際中是不可能的。生產(chǎn)中通常用同一號(hào)銑刀切制同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪，故齒形通常是近似的用同一號(hào)銑刀切制同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪，故齒形通常是近似的。表中列出了。表中列出了1-81-8號(hào)圓盤銑刀加工齒輪的齒數(shù)范圍。號(hào)圓盤銑刀加工齒輪的齒數(shù)范圍。圓盤銑刀加工齒數(shù)的范圍圓盤銑刀加工齒數(shù)的范圍 刀號(hào)12345678加工齒數(shù)范圍12-1314-1617-2021-

13、2526-3435-5455-134135以上2.2.范成法范成法是是利用輪齒嚙合時(shí)齒廓曲線互為包絡(luò)線的原理來加工齒廓，利用輪齒嚙合時(shí)齒廓曲線互為包絡(luò)線的原理來加工齒廓，其中一個(gè)齒輪（或齒條）作為刀具，另一個(gè)齒輪則為被切齒輪毛坯，其中一個(gè)齒輪（或齒條）作為刀具，另一個(gè)齒輪則為被切齒輪毛坯，刀具相對(duì)于被切齒輪毛坯運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀具齒廓即可切出被加工齒輪的刀具相對(duì)于被切齒輪毛坯運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀具齒廓即可切出被加工齒輪的齒廓。齒廓。原理：根據(jù)齒輪嚙合時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)的原理切制。原理：根據(jù)齒輪嚙合時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)的原理切制。包絡(luò)的原理刀具：刀具：齒輪插刀、齒條插刀和齒輪滾刀齒輪插刀、齒條插刀和齒輪滾刀

14、。范成實(shí)驗(yàn)的平面圖如圖1、齒輪插刀、齒輪插刀刀具形狀：象一個(gè)有刀刃的外齒輪，但其齒頂要高出刀具形狀：象一個(gè)有刀刃的外齒輪，但其齒頂要高出c*m。切制方法：輪坯與刀具按一定的傳動(dòng)比作嚙合運(yùn)動(dòng)，切制方法：輪坯與刀具按一定的傳動(dòng)比作嚙合運(yùn)動(dòng)，i=z/z。同時(shí)刀。同時(shí)刀 具沿軸線上下運(yùn)動(dòng)以切出齒寬。具沿軸線上下運(yùn)動(dòng)以切出齒寬。2、齒條插刀、齒條插刀刀具形狀：與標(biāo)準(zhǔn)齒條的齒形相同，只是齒頂高出刀具形狀：與標(biāo)準(zhǔn)齒條的齒形相同，只是齒頂高出c*m部分，部分，高出的高出的c*m部分齒頂為圓弧齒廓部分齒頂為圓弧齒廓。標(biāo)準(zhǔn)齒條標(biāo)準(zhǔn)齒條齒條插刀齒條插刀加工方法：相當(dāng)于齒輪與齒條的嚙合，加工方法：相當(dāng)于齒輪與齒條的嚙

15、合， 與齒輪插刀的加工方法相同與齒輪插刀的加工方法相同。用齒條插刀加工齒輪3、齒輪滾刀、齒輪滾刀刀具形狀：外形象螺旋，其軸剖面為一個(gè)齒條刀具刀具形狀：外形象螺旋，其軸剖面為一個(gè)齒條刀具。切制過程切制過程為了切制出平行與齒坯軸線的直齒，為了切制出平行與齒坯軸線的直齒，應(yīng)使刀具的軸線下轉(zhuǎn)一個(gè)螺旋升角應(yīng)使刀具的軸線下轉(zhuǎn)一個(gè)螺旋升角。滾刀形狀滾刀形狀C C 齒輪滾刀像梯形螺紋的螺桿，軸向剖面齒廓為精確的直線齒廓，齒輪滾刀像梯形螺紋的螺桿，軸向剖面齒廓為精確的直線齒廓，滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于齒條在移動(dòng)?？蓪?shí)現(xiàn)連續(xù)加工，生產(chǎn)率高。滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于齒條在移動(dòng)?？蓪?shí)現(xiàn)連續(xù)加工，生產(chǎn)率高。 用展成法加工齒輪時(shí)，只要刀

16、具與被切齒輪的模數(shù)和壓力用展成法加工齒輪時(shí)，只要刀具與被切齒輪的模數(shù)和壓力角相同，不論被加工齒輪的齒數(shù)是多少，都可以用同一把刀具角相同，不論被加工齒輪的齒數(shù)是多少，都可以用同一把刀具來加工，這給生產(chǎn)帶來了很大的方便，因此展成法得到了廣泛來加工，這給生產(chǎn)帶來了很大的方便，因此展成法得到了廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。（2）根切現(xiàn)象與最少齒數(shù) 根切現(xiàn)象 如圖736所示。 最少齒數(shù) z 當(dāng)齒數(shù)小于17時(shí)，需要變位。如圖737所示。 三齒輪的失效形式 失效的形式有5種，但以折斷和齒面點(diǎn)蝕為常見。 1、輪齒折斷 如圖738所示。 2、齒面疲勞點(diǎn)蝕 如圖739所示。 3、齒面膠合 如圖740所示。 4、齒面磨損 如

17、圖741所示。 5、齒面塑性變形 如圖742所示。 五齒輪的裝配與檢測(cè) 1.齒輪的裝配 裝配工序包括兩步，先將齒輪裝到軸上，再將齒輪軸部件裝入箱體。2齒輪的檢測(cè) 運(yùn)動(dòng)精度 百分表測(cè)徑向和端面跳動(dòng)。 接觸精度 涂色法，檢測(cè)接觸斑點(diǎn)的位置。 齒側(cè)間隙 壓鉛法和打表法。 按齒輪的精度來檢測(cè)，一般齒輪的檢測(cè)按齒輪的精度來檢測(cè)，一般齒輪的檢測(cè)主要是主要是接觸斑點(diǎn)接觸斑點(diǎn)和和側(cè)隙側(cè)隙。檢測(cè)接觸斑點(diǎn)用涂色法，檢測(cè)側(cè)。檢測(cè)接觸斑點(diǎn)用涂色法，檢測(cè)側(cè)隙用壓鉛法。一般標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，不必作檢測(cè)。隙用壓鉛法。一般標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，不必作檢測(cè)。 接觸斑點(diǎn)的檢測(cè)與位置 六、齒輪傳動(dòng)的潤滑 潤滑是減少摩擦磨損的有效方法。閉式傳動(dòng)的潤滑方式由圓周速度v確定,夏天選用L-CKB320潤滑油，冬天選用L-CKB220潤滑油。俗稱30號(hào)和20號(hào)機(jī)油。開式傳動(dòng)常采用人工定期潤滑,選用脂潤滑，如常用的鈣鈉基潤滑脂，呈微黃色，俗稱黃油。油池潤滑油池潤滑采用惰輪的油池潤滑采用惰輪的油池潤滑噴油潤滑噴油潤滑開式開式齒輪齒輪常采用人工定期