汽車機械基礎項目五課件

1、項目五認識齒輪傳動和輪系任務一 認識蝸桿傳動任務二認識輪系任務三認識齒輪傳動任務一任務二任務三了解齒輪傳動的特點、類型和漸開線齒輪的工作原理；掌握標準直齒、斜齒、圓柱齒輪各部分名稱、基本尺寸和工作原理；了解蝸桿傳動的組成、原理、類型、參數及特點；了解齒輪、蝸桿的材料、性能、失效形式及應用；了解輪系的類型和功用；掌握定軸輪系傳動比的計算方法。項目目標任務描述任務一認識齒輪傳動發(fā)動機的轉速范圍和汽車的實際行駛速度卻有很大的區(qū)別，也就是我們平常開車時，卻經常需要換擋，其目的就是獲得不同的車速和不同的行駛方向，以適應實際行車路況。而換擋的本質就是改變不同的齒輪傳動比。任務一知識準備 1. 齒輪傳動的特

2、點 齒輪傳動是利用一對齒輪的輪齒依次交替嚙合，實現兩軸間的運動和動力的傳遞，也可以改變轉速和回轉方向。2.齒輪傳動的類型及應用 齒輪傳動的種類很多，可按齒輪傳動軸線的位置關系不同、齒輪的齒向與齒輪軸線的相對位置關系不同、嚙合方式不同等來分類，具體特點及應用情況詳見表5-1。一、齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一一、齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一一、齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一一、齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一一、齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一一、齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一一、齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪

3、傳動任務一一、齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一一、齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一1.齒輪的結構名稱 齒輪的各部分名稱如圖5-3所示。二、標準直齒圓柱齒輪任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一2.齒輪的參數 齒輪的主要參數有齒數、模數、壓力角、齒頂高系數和頂隙系數等，具體含義如下：（1）齒數 齒輪整個圓周上輪齒的總數，用z表示。（2）模數 是指相鄰兩輪齒同側齒廓間的齒距p與圓周率的比值，用m表示(m=p/)，單位mm。二、標準直齒圓柱齒輪任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一二、標準直齒圓柱齒輪任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一二、標準直齒圓柱齒輪任務二任務三任務一認識齒

4、輪傳動任務一二、標準直齒圓柱齒輪任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一4.齒輪傳動的正確嚙合條件 一對漸開線齒輪能保證定傳動比，但并不表明任意兩個漸開線齒廓都能相互配對傳動。漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件為m1=m2=m 1=2=即：兩輪的模數和壓力角應分別相等。二、標準直齒圓柱齒輪任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一1.斜齒圓柱齒輪的特點 與直齒圓柱齒輪相比，斜齒圓柱齒輪有如下一些特點：（1）傳動平穩(wěn)，連續(xù)性好，沖擊、振動減小，可用于高速傳動。當一對平行軸斜齒圓柱齒輪嚙合傳動時，輪齒齒面是由前端面進入嚙合，由后端面退出嚙合，它們的接觸線是由短逐漸變長，再由長逐漸變短。因此，斜齒輪傳動平穩(wěn)性比

5、直齒輪好，減少了沖擊、振動和噪聲。（2）同時進入嚙合輪齒的對數較多，重合度較大，承載能力更強，可用于大功率傳動。（3）由于輪齒傾斜，傳動中會產生軸向力。而且不能當滑移齒輪使用。三、斜齒圓柱齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一2.斜齒圓柱齒輪的參數 （1）螺旋角 斜齒輪齒廓曲面與分度圓柱的交線，稱為分度圓柱上的螺旋線。如果假想將斜齒輪的分度圓柱面剖切輪齒后展開成平面，則螺旋線變成許多條平行斜直線，它與軸線的夾角稱為分度圓螺旋角，簡稱螺旋角。三、斜齒圓柱齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一斜齒輪輪齒的螺旋方向有左旋和右旋，其判斷方法可用左、右手來判斷：伸平手掌，四指方向和齒輪軸線方

6、向一致，若輪齒傾斜方向與左手大拇指一致，則為左旋；反之，則為右旋，如圖5-8所示。三、斜齒圓柱齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一（4）端面壓力角與法面壓力角 端面壓力角是指斜齒輪端面內的壓力角，用t表示；法面壓力角是指斜齒輪法面內的壓力角，用n表示，如圖5-9所示。三、斜齒圓柱齒輪傳動任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一2.斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件 一對外嚙合斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：（1）齒輪副的法面模數和法面壓力角為標準值，且分別相等；（2）兩齒輪螺旋角大小相等、旋向相反。即 mn1=mn2=m，n1=n2=，1=-2(內嚙合時1=2）。三、斜齒圓柱齒輪傳動任務二任務三任務

7、一認識齒輪傳動任務一1.齒輪的材料 制造齒輪常用的鋼有調質鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。2.齒輪的性能 為了保證齒輪的正常工作，齒輪應具備以下主要性能：(1)較高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度。(2)齒面具有高的硬度和耐磨性。(3)齒輪心部具有足夠的強度和韌性，以提高齒輪的承載能力。(4)具有較高的傳動精度，材料具有較好的切削加工性及熱處理工藝性。 四、齒輪的材料及性能任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一齒輪工作時在相對滑動和滾動中產生劇烈摩擦，并使齒面承受交變應力，致使齒輪發(fā)生損壞。其失效形式主要有： 1.齒面磨損 2.齒面膠合 五、齒輪的失效形式任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一3.疲勞

8、點蝕 相互嚙合的兩輪齒接觸時，齒面間的作用力和反作用力使兩工作表面上產生接觸應力，由于嚙合點的位置是變化的，且齒輪做的是周期性的運動，所以接觸應力是按脈動循環(huán)變化的。五、齒輪的失效形式任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一4.輪齒折斷 在運行工程中承受載荷的齒輪，如同懸臂梁，其根部受到脈沖的周期性應力超過齒輪材料的疲勞極限時，會在根部產生裂紋，并逐步擴展，當剩余部分無法承受傳動載荷時就會發(fā)生斷齒現象5.齒面塑性變形 在沖擊載荷或重載下，齒面易產生局部的塑性變形，從而使?jié)u開線齒廓的曲面發(fā)生變形五、齒輪的失效形式任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一1.仿形法 仿形法是在普通銑床上用軸向剖面形狀與被切

9、齒輪齒槽形狀完全相同的銑刀切制齒輪，常用的有盤形銑刀和指狀銑刀，如圖5-15所示六、齒輪的加工任務二任務三任務一認識齒輪傳動任務一2.展成法 展成法是利用一對齒輪互相嚙合時兩輪的齒廓互為包絡線的原理來加工齒輪的，即刀具和輪坯之間的相對運動與一對互相嚙合的齒輪運動完全相同。六、齒輪的加工任務二任務三任務二認識蝸桿傳動任務一任務二任務描述汽車的行駛，除了直線運動之外，絕大多數時間都是在作曲線行駛。如何使汽車轉彎以適應不同的路線，需要用到轉向機構，而重型車輛轉向器中最常使用的就是蝸桿傳動機構，本任務就來講解蝸桿傳動機構。知識準備1.結構和類型 蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成，一般蝸桿為主動件，如圖5-17

10、所示。一般蝸桿與軸制成一體，稱為蝸桿軸（圖5-18）。蝸輪的結構型式（圖5-19）可分為三種形式：整體式（用于鑄鐵和直徑很小的青銅蝸輪）、齒圈壓配式（輪轂為鑄鐵或鑄鋼，輪緣為青銅）和螺栓聯接式（輪緣和輪轂采用鉸制孔用螺栓聯接，結構裝拆方便）。一、蝸桿傳動任務三任務二認識蝸桿傳動任務一任務二一、蝸桿傳動任務三任務二認識蝸桿傳動任務一任務二按蝸桿形狀的不同可分：圓柱蝸桿傳動(圖5-20)、環(huán)面蝸桿傳動(圖5-21)、錐蝸桿傳動(圖5-22)等三類。一、蝸桿傳動任務三任務二認識蝸桿傳動任務一任務二2.特點 （1）傳動比大，結構緊湊。（2）傳動平穩(wěn)，無噪音。（3）具有自鎖性。（4）傳動效率低。（5）發(fā)

11、熱量大，齒面容易磨損，成本高。3.應用蝸桿傳動常用于兩軸交錯、傳動比較大、傳遞功率不太大或間歇工作的場合，如汽車轉向器（圖5-23）。一、蝸桿傳動任務三任務二認識蝸桿傳動任務一任務二一、蝸桿傳動任務三任務二認識蝸桿傳動任務一任務二二、蝸桿的參數與計算1.主要參數 各類圓柱蝸桿傳動的參數和幾何尺寸基本相同。如圖5-24所示為阿基米德圓柱蝸桿傳動的主要參數。任務三任務二認識蝸桿傳動任務一任務二二、蝸桿的參數與計算2.蝸桿傳動計算公式 在標準蝸桿傳動的設計中，一般是先根據給定的傳動比i，選擇蝸桿頭數z1和蝸輪齒數z2，再按強度條件來確定模數m和蝸桿分度圓直徑d1（或蝸桿直徑系數q），最后根據表5-5

12、計算出蝸桿和蝸輪的基本尺寸。任務三任務二認識蝸桿傳動任務一任務二二、蝸桿的參數與計算3.蝸桿傳動轉向判斷 蝸桿旋向判定：將蝸桿的軸線豎起，螺旋線右面高為右旋，左面高為左旋。任務三任務二認識蝸桿傳動任務一任務二三、蝸桿蝸輪螺旋方向的判定任務三任務二認識蝸桿傳動任務一任務二四、蝸桿傳動的失效形式 在蝸桿傳動中，蝸輪輪齒的失效形式有點蝕、磨損、膠合和輪齒彎曲折斷。但一般蝸桿傳動效率較低，滑動速度較大，容易發(fā)熱等，故膠合和磨損破壞更為常見。五、蝸桿的材料選擇為了避免膠合和減緩磨損，蝸桿傳動的材料必須具備減摩、耐磨和抗膠合的性能。一般蝸桿用碳鋼或合金鋼制成，螺旋表面應經熱處理（如淬火和滲碳），以便達到高

13、的硬度(HRC4563),然后經過磨削或珩磨以提高傳動的承載能力。蝸輪多數用青銅制造，對低速不重要的傳動，有時也用黃銅或鑄鐵。任務三任務三認識輪系任務一任務二任務三任務描述由一對齒輪組成的機構是齒輪傳動的最簡單形式。但在工程實際中，為了滿足各種不同的工作要求，經常采用若干個彼此嚙合的齒輪進行傳動。它通常介于原動機和執(zhí)行機構之間，把原動機的運動和動力傳給執(zhí)行機構。知識準備1.結構和類型由一系列相互嚙合的齒輪組成的傳動系統(tǒng)，稱之為輪系。按輪系中各齒輪的幾何軸線是否固定可分為定軸輪系（圖5-28，手動變速器）、行星輪系（圖5-29，自動變速器）和混合輪系（圖5-30）三大類。一、輪系任務三認識輪系任

14、務一任務三一、輪系任務二任務三認識輪系任務一任務三1.結構和類型（1）定軸輪系是指傳動中所有齒輪的回轉軸線都有固定的位置的輪系。主要可分為平面定軸輪系和空間定軸輪系兩大類。（2）行星輪系一個或一個以上齒輪的軸線繞另一齒輪的固定軸線回轉的齒輪傳動(圖5-31)系統(tǒng)。通常由太陽輪、行星輪(含行星架)和齒圈（內齒輪）三個基本件組成。一、輪系（3）混合輪系 在輪系中，既有定軸輪系又有周轉輪系任務二任務三認識輪系任務一任務三2. 輪系的特點（1）定軸輪系的主要特點1）適用于相距較遠的兩軸之間的傳動一、輪系任務二任務三認識輪系任務一任務三2）可滿足變速器實現變速傳動和變向要求一、輪系任務二任務三認識輪系任務一任務三2）可滿足變速器實現變速傳動和變向要求一、輪系任務二任務三認識輪系任務一任務三3）可獲得較大的傳動比。4）可實現運動的合成與分解。一、輪系任務二任務三認識輪系任務一任務三（2）而行星輪系的主要特點則是：（1）體積小，承載能力大，工作平穩(wěn)；但大功率高速行星齒輪傳動結構較復雜，要求制造精度高。（2）行星齒輪傳動中有些類型效率高，但傳動比不大。另一些類型則傳動比可以很大，但效率較低，用它們作減速器時，其效率隨傳動比的增大而減小;作增速器時則有可能產生自鎖。（3）以把兩個給定運動合成起來，也可把一個給定運動按