齒輪課件1可編輯

齒輪甄雯晶

齒輪簡稱齒，是齒輪上每一個用于嚙合的凸起部分，這些凸起部分一般呈輻射狀排列，配對齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續(xù)嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)；齒槽是齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間；端面是圓柱齒輪或圓柱蝸桿上，垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面法面指的是垂直于輪齒齒線的平面齒頂圓是指齒頂端所在的圓齒根圓是指槽底所在的圓基圓形成漸開線的發(fā)生線作純滾動的圓分度圓是在端面內(nèi)計算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓。

齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類。齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易制造，因此現(xiàn)代使用的齒輪中，漸開線齒輪占絕對多數(shù)，而擺線齒輪和圓弧齒輪應(yīng)用較少。在壓力角方面，小壓力角齒輪的承載能力較??；而大壓力角齒輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負(fù)荷增大，

因此僅用于特殊情況。而齒輪的齒高已標(biāo)準(zhǔn)化，一般均采用標(biāo)準(zhǔn)齒高。變位齒輪的優(yōu)點較多，已遍及各類機(jī)械設(shè)備中。

另外，齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；按輪齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪；按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。

齒輪的制造材料和熱處理過程對齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀(jì)50年代前，齒輪多用碳鋼，60年代改用合金鋼，而70年代多用表面硬化鋼。按硬度，齒面可區(qū)分為軟齒面和硬齒面兩種。軟齒面的齒輪承載能力較低，但制造比較容易，跑合性好，多用于傳動尺寸和重量無嚴(yán)格限制，以及小量生產(chǎn)的一般機(jī)械中。因為配對的齒輪中，小輪負(fù)擔(dān)較重，因此為使大小齒輪工作壽命大致相等，小輪齒面硬度一般要比大輪的高。硬齒面齒輪的承載能力高，它是在齒輪精切之后，再進(jìn)行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理，以提高硬度。但在熱處理中，齒輪不可避免地會產(chǎn)生變形，因此在熱處理之后須進(jìn)行磨削、研磨或精切，以消除因變形產(chǎn)生的誤差，提高齒輪的精度。

制造齒輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強(qiáng)度比鍛鋼稍低，常用于尺寸較大的齒輪；灰鑄鐵的機(jī)械性能較差，可用于輕載的開式齒輪傳動中；球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪；塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方，與其配對的齒輪一般用導(dǎo)熱性好的鋼齒輪。未來齒輪正向重載、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展，并力求尺寸小、重量輕、壽命長和經(jīng)濟(jì)可靠。而齒輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進(jìn)一步研究輪齒損傷的機(jī)理，這是建立可靠的強(qiáng)度計算方法的依據(jù)，是提高齒輪承載能力，延長齒輪壽命的理論基礎(chǔ)；發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形；研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝；研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場的分布，進(jìn)行輪齒修形，以改善齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，并在滿載時增大輪齒的接觸面積，從而提高齒輪的承載能力。摩擦、潤滑理論和潤滑技術(shù)是齒輪研究中的基礎(chǔ)性工作，研究彈性流體動壓潤滑理論，推廣采用合成潤滑油和在油中適當(dāng)?shù)丶尤霕O壓添加劑，不僅可提高齒面的承載能力，而且也能提高傳動效率?？捎脕韨鬟f空間任意兩軸間的運(yùn)動和動力；適用的速度和傳遞的功率范圍大。傳動效率高、使用壽命長、工作安全可靠、傳動比準(zhǔn)確、機(jī)構(gòu)緊湊；優(yōu)點：缺點：

制造精度要求高，成本高；

精度底時躁聲大；

不宜用于軸間距離大的傳動。齒輪自行車鈴齒輪1、按傳動軸線的相對位置分：

二、齒輪傳動的主要類型1）平行軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithParallelAxes)直齒圓柱齒輪傳動

spurgear斜齒圓柱齒輪傳動

helicalgear人字齒圓柱齒輪傳動

double-helicalgear1）平行軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithParallelAxes)直齒齒輪齒條傳動斜齒齒輪齒條傳動二、齒輪傳動的主要類型二、齒輪傳動的主要類型1）平行軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithParallelAxes)直齒內(nèi)齒輪傳動

internalgear斜齒內(nèi)齒輪傳動

helicalinternalgear2、相交軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithIntersectingAxes)直齒圓錐齒輪傳動

straightbevelgear斜齒圓錐齒輪傳動

skewbevelgear曲線齒圓錐齒輪傳動

spiralbevelgear二、齒輪傳動的主要類型二、齒輪傳動的主要類型3、交錯軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithSkewAxes)交錯軸斜齒輪傳動

crossedhelicalgear蝸桿蝸輪傳動

wormdrive3、交錯軸齒輪機(jī)構(gòu)(GearswithSkewAxes)蝸輪蝸桿蝸桿下置蝸桿上置二、齒輪傳動的主要類型齒輪機(jī)構(gòu)分類用于平行軸間傳動的齒輪機(jī)構(gòu)螺旋齒輪傳動蝸輪蝸桿傳動外嚙合齒輪傳動內(nèi)嚙合齒輪傳動齒輪齒條傳動用于相交軸間傳動的齒輪機(jī)構(gòu)用于交錯軸間傳動的齒輪機(jī)構(gòu)直齒輪傳動斜齒輪傳動人字齒輪傳動圓錐齒輪傳動——直齒斜齒曲齒二、齒輪傳動的主要類型二、齒輪傳動的主要類型2、按齒廓曲線的形狀分：漸開線齒輪擺線齒輪圓弧齒輪3、按齒輪傳動是否封閉分：開式齒輪傳動封閉式齒輪傳動定傳動比傳動的齒輪機(jī)構(gòu)(圓形齒輪機(jī)構(gòu))（circularGear)

。變傳動比傳動的齒輪機(jī)構(gòu)(非圓形齒輪機(jī)構(gòu))(Non-circularGear)

。

二、齒輪傳動的主要類型橢圓齒輪機(jī)構(gòu)對數(shù)螺線非圓齒輪機(jī)構(gòu)二、齒輪傳動的主要類型變傳動比傳動的齒輪機(jī)構(gòu)(非圓形齒輪機(jī)構(gòu))(Non-circularGear)

。

一、齒廓嚙合基本定律k1ω2ω1pnnkP13P23(P12)o1o2312

1、要使兩齒輪的瞬時傳動比為一常數(shù)，則不論兩齒廓在任何位置接觸，過接觸點所作的兩齒廓公法線都必須與連心線交于一定點p（節(jié)點）?！矫纨X廓嚙合基本定律。齒輪齒廓設(shè)計一、齒廓嚙合基本定律中心距k1ω2ω1pnnkP13P23(P12)o1o2312

2、定點p稱為節(jié)點，以o1和o2為圓心，過節(jié)點p作的兩相切圓稱為節(jié)圓，其半徑用、r1‘和r2’表示。兩圓心之間距離稱為中心距，用a

表示。齒輪齒廓設(shè)計一、齒廓嚙合基本定律中心距k1ω2ω1pnnkP13P23(P12)o1o2312

3、凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓稱為共軛（e）齒廓，理論上有無窮多對共軛齒廓，其中以漸開線齒廓應(yīng)用最廣。齒輪齒廓設(shè)計漸開線性質(zhì)二、漸開線及漸開線齒廓KO1Σ2rb1o1α1α2rb2o2Σ3

KN2N1KO1Σ1漸開線的形狀取決