課題1-齒輪傳動概述

齒輪傳動是近代機器中傳遞運動和動力的最主要形式之一，在金屬切削機床、工程機械、冶金機械，以及人們常見的汽車、機械式鐘表中都有齒輪傳動。圖5-1齒輪傳動的應用課題1齒輪傳動概述1．了解齒輪傳動的類型、特點及應用。2．掌握齒輪傳動的傳動比。3．了解漸開線的形成及性質(zhì)。4．熟悉漸開線標準直齒圓柱齒輪各部分名稱。5．了解漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算。6．了解漸開線直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件。7．掌握齒輪傳動的精度要求。課題1齒輪傳動概述學習目標課題1齒輪傳動概述

1．應用特點（1）能保證瞬時傳動比的恒定，傳動平穩(wěn)性好，傳遞運動準確可靠。（2）傳遞的功率和速度范圍大。（3）傳動效率高。一般傳動效率η=0.94～0.99。一、齒輪傳動的特點及應用課題1齒輪傳動概述（4）結構緊湊，工作可靠，使用壽命長。（5）制造和安裝精度要求高，工作時有噪聲。（6）齒輪的齒數(shù)為整數(shù)，獲得傳動比受到一定限制，不能實現(xiàn)無級變速。（7）中心距過大時將導致齒輪傳動機構結構龐大、笨重，因此，不適宜中心距較大的場合。課題1齒輪傳動概述

2．傳動比設在某齒輪傳動中，主動齒輪的齒數(shù)為z1，從動齒輪的齒數(shù)為z2，主動齒輪每轉(zhuǎn)過一個齒，從動齒輪也轉(zhuǎn)過一個齒。當主動齒輪的轉(zhuǎn)速為n1、從動齒輪的轉(zhuǎn)速為n2時，單位時間內(nèi)主動齒輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)n1z1與從動齒輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)n2z2相等，即：

或

課題1齒輪傳動概述主動齒輪的轉(zhuǎn)速n1與從動齒輪的轉(zhuǎn)速n2之比，稱為齒輪傳動的傳動比，表達式為：式中n1、n2—主、從動齒輪的轉(zhuǎn)速，r/min；z1、z2—主、從動齒輪的齒數(shù)。通常，圓柱齒輪副的傳動比≤8，圓錐齒輪副的傳動比≤5。

課題1齒輪傳動概述1．兩軸平行的齒輪傳動（1）按輪齒方向不同分1）直齒圓柱齒輪傳動。適用于圓周速度較低傳動，尤其適用于變速箱的換擋齒輪。2）斜齒圓柱齒輪傳動。適用于圓周速度較高、載荷較大且要求結構緊湊的場合。

3）人字齒圓柱齒輪傳動。適用于載荷大且要求傳動平穩(wěn)的場合。二、齒輪傳動的常用類型課題1齒輪傳動概述

a）b）c)圖5-1-1按輪齒方向分類a）直齒圓柱齒輪傳動b）斜齒圓柱齒輪傳動c）人字齒圓柱齒輪傳動課題1齒輪傳動概述（2）按嚙合情況分不同圖5-1-2按嚙合情況分類a）外嚙合齒輪傳動b）內(nèi)嚙合齒輪傳動c）齒輪齒條傳動課題1齒輪傳動概述1）外嚙合齒輪傳動適用于要求圓周速度較低的傳動，尤其適用于變速箱的換擋齒輪。2）內(nèi)嚙合齒輪傳動適用于結構要求緊湊且效率較高的場合。3）齒輪齒條傳動適用于將連續(xù)轉(zhuǎn)動變換為直線運動的場合。課題1齒輪傳動概述2．兩軸不平行的齒輪傳動（1）相交軸齒輪傳動1）直齒錐齒輪傳動適用于要求圓周速度較低、載荷小而穩(wěn)定的場合。2）斜齒錐齒輪傳動適用于要求高速、重載、傳動平穩(wěn)、振動和噪聲小的場合。3）曲齒錐齒輪傳動適用于要求承載能力大、傳動平穩(wěn)、噪聲小的場合。課題1齒輪傳動概述圖5-1-3相交軸齒輪傳動a）直齒錐齒輪傳動b）斜齒錐齒輪傳動c）曲齒錐齒輪傳動課題1齒輪傳動概述（2）交錯軸齒輪傳動1）交錯軸斜齒輪傳動適用于要求圓周速度較低、載荷小而穩(wěn)定的場合。2）準雙曲面齒輪傳動適用于要求傳動比較大、平穩(wěn)性較高的場合，多用于汽車后橋的減速傳動。3）蝸輪蝸桿傳動適用于要求傳動比較大、結構緊湊的場合。課題1齒輪傳動概述圖5-1-4交錯軸齒輪傳動a）交錯軸斜齒輪傳動b）準雙曲面齒輪傳動c）蝸輪蝸桿傳動課題1齒輪傳動概述1．漸開線的形成及性質(zhì)三、漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)

和幾何尺寸計算圖5-1-5漸開線的形成

圖5-1-6漸開線齒輪課題1齒輪傳動概述對于漸開線齒廓來說，它具有以下性質(zhì)：（1）發(fā)生線在基圓上滾過的線段長度NK等于基圓上被滾過的弧長

。（2）漸開線上任意一點的法線必切于基圓。（3）漸開線的形狀取決于基圓的大小。（4）漸開線上各點的曲率半徑不相等。（5）漸開線上各點的齒形角（壓力角）不相等。（6）漸開線的起始點在基圓上，基圓內(nèi)無漸開線。課題1齒輪傳動概述2．漸開線標準直齒圓柱齒輪各部分名稱圖5-1-7漸開線標準直齒圓柱齒輪各部分的名稱課題1齒輪傳動概述表5-1-1漸開線標準直齒圓柱齒輪各部分的名稱、定義、代號及說明課題1齒輪傳動概述3．漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)（1）標準齒輪的壓力角α圖5-1-8壓力角課題1齒輪傳動概述（2）齒數(shù)z齒數(shù)z為一個齒輪的輪齒總數(shù)。（3）模數(shù)m齒距P除以圓周率π所得的商稱為模數(shù)，即m=P/π，單位為mm。第一系列11.251.522.5345681012162025324050第二系列1.1251.3751.752.252.753.54.55.5（6.5）7911141822283645表5-1-2標準模數(shù)系列表（GB/T1357—2008）

mm課題1齒輪傳動概述（4）齒頂高系數(shù)為使齒輪的齒形勻稱，齒頂高與模數(shù)成正比，對于標準齒輪，規(guī)定ha=m，為齒頂高系數(shù)。國家標準規(guī)定，標準齒輪=1。（5）頂隙系數(shù)當一對齒輪嚙合時，為使一個齒輪的齒頂面不與另一個齒輪的齒槽底面相接觸，輪齒的齒根高應大于齒頂高，即應留有一定的徑向間隙，稱為頂隙，用c表示，如圖5-1-9所示。對于標準齒輪,規(guī)定c=m，為頂隙系數(shù)。國家標準規(guī)定，標準齒輪頂隙系數(shù)=0.25。課題1齒輪傳動概述圖5-1-9一對齒輪嚙合時的頂隙課題1齒輪傳動概述4．標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸計算采用標準模數(shù)m，壓力角α=20°，齒頂高系數(shù)=1，頂隙系數(shù)=0.25，斷面齒厚s等于端面槽寬e的漸開線直齒圓柱齒輪稱為標準直齒圓柱齒輪，簡稱標準直齒輪。標準直齒圓柱齒輪幾何要素的名稱、代號、定義和計算公式見表5-1-3。課題1齒輪傳動概述表5-1-3標準直齒圓柱齒輪幾何要素的名稱、代號、定義和計算公式課題1齒輪傳動概述課題1齒輪傳動概述示例：已知一標準直齒圓柱齒輪的齒數(shù)z=36，齒頂圓直徑da=304mm。試計算其分度圓直徑d，齒根圓直徑df，齒距P以及齒高h。課題1齒輪傳動概述由兩個外齒輪組成的齒輪副稱為外齒輪副齒頂曲面位于齒根曲面之內(nèi)的齒輪稱為內(nèi)齒輪，有一個齒輪是內(nèi)齒輪的齒輪副稱為內(nèi)齒輪副。如圖5-1-10所示為一直齒圓柱內(nèi)嚙合齒輪傳動的一部分。它與外齒輪相比有以下不同點：（1）內(nèi)齒輪的齒頂圓小于分度圓，齒根圓大于分度圓。（2）內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的，其齒厚和齒槽寬分別對應于外齒輪的齒槽寬和齒厚。課題1齒輪傳動概述（3）為使內(nèi)齒輪齒頂?shù)凝X廓全部為漸開線，其齒頂圓必須大于基圓。圖5-1-10直齒圓柱內(nèi)嚙合齒輪課題1齒輪傳動概述5．漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件（1）正確嚙合條件為保證漸開線齒輪傳動中各對輪齒能依次正確嚙合，避免因齒廓局部重疊或側(cè)隙過大而引起卡死或沖擊現(xiàn)象，必須使兩齒輪的基圓齒距相等，如圖5-1-11所示。課題1齒輪傳動概述由于兩齒輪的模數(shù)和齒形角都已經(jīng)標準化，要滿足上式，則1）兩齒輪的模數(shù)必須相等，即m1=m2=m。2）兩齒輪分度圓上的壓力角相等，即α1=α2=α。圖5-1-11漸開線齒輪的正確嚙合條件課題1齒輪傳動概述（2）連續(xù)傳動條件圖5-1-12連續(xù)傳動條件課題1齒輪傳動概述四、齒輪傳動的精度要求1．齒輪的加工精度根據(jù)齒輪使用的要求，對齒輪制造精度提出下面四個方面的要求。（1）運動精度（2）工作平穩(wěn)性（3）接觸精度（4）齒側(cè)間隙課題1齒輪傳動概述2．齒輪的精度等級根據(jù)GB/T10095.1—2008和GB/T10095.2—2008國家標準，對齒輪及齒輪副規(guī)定有13個精度等級，其中0級精度最高，其余各級精度依次降低，12級精度最低。齒輪的傳動精度按照要限制的各項公差和極限偏差，可分為三個公差組：（1）第Ⅰ組為運動精度。（2）第Ⅱ組為工作平穩(wěn)性精度。（3）第Ⅲ組為接觸精度。課題1齒輪傳動概述3．齒輪副的接觸精度它是用齒輪副的接觸斑點和接觸位置來評定的，見表5-1-4。所謂接觸斑點就是裝配好的齒輪副，在輕微的制動下運轉(zhuǎn)后齒面上分布的接觸擦亮痕跡。接觸斑點的大小是在齒面展開圖上用百分比來計算的，見表5-1-5。接觸斑點的分布位置應趨近齒面中部，齒頂和兩端部棱邊處不允許接觸。課題1齒輪傳動概述表5-1-4齒輪副的接觸斑點課題1齒輪傳動概述表5-1-5接觸斑點百分比計算課題1齒輪傳動概述4．齒輪副的圓周側(cè)隙裝配好的齒輪副，若固定其中一個齒輪，另一個齒輪能轉(zhuǎn)過的節(jié)圓弧長的最大值，稱為圓周側(cè)隙。齒輪副的側(cè)隙要求應根據(jù)工作條件，用最大極限側(cè)隙與最小極限側(cè)隙來規(guī)定。側(cè)隙要求是通過選擇適當?shù)闹行木嗥?、齒厚極限偏差（或公法線平均長度偏差）等來保證。國家標準中規(guī)定了14種齒厚（或公法線長度）極限偏差，如圖5-1-13所示。課題1齒輪傳動概述圖5-1-13齒厚極限偏差代號課題1齒輪傳動概述五、技能訓練——齒輪軸組件的拆卸結合實物圖5-1-14和結構圖5-1-15進行示例齒輪軸組件的拆卸。圖5-1-14齒輪軸組件實物圖課題1齒輪傳動概述圖5-1-15齒輪軸組件結構圖課題1齒輪傳動概述按照齒輪軸組件的結構組成，按順序逐一拆卸并擺放好，具體拆卸過程如下：1．拆卸端蓋1和端蓋22．拆卸深溝球軸承1和23．拆卸圓螺母課題1齒輪傳動概述圖5-1-16拆卸深溝球軸承圖5-1-17用鉤形扳手拆卸圓螺母課題1齒輪傳動概述4．拆卸z=30的齒輪5．取下鍵16．取下軸套7．拆卸z=20的齒輪