δ3.3 齒輪傳動(dòng).ppt

1、主講：,課程名稱,授課班級(jí)：,活動(dòng)三 齒輪傳動(dòng),1、齒輪傳動(dòng)的常用類型 2、齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用,一、齒輪傳動(dòng)的類型及應(yīng)用,齒輪傳動(dòng)利用齒輪副來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和（或）動(dòng)力的一種機(jī)械傳動(dòng)。,1、齒輪傳動(dòng)常用類型,兩軸平行 兩軸不平行,按輪齒方向 按嚙合情況,直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 人字齒圓柱齒輪傳動(dòng),外嚙合齒輪傳動(dòng) 內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng) 齒輪齒條傳動(dòng),相交軸齒輪傳動(dòng) 交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng),錐齒輪傳動(dòng),交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng) 蝸輪蝸桿傳動(dòng),常用齒輪傳動(dòng)的類型,2、齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用,(1)傳動(dòng)比,n1、n2 主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，r/min z1、z2 主、從動(dòng)輪齒數(shù),齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比是主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速與從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速之比，也等

2、于兩齒輪齒數(shù)之反比。,齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)： （1）優(yōu)點(diǎn) 工作可靠，壽命較長(zhǎng)； 傳動(dòng)比穩(wěn)定、傳動(dòng)效率高； 可實(shí)現(xiàn)平行軸、任意角相交軸、任意角交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)； 適用的功率和范圍廣。 （2）缺點(diǎn) 加工和安裝精度要求較高，制造成本也較高； 不適宜于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。,1、齒輪傳動(dòng)對(duì)齒廓曲線的基本要求,傳動(dòng)平穩(wěn) 承載能力強(qiáng),二、漸開(kāi)線齒廓,2、漸開(kāi)線的形成及性質(zhì),動(dòng)直線沿著一固定的圓作純滾動(dòng)時(shí)，此動(dòng)直線上任一點(diǎn)K的運(yùn)動(dòng)軌跡CK稱為漸開(kāi)線，該圓稱為漸開(kāi)線的基圓，其半徑以rb表示，直線稱為漸開(kāi)線的發(fā)生線。,漸開(kāi)線齒廓的性質(zhì)：,發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的線段長(zhǎng)等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng) 漸開(kāi)線上任意一點(diǎn)的法線必切于基

3、圓 漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小 漸開(kāi)線上各點(diǎn)的曲率半徑不相等 漸開(kāi)線上各點(diǎn)的齒形角（壓力角）不等 漸開(kāi)線的起始點(diǎn)在基圓上，基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線,3、漸開(kāi)線齒廓嚙合特性,能保持瞬時(shí)傳動(dòng)比的恒定 具有傳動(dòng)的可分離性,1、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪各部分的名稱,三、 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算,2、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù),(1)齒頂圓 齒頂圓柱面與端平面的交線，其直徑用da表示。 (2)齒根圓 齒根圓柱面與端平面的交線，其直徑用df表示。 (3)齒槽 齒輪上相鄰兩齒之間的空間，用ek表示。 (4)齒厚 在任意直徑dk的圓周上，同一輪齒兩側(cè)齒廓間的弧長(zhǎng),用sk表示。 (5)齒距

4、兩相鄰?fù)瑐?cè)齒廓間的弧長(zhǎng)。分度圓上的齒距用p表示，p=s+e。 (6)模數(shù) 用m表示，m=p/，我國(guó)已規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，見(jiàn)表3-14。 (7)分度圓 為了設(shè)計(jì)、制造方便，在齒頂圓與齒根圓之間取的一個(gè)作為測(cè)量齒輪尺寸的基準(zhǔn)圓。其直徑用d表示，分度圓的齒厚s與齒槽寬e相等。 (8)齒頂高 齒頂圓與分度圓之間的徑向距離，用ha表示。 (9)齒根高 齒根圓與分度圓之間的徑向距離，用hf表示。 (10)壓力角 是指漸開(kāi)線齒廓上任一點(diǎn)的法線與該點(diǎn)線速度之間的夾角。通常分度圓上的壓力角用表示， cos=rb/r 。我國(guó)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)壓力角=20。,漸開(kāi)線圓柱齒輪模數(shù) (摘錄GB/T1357-1987) (單位：

5、mm),注：1.對(duì)斜齒圓柱齒輪是指法向模數(shù)。 2.優(yōu)先采用第一系列，括號(hào)中的數(shù)值盡可能不用。,（12）齒頂高系數(shù)ha*,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，規(guī)定ha= ha*m，ha*稱為齒頂高系數(shù)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒ha*1。,（13）頂隙系數(shù)c*,我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒c*0.25。,（11）齒數(shù)z,一個(gè)齒輪的輪齒總數(shù)。,3、外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算,漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件和連續(xù)傳動(dòng)條件,1.正確嚙合條件 正確嚙合條件是模數(shù)和壓力角分別相等。即： m1=m2=m 1=2= 2.標(biāo)準(zhǔn)中心距 中心距等于兩齒輪分度圓半徑之和。即： a=r1+r2=m/2(z1+z2),為了保證傳動(dòng)的連續(xù)性，

6、齒輪傳動(dòng)的任何瞬時(shí)，都要有一個(gè)或一個(gè)以上的齒相嚙合。由嚙合線特點(diǎn)可知，若相鄰兩嚙合點(diǎn)間的距離大于實(shí)際嚙合線段的長(zhǎng)度，則兩點(diǎn)不會(huì)同時(shí)嚙合。 一對(duì)齒從開(kāi)始嚙合到終止嚙合，分度圓上某一點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的弧線距離稱為嚙合弧，圖中圓弧CD就是嚙合弧。,3. 漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)條件,嚙合弧指一對(duì)齒從開(kāi)始嚙合到終止嚙合，分度圓上某一點(diǎn)經(jīng)過(guò)的弧線距離。 當(dāng) 嚙合弧齒距p 時(shí)，當(dāng)前一對(duì)齒正要在終止嚙合點(diǎn)E處分離時(shí)，后一對(duì)齒已經(jīng)在嚙合線上K點(diǎn)嚙合，故能保證連續(xù)正確傳動(dòng)。,3. 漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)條件,3. 漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)條件,當(dāng)嚙合弧=齒距p 時(shí)，當(dāng)前一對(duì)齒正要在終止嚙合點(diǎn)E處分離時(shí)，后一對(duì)齒正要進(jìn)入嚙合線上K點(diǎn)嚙合

7、，故傳動(dòng)處于連續(xù)和不連續(xù)的臨界狀態(tài)；,當(dāng)嚙合弧小于齒距p 時(shí)，當(dāng)前一對(duì)齒分離后，后一對(duì)齒還沒(méi)有進(jìn)入嚙合，故不能保證連續(xù)的定角速度比傳動(dòng)。,由此可見(jiàn)，考慮到齒輪加工制造、安裝誤差等的存在，為了保證漸開(kāi)線齒輪連續(xù)以定角速度比傳動(dòng)，則： 嚙合弧CD必須大于齒距p 嚙合弧與齒距之比稱為重合度，用表示。齒輪連續(xù)定角速度比傳動(dòng)的條件就是,在實(shí)際應(yīng)用中，值應(yīng)大于或等于一定的許用值，即,上式中許用重合度的值是隨齒輪機(jī)構(gòu)的制造精度和使用情況而定。,重合度的大小反映了參加嚙合的輪齒對(duì)數(shù)的多少。 若1，表示齒輪傳動(dòng)的過(guò)程中始終只有一對(duì)輪齒嚙合； 若2，表示齒輪傳動(dòng)的過(guò)程中始終有兩對(duì)輪齒嚙合；,1、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)

8、2、直齒圓錐齒輪傳動(dòng) 3、齒輪齒條傳動(dòng),四、其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介,1、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),(1)斜齒圓柱齒輪的形成,直齒輪齒廓的形成,當(dāng)發(fā)生面沿基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，直線BB形成的一個(gè)螺旋形的漸開(kāi)線曲面，稱為漸開(kāi)線螺旋面。 b稱為基圓柱上的螺旋角。,(2)斜齒輪傳動(dòng)的嚙合性能,齒的接觸線先由短變長(zhǎng)，再由長(zhǎng)變短，承載能力大，可用于大功率傳動(dòng) 輪齒上的載荷逐漸增加，逐漸卸掉，承載和卸載平穩(wěn)、沖擊、振動(dòng)和噪聲小，使用壽命長(zhǎng) 傳動(dòng)平穩(wěn)、沖擊、振動(dòng)和噪音較小 適用于高速重載的場(chǎng)合,(3)斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸,端面：垂直于齒輪軸線的平面，用 t 作標(biāo)記 法面：與輪齒齒線垂直的平面，用 n 作標(biāo)記。,：斜齒

9、圓柱齒輪螺旋角,判別方法：將齒輪軸線垂直放置，輪齒自左至右上升者為右旋，反之為左旋。,(4)斜齒圓柱齒輪正確嚙合條件,法面模數(shù)（法向齒距除以圓周率所得的商）相等，即m n1= m n2 = m 法面齒形角（法平面內(nèi)，端面齒廓與分度圓交點(diǎn)處的齒形角）相等，即n1=n2 = 螺旋角相等、旋向相反，即1= -2,2、直齒圓錐齒輪傳動(dòng),以大端的參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。,應(yīng)滿足的條件：,大端端面模數(shù)相等 大端齒形角相等,3、齒輪齒條傳動(dòng),斜齒條,直齒條,(1)齒條,齒輪的齒數(shù)增加到無(wú)窮多時(shí)，其圓心位于無(wú)窮遠(yuǎn)處，齒輪上的基圓、分度圓、齒頂圓等各圓成為基線、分度線、齒頂線等互相平行的直線，漸開(kāi)線齒廓也變成直線齒廓

10、，齒輪即演化成為齒條。,齒條的主要特點(diǎn)：,齒廓上各點(diǎn)的法線相互平行。傳動(dòng)時(shí)，齒條作直線運(yùn)動(dòng)，且速度大小和方向均一致。 齒條齒廓上各點(diǎn)的齒形角均相等，且等于齒廓直線的傾斜角，標(biāo)準(zhǔn)值為20 不論在分度線上、齒頂線上，還是在與分度線平行的其他直線上，齒距均相等，模數(shù)為同一標(biāo)準(zhǔn)值。,(2)齒輪齒條傳動(dòng),v= n1d1=n1mz1,L=d1=mz1,v 齒條的移動(dòng)速度，mm/min n1齒輪的轉(zhuǎn)速，r/min d1齒輪分度圓直徑，mm m齒輪的模數(shù)，mm z1齒輪的齒數(shù) L齒輪每回轉(zhuǎn)一周齒條的移動(dòng)距離,1、齒面點(diǎn)蝕 2、齒面磨損 3、齒面膠合 4、齒面塑變 5、輪齒折斷,五、漸開(kāi)線齒輪失效形式,失效齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，若輪齒發(fā)生折斷、齒面損壞等現(xiàn)象，齒輪失去了正常的工作能力。,1、齒面點(diǎn)蝕,點(diǎn)蝕多發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上。,2、齒面磨損,齒面磨損是開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。,3、齒面膠合,高速和低速重載的齒輪傳動(dòng)，容易發(fā)生齒面膠合。,4、塑性變形,當(dāng)齒輪的齒面較軟，在重載情況下，可能使表層金屬沿著相對(duì)滑動(dòng)方向發(fā)生局部的塑性流動(dòng)，出現(xiàn)塑性變形。,5