齿轮传动设计.pdf

返回目录 学习指南 第9 章 齿轮传动设计 一.基本要求 1) 了解齿轮传动的特点、应用及类型。 2) 理解齿廓啮合基本定律 , 掌握渐开线齿廓的形成及其性质，并 能在后续相关内容中运用；熟练掌握渐开线圆柱齿轮的基本参数、 标准齿轮的几何尺寸计算公式，并能够正确计算；掌握范成法切齿 原理、标准齿轮和变位齿轮切制特点以及变位齿轮的尺寸变化。 3) 深入理解直齿轮传动运动设计应满足的六个条件及重合度、不 根切最少齿数、无侧隙啮合方程等内容，并正确运用重合度等公式 进行计算；掌握圆柱齿轮传动的几何尺寸计算及中心距变动系数、 齿顶高变动系数等概念；了解标准齿轮传动、高度变位齿轮传动及 角度变位齿轮传动的特点。 4) 理解斜圆柱齿轮齿廓曲面的形成、基本参数与螺旋角的关系、 当量齿轮及当量齿数的概念；理解平行轴斜齿轮传动运动设计的条 件，并正确运用其几何尺寸公式进行计算；了解交错轴斜齿轮传动 的特点。 5) 了解齿轮精度选择的方法，五种失效形式的特点、生成机理及 予防或减轻损伤的措施；掌握齿轮材料选择要求、常用钢铁材料选 用及其热处理特点。 6) 熟练掌握齿轮传动的受力分析，特别是平行轴斜齿轮轴向力的 大小和方向的确定，直齿锥齿轮传动轴向力与径向力的关系；理解 几个载荷修正系数的意义及其影响因素，减小其影响的方法； 7) 熟练掌握直齿圆柱传动的齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲 疲劳强度的计算基本理论依据，推导公式的思路，公式中各个参数 和系数的意义，掌握其确定方法；参考示范例题，掌握齿轮传动设 计的步骤，正确地进行直齿轮传动的强度设计计算；了解平行轴斜 齿轮传动和直齿锥齿轮传动的当量齿轮的意义，掌握平行轴斜齿轮 传动和直齿锥齿轮传动强度计算特点。 8) 掌握齿轮四种结构形式的特点和选择，并能画出齿轮零件的工 作图；掌握齿轮传动润滑油种类、粘度及润滑方式的选择。 二.重点、难点指导 本章的重点是：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论、运动设计计算及强度设计 计算，对于其他类型的齿轮传动应注意其与直齿圆柱齿轮传动的异同点。 本章的难点是：本章具有内容多、术语多、符号多、公式多等特点，学习者应采用梳理 比较并结合做习题的学习方法，以加深理解和记忆。对于齿轮运动设计的难点为：运动设计 条件的理解、齿轮变位修正及其传动；对于齿轮承载能力设计的难点为：如何根据不同的工 作条件，合理地确定设计准则和设计参数值，进行强度计算。 1．齿轮传动运动设计易混淆的概念 （1） 法向齿距与基圆齿距 法向齿距与基圆齿距的长度相等（p n p b ），都是相邻两个轮齿同侧齿廓之间度量的长 度，但是法向齿距 是在渐开线齿廓上任意一点的法线上度量的相邻两齿同侧齿廓之间的直线 长度，而基圆齿距是在基圆上度量的相邻两齿同侧齿廓之间的弧长。 （2） 分度圆与节圆 分度圆是指单个齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。在设计齿轮时，只要确定了齿 数和模数，这个齿轮的分度圆半径就确定下来了，即r mz / 2 。在加工、安装、传动时，分 度圆都不会改变。 节圆是一对齿轮在啮合传动时两个相切作纯滚动的圆，单个齿轮没有节圆。由于一对渐 开线齿轮啮合传动时在节点C 处具有大小相等方向相同的线速度，故两轮节圆半径分别为： ， ， ，根据渐开线方程式它们的大小分别为 一般情况下，节圆半径与分度圆半径不相等，节圆与分度圆不相重合。只有当啮合角α 等于分度圆压力角α 时，两个节圆半径才分别与两个齿轮的分度圆半径相等，两个节圆才分 别与两个齿轮的分度圆重合。这种情况下，齿轮的实际中心距等于标准中心距。 （3） 压力角与啮合角 压力角α是指单个齿轮渐开线齿廓上某一点的线速度方向与该点法线方向所夹的锐角。 渐开线齿廓上各点压力角的大小是不相等的（齿条齿廓例外）。啮合角α 是指一对齿轮啮合 时，啮合线与两节圆公切线之间所夹的锐角。由于渐开线啮合