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第四章齿轮机构(4-1234),齿轮齿条升降机构,锥齿轮风扇摇头机构,齿轮齿条传动机构,不完全齿轮机构,齿轮机构,齿轮齿条机构,行星齿轮传动机构,行星齿轮机构,不完全齿轮机构简图
9)齿全高(tooth depth) : 10)法向齿距 (normal pitch) : 相邻两轮齿同侧齿廓之间在法线方向上的距离,用pn表示。 由渐开线特性可知:pn= pb(pb为基圆齿距)。今后法向齿距和基圆齿距均以pb来表示。 pn r ra s e sk ek rf rb O pb ha hf h pk 齿顶圆和齿根圆之间的径向距离,即齿顶高和齿根高之和称为齿全高h,h=ha+hf 。 * 第四章 齿轮机构 (Gear Mechanism) 本章特点: 1、5多——概念、术语、符号、公式、图形; 2、引入了当量齿轮、变位齿轮等概念,理解有一定的难度; 3、有些插图难于表达实际运动情况和空间概念,要有想象力。 学习方法: 1、认真阅读《学习指导书》,及时复习,认真完成思考题和习题; 2、充分利用图形的直观、简洁性来理解、掌握、记忆概念和名词。 §4—1 齿轮机构的特点和类型 一、齿轮机构的应用、特点 1、应用 齿轮机构可用来传递空间任意两轴之间的运动和动力。我国在2000多年前,就有使用齿轮的记载了。齿轮机构是现代机械中应用最为广泛的一种传动机构。 2、特点(Characteristics) 优点(Advantage) : 1)能实现定传动比传动,且传动平稳。 2)适用范围广,目前应用的齿轮其直径d=125μm~150m以上,传递的功率P=100MW,模数m=0.004~100mm ,圆周速度可达300m/s,转速n=10万rpm。 3)结构紧凑,而皮带、链传动占地空间大。 4)传动效率高。高精度:0.99;一般精度:0.95以上。 5)使用寿命长,工作安全可靠。 缺点(Disadvantage) : 2)不适于远距离传动。 1)要求较高的制造技术及安装精度。 二、齿轮机构的分类 齿轮机构按空间两齿轮轴线的相对位置,可分为: 1、两轴平行的齿轮机构(圆柱齿轮机构) 用于两平行轴之间的传动,这是一种平面齿轮机构。按轮齿排列的方向与轴线是否平行,可分: 1)直齿圆柱齿轮(Spur Gear)机构 2)斜齿圆柱齿轮(Helical Gear)机构 3)人字齿轮(Herringbone Gear)机构 按轮齿的啮合方式,还可分: 外啮合:两齿轮的转向相反, 图4-1a。 内啮合:两齿轮的转向相同,图4-1b。 齿轮齿条(Rack):齿轮转动、齿条作直线运动,图4-1c。 图4-1a ) 图4-1 b) 图4-1 c) 1)直齿圆柱齿轮机构(轮齿的齿向∥轴线) 2)斜齿圆柱齿轮机构(轮齿齿向对轴线倾斜一个角度,称螺旋角,图4-1d) 按轮齿啮合方式,也可分:外啮合、内啮合、齿轮齿条 3)人字齿轮机构:可视为由螺旋角方向相反的两个斜齿轮所组成,图4-1e 。 图4-1d)外啮合 内啮合 齿轮齿条 图4-1e) 2、两轴不平行的齿轮机构——空间齿轮机构 两齿轮的轴线相交于一点,称为圆锥齿轮(bevel gear) 机构(两轴相交,大多垂直)。按轮齿的形状还可分为: 直齿:应用最广,图4-1f。 斜齿:应用很少。 曲齿(弧齿):能适应高速重载的要求,目前应用较广泛,图4-1g。 图4-1 f) 斜齿 图4-1g) 1)相交轴齿轮机构 ⑴ 交错轴斜齿轮(crossed helical gear)机构:两轴交错,图4-1h,又称螺旋斜齿轮机构。 ⑵ 蜗杆(worm) 蜗轮机构:两轴一般垂直交错,图4-1i 。 2)交错轴齿轮机构 两齿轮的传动轴线为空间任意交错(既不平行也不相交)位置,它也是空间齿轮机构。可分为: 图4-1h) 图4-1i) 三、齿轮传动的基本要求 机械系统对齿轮传动的基本要求归纳起来有两项: 1、传动准确平稳 要求齿轮机构在工作过程中,瞬时传动比要恒定,且振动、冲击较小。 2、承载能力大 要求齿轮机构能传递较大的动力,且体积小、重量轻、寿命长。 为了满足基本要求,需要对齿轮齿廓曲线、啮合原理和齿轮强度等问题进行研究。 §4—2 齿廓实现定角速比传动的条件 一、齿廓啮合的基本定律 齿轮传动是靠主动齿轮的齿廓依次推动从动齿轮的齿廓来实现,且要保证定传动比(i12=ω1/ω2 )传动,而传动比i12却与齿廓的形状有关。 如图4-2所示为一对相互啮合的齿廓,主动轮齿廓E1推动从动轮的齿廓E2转动。两齿廓在K点接触,过K点作两齿廓的公法线nn,它与连心线O1O2的交点为C。 图4-2 1、传动比 (Transmission Ratio) : 两轮的瞬时角速度(或转速)之比,即i12=ω1/ω2=n1
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