第7章 齿轮传动.ppt

第七章　齿轮传动 第一节 概述 第二节 渐开线及渐开线直齿圆柱齿轮 第三节 渐开线齿轮啮合特性 第四节 渐开线齿轮正确啮合和连续传动的条件 第五节 渐开线齿轮轮齿的切削加工 第六节 轮齿的失效形式和齿轮材料 第七节 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 第八节 斜齿圆柱齿轮传动 第九节 直齿锥齿轮传动 第十节 齿轮的结构 第十一节 齿轮传动的润滑与维护 第一节 概述 齿轮传动用于传递任意两轴间的运动和动力。其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到150m以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。 一、齿轮传动的特点： 齿轮传动与其它传动相比主要有以下优点： 传递动力大、效率高； 使用的功率、速度和尺寸范围大； 寿命长，工作平稳，可靠性高； 能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。 齿轮传动与其它传动相比主要缺点有： 制造、安装精度要求较高，因而成本也较高；啮合传动会产生噪声； 不宜作远距离传动。 二、齿轮传动的类型 齿轮传动的类型很多。 1.按照齿轮轴线间相互位置、齿向和啮合情况，齿轮传动可分为： 2.按照轮齿齿廓曲线的形状，可分为：渐开线齿轮传动、圆弧齿轮传动和摆线齿轮传动等。 3.按照工作条件的不同，可分为：开式齿轮传动和闭式齿轮传动两种。前者齿轮外露，灰尘易于落入齿面; 后者齿轮被封闭在箱体内。 圆弧齿轮传动是齿廓为圆弧形的点啮合齿轮传动。通常有两种啮合形式：小齿轮为凸圆弧齿廓，大齿轮为凹圆弧齿廓，称单圆弧齿轮传动；大、小齿轮在各自的节圆以外部分都做成凸圆弧齿廓，在节圆以内的部分都做成凹圆弧齿廓，称双圆弧齿轮传动。 摆线是一个圆在一条定直线上滚动时，圆周上一个定点的轨迹。又称旋轮线。圆上定点的初始位置为坐标原点，定直线为x轴。当圆滚动j 角以后，圆上定点从 O 点位置到达P点位置。当圆滚动一周，即 j从O变动2π时，动圆上定点描画出摆线的 摆线第一拱。 再向前滚动一周， 动圆上定点描画出第二拱，继续滚动，可得第三拱，第四拱……，所有这些拱的形状都是完全相同的 ，每一拱的拱高为2a（即圆的直径），拱宽为2πa（即圆的周长）。摆线有一个重要性质，即当一物体仅凭重力从A点滑落到不在它正下方的B点时，若沿着A，B间的摆线，滑落所需时间最短，因此摆线又称最速降曲线。 摆线齿轮传动大多用于钟表和某些仪器，与一般齿轮传动相比，它的特点是： ①传动时一对齿廓中凹的内摆线与凸的外摆线啮合，因而接触应力小，磨损均匀； ②齿廓的重合度较大，有利于弯曲强度的改善； ③无根切现象，最少齿数不受限制，故结构紧凑，也可得到较大的传动比； ④对啮合齿轮的中心距要求较高，若不能保证轮齿正确啮合，会影响定传动比传动； ⑤这种传动的啮合线是圆弧的一部分，啮合角是变化的，故轮齿承受的是交变作用力，影响传动平稳性； ⑥摆线齿轮的制造精度要求较高。 第二节 渐开线的形成和基本性质 一、渐开线的形成和性质 如图所示，一直线n-n沿半径为rb 的圆周做纯滚动，该直线上任一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。 这个圆称为渐开线的基圆，直线n-n称为渐开线的发生线。 渐开线上任一点K的向径rK 与起始点A的向径间的夹角θK 称为渐开线在K点的展角。 根据渐开线的形成可知，渐开线具有如下性质: （1）发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的圆弧长，即NK=AN。 （2）渐开线上任意一点K处的法线必然与基圆相切。切点N为渐开线上K点的曲率中心，NK为其曲率半径。 （3）渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐角称为该点的压力角。齿廓上各点压力角是变化的。 （4）渐开线的形状取决于基圆的大小。 渐开线上离基圆越远的点，因曲率半径越大，渐开线就越平直。 （5）基圆内无渐开线。 二、 渐开线标准直齿圆柱齿轮 1. 齿槽、齿宽、齿顶圆和齿根圆 图示为直齿圆柱齿轮的一部分。每个轮齿的两侧齿廓都是由形状相同、方向相反的渐开线曲面组成。 2.齿厚、齿槽宽和齿距 在直径为dK 的圆周上，同一轮齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿厚，用sK 表示。 在直径为dK 的圆周上，同一齿槽两侧齿廓间的的弧长称为该圆上的齿槽宽，用eK 表示。 内齿轮的齿厚相当于外齿轮的齿槽宽。 在直径为dK 的圆周上，相邻两齿同向齿廓间的弧长称为该圆上的齿距，用pK 表示，且pK =sK +eK 。 πdK=zpK 所以 dK=（pK/π）/z 轮齿在不同圆周上的齿厚、齿槽宽和齿距不同。但因齿条的齿廓是直线，同侧齿廓相互平行，故不论在分度线上、齿顶线上还是在与分度线相互平行的其他直线上，齿距均相等. 3.分度圆、模数和压力角 对于同一个齿轮不同的圆周，其齿距不同，比值pK/π也就不同，且含有无理