第五章齿轮传动(5.15.25.35.4)概要.ppt

第5章 齿轮传动 【能力目标】 了解齿轮传动的特点 、分类与应用。 掌握渐开线齿轮传动的原理、特点。 掌握直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆锥齿轮传动的基本参数、正确啮合的条件以及几何尺寸计算。 会作直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮的受力分析。 认识齿轮常见的失效形式，能进行直齿圆柱齿轮的强度计算。 【案例导入】 如图5-1是机床的齿轮变速机构，它由直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和蜗杆传动组成。齿轮传动是机械中应用最广泛的一种传动。 5.1齿轮传动的基本类型 5.2齿轮传动的特点 齿轮的精度 5.3.1渐开线的形成 渐开线的性质 5.3.4 渐开线齿廓啮合的特点 （1）齿廓啮合基本定律 （1）齿廓啮合基本定律 （1）齿廓啮合基本定律 过O1、O2分别作N1N2的垂线O1N1和O2N2，得∠KO1N1=αK1、∠KO2N2=αK2，故有 又因△CO1N1∽△CO2N2，则有传动比 由式上式可知，要保证传动比为定值，则比值应为常数。现因两轮轴心连线为定长，故欲满足上述要求，C点应为连心线上的定点，这个定点C称为节点。 共轭齿廓 凡满足齿廓啮合基本定律而互相啮合的一对齿廓，称为共轭齿廓。 符合齿廓啮合基本定律的齿廓曲线有无穷多，传动齿轮的齿廓曲线除要求满足定角速度比外，还必须考虑制造、安装和强度等要求。在机械中，常用的齿廓有渐开线齿廓、摆线齿廓和圆弧齿廓，其中以渐开线齿廓应用最广。本章只讨论渐开线齿轮传动。 渐开线齿廓的啮合线与啮合角 以渐开线为齿廓曲线的齿轮称为渐开线齿轮。 一对齿轮啮合传动时，齿廓啮合点（接触点）的轨迹称为啮合线。对于渐开线齿轮，无论在哪一点接触，接触齿廓的公法线总是两基圆的内公切线N1N2（图5-6）。同时，齿廓接触点又都在公法线上，因此，内公切线N1N2即为渐开线齿廓的啮合线。 渐开线齿廓压力角 在一对齿廓的啮合过程中，齿廓接触点的法向压力和齿廓上该点的速度方向的夹角，称为齿廓在这一点的压力角。如图5-7所示，齿廓上K点的法向压力Fn与该点的速度vK之间的夹角?K称为齿廓上K点的压力角。由图可知  上式说明渐开线齿廓上各点压力角不相等，向径rk越大，其压力角越大。在基圆上压力角等于零。 由上式还可推导出渐开线上的任意一点的曲率半径 渐开线齿廓啮合特点 1）渐开线齿廓符合齿廓啮合基本定律——传动比恒定 如图5-6所示，两渐开线齿轮的基圆分别为rb1、rb2，过两轮齿廓啮合点K作两齿廓的公法线N1N2，根据渐开线的性质，该公法线必与两基圆相切，即为两基圆的内公切线。又因两轮的基圆为定圆，在其同一方向的内公切线只有一条。所以无论两齿廓在任何位置接触（如图中虚线位置接触），过接触点所作两齿廓的公法线（即两基圆的内公切线）为一固定直线，它与连心线O1O2的交点C必是一定点。因此渐开线齿廓满足定角速比要求。 由图5-6知，两轮的传动比为 渐开线齿廓啮合特点 2）渐开线齿廓间具有相对滑动 如图5-5所示，两轮齿廓上K点的vK1和vK2在法线N1N2上的分速度相等，但在齿廓切线方向的分速度却不相等（节点除外），所以相互啮合的渐开线齿轮沿齿廓切线方向有相对滑动。 渐开线齿廓啮合特点 3）渐开线齿轮具有可分性 从上式可知，当一对渐开线齿轮制成之后，其基圆半径是不能改变的，因此即使两轮的中心距稍有改变，其角速比仍保持原值不变，这种性质称为渐开线齿轮传动的可分性。这是渐开线齿轮传动的另一重要优点，这一优点给齿轮的制造、安装带来了很大方便。 5.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算 5.4.1直齿圆柱齿轮各部分的名称 5.4.2标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 5.4.1直齿圆柱齿轮各部分的名称 图5-8所示为直齿圆柱齿轮的一部分。为了使齿轮在两个方向都能传动，轮齿两侧齿廓由形状相同、方向相反的渐开线曲面组成。齿轮各参数名称如下： （1）齿顶圆齿顶端所确定的圆称为齿顶圆，其直径用da表示。 （2）齿根圆齿槽底部所确定的圆称为齿根圆，其直径用df表示。 （3）齿槽相邻两齿之间的空间称为齿槽。齿槽两侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用ek表示。 （4）齿厚在任意直径dk的圆周上，轮齿两侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿厚，用sk表示。 （5）齿距相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿距，用pk表示。显然 pk=sk+ek 式中，z为齿轮的齿数；dk为任意圆的直径。 5.4.1直齿圆柱齿轮各部分的名称 (6）模数 在式（5-6）中含有无理数“”，这对齿轮的计算和测量都不方便。因此，规定P/比值等于整数或简单的有理数，并作为计算齿轮几何尺寸的一个