[教育]第五章 齿轮机构及其设计1.ppt

机械原理－齿轮机构及其设计 机械原理－齿轮机构及其设计 §5-1 齿轮机构的应用和分类 齿轮机构的组成：齿轮与机架的转动副和齿轮与齿轮（齿条）的高副组成。 齿轮机构的应用：可用来传递任意两轴间的运动和动力。 齿轮机构的特点：传递功率大，适用的速度范围大，效率高，能保证恒定或准确的的传动比，结构紧凑，工作可靠，寿命长等特点。 节点：高副啮合相对瞬心一定在两轮中心的连线上，齿轮啮合相对速度瞬心P即为啮合节点。 齿廓啮合基本定律： 在啮合的任一瞬时，两轮齿廓曲线在相应接触点的公法线必须通过按给定传动比确定的该瞬时的节点。 （平面齿轮机构轮齿齿廓正确啮合的基本条件） 二、共轭齿廓及其求法 共轭齿廓：凡能满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称为共轭齿廓。 其齿廓曲线称为共轭曲线。 共轭齿廓啮合时，两齿廓在啮合点相切，其啮合点的公法线通过节点P。理论上，只要给定一齿轮的齿廓曲线，并给定中心距和传动比i12，就可以求出与之共轭的另一齿轮的齿廓曲线。 三、齿廓曲线的选择 选择应考虑的问题： 传动比、设计、制造、测量、安装及使用等。 齿廓曲线形状：渐开线、摆线、变态摆线等 1. 渐开线齿廓能满足定传动比的要求 2 .渐开线齿廓啮合的特点 （1）渐开线齿廓的啮合线是直线 §5-4 渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的尺寸 三、标准直齿轮的几何尺寸 补： 补：分度圆和节圆有原则性的区别 分度圆是有关齿轮的几何参数，每个齿轮都有一个大小确定的分度圆；而节圆则是表示一对齿轮啮合特性的圆。 对单个齿轮而言，节圆无意义；当一对齿轮啮合时，它们的节圆随中心矩的变化（可分性）而变化。因此节圆和分度圆可以重合，也可以不重合。 另外；分度圆压力角是一个大小确定的角，啮合角可以与之相等，也可以不等，但啮合角与节圆压力角始终相等。 非标准安装: 实际中心距： ②传动比 结论： (3) 内啮合齿轮传动 a.标准安装时 b.非标准安装时 外啮合时重合度结论： ① 当eα ＝1：在齿轮传动的过程中，始终有一对轮齿参加啮合； 当eα ＝2：在齿轮传动的过程中，始终有两对齿啮合； 当eα ＝1.45：在齿轮传动的过程中，有两个0.45pb的长度上，有两对轮齿同时啮合，在0.55pb的长度上，则只有一对轮齿啮合。 例1 例1、一对正常齿标准直齿圆柱齿轮传动。小齿轮因遗失需配制。已测得大齿轮的齿顶圆直径 齿数 ，压力角 ，两轴的中心距 。 试确定小齿轮的：（1）模数、齿数；（2）计算分度圆直径；（3）齿顶圆直径；（4）基圆齿距。 解： (avi) §5-5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 一、啮合过程和正确啮合的条件 (avi) 1.渐开线直齿轮传动的啮合过程 演示 演示 实际啮合线 理论啮合线 齿廓工作段 法向齿距 实现定比正确啮合的条件为： 法向齿距相等 法向齿距＝基圆齿距 2. 渐开线齿轮传动的正确啮合条件 pb1pb2 pb2 rb1 O1 pb1 pb1 pb2 rb1 rb2 O1 O2 rb2 O2 pb1 pb2 基圆齿距 rb1 rb2 ω2 ω1 O1 r2 r1 N2 N1 C O2 pb2 = pb1 pb2 pb1 (avi) 渐开线齿轮正确啮合的条件： 两齿轮的模数和压力角对应相等。 rb = r cos a α pb2 = pb1 rb1 rb2 ω2 ω1 O1 r2 r1 N2 N1 C O2 pb2 pb1 a 2p rb = 2p r cos a z pb = z p cos a pb = p cos a = p m cos a m1 cosa1 = m2 cosa2 m1 = m2 a1 = a2 = a = m = = 标准值 标准值 rb1 ω1 O1 r1 N1 rb2 ω2 r2 N2 C O2 ′ ′ 齿侧间隙：在轮齿未受力一面所具有的间隙 二、齿轮传动的无侧隙啮合及标准齿轮的安装 1、齿轮传动的无侧隙啮合条件 rb1 rb2 ω2 ω1 O1 r1 r2 N2 N1 C O2 ′ ′ m n q o 无侧隙啮合条件： s1 = e2 ， e1 = s2 ′ ′ ′ ′ 2、标准齿轮的安装 （1）外啮合标准直齿轮传动 s1 = e2 ， e1 = s2 ′ ′ ′ ′ 节圆上： 分度圆上 标准中心距： 标准安装：两齿轮的节