机械设计基础-为龙.PPT

机械设计基础 第十章 齿轮传动 * （一）教学要求 （二）教学的重点与难点 1、了解齿轮传动特点、分类、掌握主要失效形式，了解常用齿轮材料及热处理方法，掌握齿轮材料的计算载荷 2、掌握直齿圆柱齿轮的强度计算方法及主要参数的选择方法 1、轮齿主要失效形式，载荷系数，材料与热处理 2、齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算 小结: （三）教学内容 §10-1 齿轮传动概述 §10-2 渐开线齿廓啮合的几个重要性质 §10-3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 §10-4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 §10-5 渐开线直齿圆柱齿轮的加工方法 §10-6 齿轮传动的精度 §10-7 渐开线齿轮传动强度设计计算基础 §10-8 直齿圆柱齿轮传动的强度计算与设计 §10-9 斜齿圆柱齿轮传动 §10-10 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算与设计 §10-11 锥齿轮传动设计（略） §10-12 齿轮的结构设计 §10-13 齿轮传动的润滑 齿轮传动是现代机械传动中应用最为广泛的一类传动，其中最常用的是渐开线齿轮传动，这主要是由于其传动特点所决定的。 一、齿轮传动的特点 缺点： 1）制造、安装精度要求较高（专用机床和刀具加工）； 2）不适于中心距a较大两轴间传动； 3）使用、维护、费用较高； 4）精度低时、噪音、振动较大 §10-1 齿轮传动概述 优点： 1）传动效率高； 2）传动比恒定（瞬时，精度较高时）； 3）结构紧凑（较之于带、链传动）； 4）工作可靠、寿命长； 5）可用来传递空间任意两轴之间的运动和动力 按传动轴相对位置分： 1、平行轴齿轮传动： 直齿轮、斜齿轮、人字齿轮 外啮合、内啮合、齿轮与齿条传动 2、空间齿轮传动： （相交轴间传动）:圆锥齿轮传动——1）直齿；2）斜齿；3）曲线齿 。 （交错轴间传动） :交错轴斜齿轮机构、蜗杆传动 按齿轮传动的工作条件分： 开式齿轮传动——低速及不重要场合、易磨损 半开式——农业机械、建筑机械及简单机械设备 闭式齿轮传动——润滑、密封良好，重要的传动 二、齿轮传动的类型 1）发生线在基圆上滚过的线段长度等于基圆上被滚过的弧长; 3）渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆半径越小，渐开线越弯曲；当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为一条斜直线，此时渐开线齿轮就变成了齿条； 2）渐开线上任意点的法线与其基圆相切，所以 又是基圆的切线； §10-2 渐开线齿廓啮合的几个重要性质 一、渐开线的形成及其特性 2、啮合线为一定直线，啮合角为一常数 3、传力平稳性 由于N1N2为多线合一，在传动过程中，主、从动轮的齿廓上所受的法向压力的大小和方向始终保持不变。 4、渐开线齿轮具有“可分性” 1、渐开线齿廓能保证定传动比 根据渐开线特征，过K点作齿廓的公法线N1N2必为两基圆的内公切线，设N1和N2为切点。由于两齿廓啮合时，既不分离，也不嵌入，故V1和V2在齿廓啮合点K的公法线N1N2上的分速度必相等，均为Vn。 得： 二、渐开线齿廓啮合的几个重要性质 基 圆 (db, rb) 产生渐开线的圆 齿顶圆da(ra) 齿顶圆柱面与端平面的交线 齿根圆df(rf) 齿根圆柱面与端平面的交线 分度圆d (r) 设计齿轮的基准圆 分度圆上，p=s+e 齿厚 s 一个齿的两侧面齿廓之间的分度圆弧长 槽宽e 两相邻轮齿之间两侧齿廓之间的分度圆弧长 齿距p 两相邻轮齿同侧面齿廓之间的分度圆弧长 p=s+e 齿顶高 ha 齿根高hf 齿高h=ha+hf 齿宽b §10-3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 一、齿轮各部分的名称及代号 公法线长度Wk与固定弦齿厚主要应用于齿轮检验与齿轮加工。 1、公法线长度Wk 式中： （10-8） （10-9） 采用标准齿条齿廓与标准齿轮齿廓对称相切时，两切点A、B间的距离即为固定弦齿厚 2、固定弦齿厚 四、公法线长度Wk与固定弦齿厚 ——齿轮的基圆齿距； ——齿轮的基圆齿厚； ——跨测齿数，查表10-4 两轮的模数和压力角分别相等 一对齿轮的传动比： pm1cosa1 = pm2cosa2 必须保证处于啮合线上的相邻两轮齿同侧齿廓之间的法向距离相等， 则应使 即 §10-4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 一、正确啮合条件 啮合线N1N2 开始啮合点：从动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B2 终止啮合点：主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B1 实际啮合线段： B1B2 重合度愈大，表明同时参与啮合的轮齿对数愈多，传动愈平稳，每对轮齿所承受的载荷愈小 保证连续传动的条件： （10-13） 二、重合度 标准中心距 （能实现无侧隙啮合） 顶隙 （2）非标准齿轮的安装 （1）标准齿轮的安装 三、标准中心距 1）仿形法：是在普通铣床上用盘状铣刀加工