江苏大学机械原理及设计课件第五章 齿轮机构.ppt

第5章 齿轮机构及其设计 5.1 齿轮机构的应用和分类 特点： *传递空间任意轴间的运动及动力； * 传递功率和圆周速度的范围很大； * 传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作可靠。 平面齿轮机构—斜齿轮、人字齿轮 空间齿轮机构—圆锥齿轮 空间齿轮机构—交错轴斜齿圆柱齿轮传动 空间齿轮机构—蜗杆蜗轮机构 5.2 齿廓啮合基本定律 5.2.1 齿廓啮合基本定律 P点：相对速度瞬心(三心定理) P点：啮合节点，简称节点 齿廓啮合基本定律 齿廓接触点的公法线始终通过中心连线上一定点，速比恒定。 节圆：由节点决定的圆 共轭齿廓 凡满足齿廓啮合基本定律而相互啮合的一对齿廓 5.3 渐开线齿廓的啮合传动 5.3.1 渐开线的形成 5.3.2 渐开线的性质 1.发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的圆弧长度； 2. B 是渐开线K点处的曲率中心，BK 是曲率半径； KB 为渐开线在K点的法线，并恒与基圆相切 问题1：G1、G3为同一基圆上所生成的两条同向渐开线，试问 和 有何关系？ 问题2：G1、G3为同一基圆上所生成的两条反向渐开线，试问 和 有何关系？ 5.3.3 渐开线方程 1.渐开线的压力角 2.渐开线方程 法线与基圆相切； 齿轮固定，基圆唯一； 法线交于定点 P 2. 中心距变动不影响传动比（可分性） 3. 啮合角恒等于节圆压力角 5.4 渐开线齿轮各部分名称及几何尺寸计算 5.4.1 齿轮各部分名称 5.4.2 渐开线齿轮基本参数 1.齿数 z 2.模数 m 3. 分度圆上压力角α ： 国家标准（GB1356-88）中规定 分度圆压力角为标准值为20?。 4.齿顶高系数，顶隙系数 4.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 1、标准齿轮： 分度圆上模数和压力角为标准值； 分度圆上的齿厚s与齿槽宽e相等； 具有标准的齿顶高与齿根高。 2、标准直齿内齿轮 ： * 内齿轮的特点： —内齿轮的齿廓是内凹的； —齿根圆比分度圆大，齿顶圆比分度圆小但大于基圆； —齿厚相当于外齿轮的槽宽，槽宽相当于外齿轮的齿厚。 3.齿条 * 齿条的特点： —基线、分度线、齿顶线等为互相平行的直线； —渐开线齿廓成为直线齿廓，齿廓上各点的压力角均相等，它等于齿轮分度圆压力角； —与齿顶线平行且齿厚s等于齿槽宽e的直线称为中线，它是计算齿条尺寸的基准线。 渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算式 5.5 一对齿轮的正确啮合条件 5.6 渐开线齿轮无侧隙啮合条件 1、一对标准齿轮的标准安装 当非标准安装时，两齿轮分度圆不再相切，节圆大于分度圆；两基圆相对分离，啮合角因此不再等于分度圆压力角而加大；同时，顶隙大于标准值，而且出现侧隙。 2. 齿轮齿条传动时的标准安装和非标准安装。 特点： （1）齿轮分度圆永远与节圆重合。 （ 2 ）啮合角永远等于分度圆压力角。 5.7 渐开线齿轮传动的重合度 5.7.3 重合度的物理意义 5.8 渐开线齿廓切削加工原理 5.8.1成形法 渐开线的形状与基圆有关 成形铣刀刀号和加工齿数范围 5.8.2 展成法 (范成法) 4.6.2 范成法加工齿轮的原理和方法 1. 基本原理 2. 加工方法 插齿加工： （1）齿轮插刀 齿条插刀： 标准齿条刀具加工齿轮： 滚齿法加工: 5.8 渐开线齿轮的根切和变位 5.8.1 根切的现象 2. 根切的原因 标准齿轮： 刀具的齿顶线超过了极限啮合点N。 避免根切的发生：变位 5.8.5 避免根切的措施 1. z≥17（对于标准齿轮） 2. 变位： 正变位——刀具远离工件中心 5.10 变位齿轮设计 3. 变位齿轮传动类型 Ⅰ、零传动 x1+x2 =0（包括标准齿轮）： （1）标准齿轮传动：x1 = x2 = 0 （2）高度变位齿轮传动： x1 = -x2 ≠0 通常：小轮x1 0，大轮x2 0 Ⅱ、正传动： x1+x2 0 Ⅲ、负传动 ：x1+x2 0 5.11 斜齿圆柱齿轮5.9.1斜齿轮齿廓面的形成 2. 斜齿圆柱齿轮的基本参数 端面参数和法面参数： 加工斜齿轮时，刀具是沿着螺旋线方向切制的，因此规定在垂直于螺旋线方向（法面）的参数为标准值，加下标n，如法向压力角αn,法向模数mn等。 但齿轮的一般几何计算要用端面参数（加下标t），因为各圆是在端面上；因此要在法、端面参数之间进行换算，这是斜齿轮计算的特点。 （1）斜齿圆柱齿轮的螺旋角 (2) 法面参数与端面参数的关系 模数： （