机械设计基础 教学课件 ppt 作者 王素艳 主编第6章 齿轮传动.ppt

第6章 齿轮传动 学习目标： 了解齿轮及齿轮传动的特点，掌握其类型 掌握齿轮的主要参数及几何尺寸计算 掌握齿轮的加工方法 了解斜齿轮与锥齿轮 了解蜗杆传动 掌握轮系的分类，定轴轮系与行星轮系的计算 6.1 齿轮传动的特点及类型 1．承载能力强，传递功率范围广，传动效率高； 2．传动比恒定。齿轮传动能保证两个瞬时传动比恒等于常数； 3．使用寿命长，传动平稳，噪声小，结构紧凑，制造、安装容易； 4．可实现两平行轴、相交轴和交错轴间的传动。 6.1 齿轮传动的特点及类型 6.2 渐开线直齿圆柱齿轮 1.发生线沿基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长。 2. 渐开线上任一点的法线必与基圆相切。 3. 渐开线上各点的压力角不同。4.渐开线的形状取决于基圆的大小。 5.基圆内无渐开线。 6.2 渐开线直齿圆柱齿轮 6.2 渐开线直齿圆柱齿轮 渐开线标准直齿圆柱齿轮 各部分名称和符号 6.3 标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 渐开线齿轮传动的啮合过程和正确啮合的条件 ： 6.4 渐开线齿轮的切齿原理 6.5 齿轮传动的失效形式和齿轮材料 6.5 齿轮传动的失效形式和齿轮材料 6.6 直齿圆柱齿轮传动的设计计算 10.5.2 直齿圆柱齿轮接触疲劳强度计算 6.6 直齿圆柱齿轮传动的设计计算 10.10 齿轮传动的设计参数 6.6 直齿圆柱齿轮传动的设计计算 齿轮传动的设计参数4 齿轮的结构设计 10.7 斜齿圆柱齿轮强度计算 10.7.1 受力分析 6.７ 渐开线斜齿圆柱齿轮传动 齿轮轴向力方向判断 1）工作齿面法：啮合力是工作齿面间的相互推力，主动轮的工作齿面是其前齿面（沿转动方向相位靠前的齿面），从动轮的工作齿面是其后齿面，各工作齿面所受的啮合推力(包含其切向、径向和轴向分量)必然自该齿面外方作用于该齿面。 2)握线法：对主动轮而言，左螺旋线用左手，右螺旋线用右手。握住主动轮轴线，除拇指外其余四指代表旋转方向，拇指指向即主动轮轴向力方向，从动轮轴向力方向与其相反、大小相等。 计算载荷 6.9 轮系及其应用 6.9 轮系及其应用 传动比大小的计算： 结论 6.9 轮系及其应用 首、末轮转向关系的确定： 1．轮系中各轮几何轴线均互相平行 6.9 轮系及其应用 2.轮系中所有各齿轮的几何轴线不都平行，但首、末两轮的轴线互相平行用标注箭头法确定。具体步骤如下：在图上用箭头依传动顺序逐一标出各轮转向，若首、末两轮方向相反，则在传动比计算结果中加上“－”号。 6.9 轮系及其应用 6.9 轮系及其应用 周转轮系传动比的计算 6.9 轮系及其应用 3. 轮系中首、末两轮几何轴线不平行 用公式计算出的传动比只是绝对值大小，而其相对转向只能由在运动简图上依次标箭头的方法来确定。 如下例所示为一空间定轴轮 系，当各轮齿数及首轮的转向已 知时，可求出其传动比大小和标 出各轮的转向，即： 如图所示的轮系中，已知各轮齿数，齿轮1为主动轮，求传动比。 解：因首末两轮轴线平行，故可用画箭头法表 示首末两轮转向关系，所以，该轮系传动比为： 例题 分析结果是肯定的，用相对运动原理（反转法），假设系杆H不动，即绕系杆转动中心给系统加一个（－ωH ）角速度，则可将周转轮系转化为假想的定轴轮系，这个假想的定轴轮系称为周转轮系的转化机构或转化轮系。转化后的定轴轮系和原周转轮系中各齿轮的转速关系为 * * 主要优点： 主要缺点： 1.制造成本高； 2.安装精度要求较高； 3.不适宜远距离传动。 准双曲面齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 交错轴斜齿轮传动 传递交错轴运动 曲线齿 斜齿 直齿 传递相交轴运动（锥齿轮传动） 空间齿轮运动 （相对运动为空间运动，传递不平行轴间的运动） 人字齿轮齿条传动（轮齿成人字形） 齿轮齿条 内啮合 外啮合 斜齿圆柱齿轮传动 （轮齿与轴不平行） 齿轮齿条 内啮合 外啮合 直齿圆柱齿轮传动 （轮齿与轴平行） 平面齿轮传动 （相对运动为平面运动，传递平行轴间的运动） 齿 轮 传 动 各类齿轮示意图 渐开线的形成动画 渐开线的基本性质 4.齿顶高系数 顶隙系数 1.模数 2.齿数 3.压力角 齿轮几何尺寸计算的主要参数 1.齿顶圆 2.齿根圆 3.分度圆 4.基圆 5.齿顶高 6.齿根高 7.全齿高 8.齿厚 9.齿槽宽 10.齿距 各几何尺寸计算公式 正确啮合的条件 连续传动的条件 2．展成法（范成法） ??? 展成法是利用一对齿轮无侧隙啮合时，两齿轮的齿廓互为包络线的原理加工齿轮的。加工时刀具与齿坯的运动就像一对互相啮合的齿轮，最后刀具将齿坯切出渐开线齿廓。 1．仿形法 ? 仿形法通常是在普通铣床上用轴向剖面形状与被切齿轮齿槽形状完全相同的铣刀