齿轮机构课件.pptx

齒輪機構

§4－1齒輪機構的特點和類型作用：傳遞空間任意兩軸（平行、相交、交錯）的旋轉運動，或將轉動轉換為移動。結構特點：圓柱體或圓錐體外（或內）均勻分佈有大小一樣的輪齒。優點：①傳動比準確、傳動平穩。②圓周速度大，高達300m/s。③傳動功率範圍大，從幾瓦到10萬千瓦。④效率高(η→0.99)、使用壽命長、工作安全可靠。⑤可實現平行軸、相交軸和交錯軸之間的傳動。缺點：要求較高的製造和安裝精度，加工成本高、不適宜遠距離傳動(如單車)。

平面齒輪傳動（軸線平行）外齒輪傳動直齒斜齒人字齒圓柱齒輪非圓柱齒輪空間齒輪傳動（軸線不平行）按相對運動分按齒廓曲線分直齒斜齒曲線齒圓錐齒輪兩軸相交兩軸交錯蝸輪蝸杆傳動交錯軸斜齒輪准雙曲面齒輪漸開線齒輪(1765年)擺線齒輪(1650年)圓弧齒輪(1950年)按速度高低分:按傳動比分:按封閉形式分：齒輪傳動的類型應用實例：提問參觀對象、SZI型統一機芯手錶有18個齒輪、炮塔、內然機。高速、中速、低速齒輪傳動。定傳動比、變傳動比齒輪傳動。開式齒輪傳動、閉式齒輪傳動。球齒輪拋物線齒輪(近年)分類：內齒輪傳動齒輪齒條

2ω2作者：潘存雲教授1ω1橢圓齒輪准雙曲面齒輪作者：潘存雲教授斜齒圓錐齒輪作者：潘存雲教授曲線齒圓錐齒輪

設計：潘存雲o1ω1共軛齒廓：一對能實現預定傳動比(i12=ω1/ω2)規律的嚙合齒廓。§4－2齒廓實現定角速度比的條件1.齒廓嚙合基本定律一對齒廓在任意點K接觸時，作法線n-n得：i12＝ω1/ω2＝O2P/O1P齒廓嚙合基本定律:互相嚙合的一對齒輪在任一位置時的傳動比，都與連心線O1O2被其嚙合齒廓的在接觸處的公法線所分成的兩段成反比。根據三心定律可知：P點為相對瞬心。nnPo2ω2k由：v12＝O1Pω1v12＝O2Pω2

設計：潘存雲節圓如果要求傳動比為常數，則應使O2P/O1P為常數。節圓：設想在P點放一只筆，則筆尖在兩個齒輪運動平面內所留軌跡。由於O2、O1為定點，故P必為一個定點。兩節圓相切於P點，且兩輪節點處速度相同，故兩節圓作純滾動。r’1r’2a=r’1+r’2中心距：o1ω1nnPo2ω2ka

2.齒廓曲線的選擇理論上，滿足齒廓嚙合定律的曲線有無窮多，但考慮到便於製造和檢測等因素，工程上只有極少數幾種曲線可作為齒廓曲線，如漸開線、其中應用最廣的是漸開線，其次是擺線(僅用於鐘錶)和變態擺線(擺線針輪減速器)，近年來提出了圓弧和拋物線。漸開線齒廓的提出已有近兩百多年的歷史，目前還沒有其他曲線可以替代。主要在於它具有很好的傳動性能，而且便於製造、安裝、測量和互換使用等優點。本章只研究漸開線齒輪。

設計：潘存雲§4－3漸開線齒廓一、漸開線的形成和特性―條直線在圓上作純滾動時，直線上任一點的軌跡2.漸開線的特性②漸開線上任意點的法線切於基圓純滾動時，B為瞬心，速度沿t-t線，是漸開線的切線，故BK為法線③B點為曲率中心，BK為曲率半徑。漸開線起始點A處曲率半徑為0。可以證明BK－發生線，①AB=BK;tt發生線Bk基圓OArkθk基圓－rbθk－AK段的展角－漸開線漸開線rb

設計：潘存雲設計：潘存雲OABkA1B1o1θkK⑤漸開線形狀取決於基圓⑥基圓內無漸開線。⑦同一基圓上任意兩條漸開線公法線處處相等。當rb→∞，變成直線。rkθkαkαkvk④離中心越遠，漸開線上的壓力角越大。rb定義：嚙合時K點正壓力方向與速度方向所夾銳角為漸開線上該點之壓力角αk。rb＝rkcosαkB3o3θkA2B2o2

設計：潘存雲BC’ACrbOEC”⑦同一基圓上任意兩條漸開線的公法線處處相等。由性質①和②有：兩條反向漸開線,兩條同向漸開線：B1E1=A1E1－A1B1B2E2=A2E2－A2B2B1E1=B2E2∴A1B1=A2B2A1E1=A2E2AB=AN1+N1B=A1N1+N1B1=A1B1AB=AN2+N2B=A2N2+N2B2=A2B2A1B1N1A2B2N2順口溜：弧長等於發生線，基圓切線是法線，曲線形狀隨基圓，基圓內無漸開線。E2E1

設計：潘存雲N2N1ω2O2rb2O1ω1二、漸開線齒廓的嚙合特性要使兩齒輪作定傳動比傳動，則兩輪的齒廓無論在任何位置接觸，過接觸點所作公法線必須與兩輪的連心線交於一個定點。兩齒廓在任意點K嚙合時，過K作兩齒廓的法線N1N2，是基圓的切線，為定直線。i12=ω1/ω2=O2P/O1P=const工程意義：i