机械设计基础 教学课件 作者 王亚辉 主编 第九章 齿轮传动.doc

授课题目：第九章 齿轮传动 第一节 概 述 第二节 齿廓啮合基本定律 第三节 渐开线及渐开线齿廓 授课方式 （请打√） 理论课√ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 本章 累计课时 20 课时 安排 2 教学大纲要求：齿轮传动的特点、应用和分类。 齿廓啮合的基本定律。渐开线的形成及渐开线性质。 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握齿轮传动的特点、应用和分类。齿廓啮合的基本定律。熟悉渐开线的形成、特性，渐开线齿廓啮合特性。 教学重点：齿轮传动的特点、应用和分类；渐开线齿廓啮合特性。 难点：齿廓啮合的基本定律 作业、讨论题、思考题： 三、1，11． 课后总结分析：齿轮传动的分类； 齿廓啮合的基本定律的结论； 渐开线的特性渐开线齿廓啮合特性。 教 学内 容 备注 第九章 齿轮传动 第一节 概 述 一、 齿轮传动的特点 齿轮传动主要依靠主动齿轮与从动齿轮的啮合传递运动和动力。具有以下优点： （1）适用的圆周速度和传动功率范围广； （2）能保证恒定的传动比，能传递成任意夹角两轴间的运动； （3）寿命长，工作平稳，可靠性高； （4）传递动力大、效率高。 与其它传动相比，齿轮传动有下列缺点： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不适用于距离较远的传动。 二、齿轮传动的类型 按照一对齿轮两轴线的相对位置，齿轮传动分为两轴平行的圆柱齿轮传动（称为平面齿轮传动）和两轴相交的圆锥齿轮传动、两轴交错的齿轮传动（称为空间齿轮传动）。 平面齿轮传动 平面齿轮传动是两齿轮轴线相互平行的传动。常见的类型有： ⑴直齿圆柱齿轮传动（简称直齿轮传动） 直齿轮传动按其相对运动情况又可分为外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动、齿轮齿条传动。 ⑵斜齿圆柱齿轮传动（简称斜齿轮传动） 这种齿轮的齿线相对于轴线倾斜了一个螺旋角。斜齿轮传动按其两轮相对运动情况也可分为外啮合、内啮合及齿轮齿条传动三种。 ⑶人字齿轮传动 这种齿轮的齿线呈人字形，可以看成是由两个螺旋角大小相等、旋向相反的斜齿轮合并而成。 空间齿轮传动 空间齿轮传动是两轴线不平行的传动，按两轴线的相对位置可分为： ⑴锥齿轮传动 这种齿轮传动的两轮轴线相交，其轴间夹角为90°，锥齿轮又可分为直齿、斜齿和曲齿三种，直齿锥齿轮传动应用较普遍。 ⑵交错轴斜齿轮传动 这种齿轮传动的两齿轮轴线在空间交错。 ⑶蜗杆蜗轮传动这种传动的两轮轴线在空间成90°角。 按照齿轮的工作条件可分为： 闭式齿轮传动 在润滑条件良好、刚性足够的封闭箱体内工作的齿轮传动。 开式齿轮传动 无箱体封闭、外露的齿轮传动，轴承支座的刚性较差，这样的齿轮传动不能保证良好的润滑，它主要依靠定时、手工加油。 半开式齿轮传动：不能保证良好润滑，齿轮传动部分上装有防护罩。 重要的齿轮传动机构均采用闭式传动，如机床主轴箱、进给箱和溜板箱中的齿轮传动、齿轮减速器等。低速或不重要的齿轮传动机构可采用开式、半开式传动，如机床的挂轮传动、冲床和搅拌机的齿轮传动。 按照齿轮齿面硬度不同可分为： 软齿面齿轮传动 齿面硬度≤350HBS的齿轮传动。 硬齿面齿轮传动 齿面硬度＞350HBS的齿轮传动。 还有按照齿轮齿廓曲线的形状，齿轮传动可分为渐开线、摆线和圆弧齿轮三种，其中渐开线齿轮应用最广泛。 第二节、齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓 一、传动比 齿轮传动是依靠主动轮的齿廓推动从动轮的齿廓来实现的。齿轮传动的基本要求之一是瞬时角速度之比必须保持不变，否则，当主动轮等角速度回转时，从动轮的角速度为变速，从而产生惯性力。这种惯性力不仅影响齿轮的寿命，而且还引起机器的振动和噪声，影响其工作精度。设主动轮的角速度为，从动轮的角速度为，则两轮瞬时角速度之比称为瞬时传动比，简称传动比，并用表示，故 二、齿廓啮合基本定律 为了阐明一对齿廓实现定角速度比的条件，有必要先探讨角速比与齿廓间的一般规 律如下图所示， 两相互啮合的齿廓和在点接触。过点作两齿廓的公法线n-n，它与连心线的交点称为节点。该点是齿轮1、2的相对速度瞬心，所以，，即,故该对齿轮的传动比为 上式表明，一对啮合齿轮在任一瞬时的传动比， 必等于该瞬时两齿廓接触点的公法线将两轮连心线 分成两段与的反比。这一规律称为 齿廓啮合基本定律。 可以推论，欲使两齿轮瞬时传动比恒定不变，必 须使点为连心线上的固定点。因此，对于定传动比 的齿轮传动，其齿廓必须满足的条件是：两轮的齿廓不 论在何处接触，其接触点的公法线必须与两轮连心线相 交于一定点。 过节点所作的两个相切的圆称为节圆，以、表示两个节圆的半径。两节圆的切点的速度，这说明定传动比的一对齿轮在啮合时，一对节圆作纯滚动。又由图可知，一对