第13章齿轮传动.docVIP

第四篇 常用机械传动 在工业生产中，机械传动是一种最基本的传动方式，几乎各种机器都要利用齿轮传动、带传动、链传动等来传递运动和动力。本篇介绍渐开线直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮传动的设计计算，将着重讨论直齿圆柱齿轮的设计计算方法；普通圆柱蜗杆传动的主要参数、几何尺寸计算和强度计算以及热平衡计算；定轴齿轮系和行星齿轮系传动比的计算方法；带传动的工作情况分析，带传动的设计准则和计算方法；滚子链传动的设计方法及使用与维护等。 第13章 齿轮传动 本章要点 ( 理解齿轮传动特点、类型及齿廓啮合基本定律 ( 掌握渐开线及渐开线齿廓 ( 掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和几何尺寸计算 ( 掌握渐开线直齿圆柱齿轮传动分析 ( 了解渐开线直齿圆柱齿轮的加工 掌握直齿圆柱齿轮强度设计 掌握斜齿圆柱齿轮传动 了解圆锥齿轮传动 掌握齿轮的结构及齿轮传动的润滑 齿轮是机械产品的重要基础零件．齿轮传动是传递机器动力和运动的一种主要形式。它与皮带、摩擦机械传动相比，具有功率范围大、传动效率高传动比准确、使用寿命长、安全可靠等特点，因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件。齿轮的设计与制造水平将直接影响到机械产品的性能和质量。由于它在工业发展中有突出地位，致使齿轮被公认为工业化的一种象征。m/s；③结构紧凑；④效率高，一般效率η＝0.94～0.99；⑤工作可靠且寿命长。其主要缺点是：①对制造及安装精度要求较高；②当两轴间距离较远时,采用齿轮传动较笨重。 齿轮的分类方法很多，按照两轴线的相对位置，可分为两类：平面齿轮传动和空间齿轮传动。 1.平面齿轮传动 该传动的两轮轴线相互平行，常见的有直齿圆柱齿轮传动（图13-1a）,d）e）a、d）,b）c） a) b) c) d) e) 图13-1 平面齿轮传动 2.空间齿轮传动 两轴线不平行的齿轮传动称为空间齿轮传动，如直齿圆锥齿轮传动（图13-2a）b）(图13-2c)。 另外，齿轮传动按照齿轮的圆周速度可分为：①低速传动 v 3m/s；②中速传动 v=3～15m/s，(3)高速传动v15m/s。按齿轮的工作情况可以分为：①开式齿轮传动；②闭式齿轮传动。 a) b) c) 图13-2 空间齿轮传动 13.1.2齿廓啮合基本规律 齿轮传动最基本的要求是其瞬时传动比必须恒定不变。否则当主动轮以等速度回转时，从动轮的角速度为变数，因而产生惯性力，影响齿轮的寿命，同时也引起振动，影响其工作精度。 要满足这一基本要求，则齿轮的齿廓曲线必须符合一定的条件。 图13-3所示为两啮合齿轮的齿廓C1和C2在K点接触的情况，设两轮的角速度分别为ω1和ω2，则齿廓C1上K点的速度；齿廓C2上K点的速度。 过K点作两齿廓的公法线NN与两轮中心连线交于C点，为保证两轮连续和平稳的运动，vk1与vk2在公法线上得分速度应相等，否则两齿廓将互相嵌入或分离，即 过作平行于NN，与的延长线交于Z点，因∽，于是有 经整理有 又因为NN∥O2Z ，故△O1O2Z∽△O1CK，得 故传动比可写为 （13-1） 上式表明：两轮的角速度与连心线被齿廓接触点的公法线分得的两线段成正比。 由此可见，要使两轮的角速度比恒定不变，则应使恒为常数。但因两轮的轴心为定点，即为定长，故欲使齿轮传动得到定传动比，必须使C点成为连心线上的一个固定点。此固定点称为节点。因此，齿廓的形状必须符合下述条件：不论轮齿齿廓在哪个位置接触，过接触点所作齿廓公法线均须通过节点C,这就是齿廓啮合的基本定律。 理论上，符合上述条件的齿廓曲线有很多，但齿廓曲线的选择应考虑制造、安装和强度等要求。目前，工程上通常用的曲线为渐开线、摆线和圆弧。由于渐开线齿廓易于制造，故大多数的齿轮都是用渐开线作为齿廓曲线。本章只讨论渐开线齿轮传动。 如图13-3所示分别以和为圆心，过节点C所作的圆称为齿轮的节圆，其半径和称为节圆半径，分别用和表示。由式（13-1）有 即通过节点的两节圆具有相同的圆周速度，它们之间作纯滚动。 13.2渐开线齿廓 13.2.1渐开线的形成和性质 当一条直线L沿一圆周作纯滚动时，此直线上任一点K的轨迹即称为该圆的渐开线,如图13-4所示。该圆称为渐开线的基圆，基圆半径以表示，该直线 L称为渐开线的发生线。 图13-4 渐开线的形成 图13-5 渐开线的性质 根据