机械设计基础-第5章齿轮机构2013yu讲义.ppt

第 5 章 齿轮机构 桑塔纳轿车的主传动系统 3 一、 齿轮机构的特点 优点：1、适用的圆周速度和功率范围广； 300m/s 100 000r/m 100 000kw 2、效率较高； 3、传动比稳定； 4、寿命较长； 5、工作可靠性较高； 6、空间任意轴间传递运动和动力 缺点： 1、要求较高的制造和安装精度，成本较高； 2、不适用于远距离两轴之间的传动。 § 5-1 概述 - - 齿轮机构的特点和类型 二 齿轮机构的分类 动画 （1）平行轴间的传动 （2）相交轴间的传动 （3）交错轴间的传动 5 二、齿轮机构的分 类 6 直齿圆柱齿轮 内啮合 齿条 外啮合 （1）平行轴间的传动 动画 动画 动画 8 人字齿圆柱齿轮 8 斜齿圆柱齿轮 （1）平行轴间的传动 动画 动画 直齿 斜齿：加工困难 曲齿：高速重载 圆 锥 齿 轮 （2）相交轴间的传动 动画 动画 10 点接触 滑动速度大 传递运动，轻载 蜗轮蜗杆 交错轴斜齿轮 （3）交错轴间的传动 动画 动画 11 §5-2 齿廓啮合基本定律 一对传动齿轮的瞬时传动比与 其连心线被齿廓接触点公法线 所分割的两线段长度成反比 一、齿廓啮合的基本定律 节点 节圆 节点 节圆 12 变传动比 非圆齿轮机构 定传动比 圆形齿轮机构 13 满足齿廓啮合基本定律的齿廓 常用齿廓： 渐开线齿廓 involute profile 摆线齿廓 圆弧齿廓 考虑强度、制造、安装、运动、寿命等要求，渐开线齿廓应用最广 二、共轭齿廓 一、渐开线的形成和性质 1、渐开线形成 动画 发生线 基圆 向径 展角 压力角 基圆半径 rb rK 渐开线 ： 直线在圆周上纯滚动， 直线上任意一点的轨迹。 § 5-3 渐开线的形成和性质 15 ⑴、发生线沿基圆滚过长度 等于 基圆上被滚过的弧长。 ⑵、渐开线上任意一点的法线必与基圆相切； 基圆的切线必为渐开线上某一点的法线。 ⑶、渐开线上各点的曲率半径不同。 离基圆愈远，曲率半径愈大，渐开线愈平直。基圆上曲率半径为 0。 2、渐 开 线 的 性 质 16 ⑷、基圆的大小 决定 渐开线的形状。 基圆半径越大，渐开线越平直。 渐开线齿条齿廓：直线 2、渐 开 线 的 性 质 17 ⑸、基圆以内无渐开线。 2、渐 开 线 的 性 质 18 G1、G3 为同一基圆上生成的两条同向渐开线 同一基圆上生成的两条同向渐开线为法向等距曲线。 K1K3 = K1’K3’ 20 压力角：渐开线齿廓上一点所受到的力的方向与该点的 绝对速度之间所夹的锐角。 渐开线齿廓 各点 压力角不等。 越靠近基圆，压力角越小，基圆上压力角为0。 二、 渐开线方程 渐 开 线 方 程 1. 2. qK = ∠NOA - aK = tg aK - aK 令： inv aK = tg aK - aK . . inv aK 称渐开线函数. 渐开线方程:{ qK = inv aK = tg aK - aK . N A 22 三、渐开线齿廓的啮合特性 – 重点 公法线 内公切线 思路： 定传动比 满足齿廓啮合基本定律 节点为定点 定直线 传动比 1、满足 定传动比 要求 O1 O2 O1 O2 2. 可 分 性 i12 = i12 若中心距略有误差 传动比不变 实际意义： 由于制造、安装误差或轴承磨损，常常导致中心距的微小变化，但由于渐开线齿轮传动具有可分性，故仍能保持良好的传动性能。 24 啮合线 ： 两齿廓接触点的轨迹 理论啮合线： 直线 N1N2 啮合角： 啮合线 与 节点速度 方向所夹锐角 α′ 3、渐开线齿廓之间的正压力方向不变 － 传力平稳 四线合一 一．齿轮各部分的名称和符号 齿顶圆 ra，da 齿根圆 rf，df 齿 厚 任意圆齿厚 si 分度圆齿厚 s 齿槽宽 任意圆齿槽宽ei 分度圆齿槽宽 e 齿 距 任意圆齿距 pi= si+ ei 分度圆齿距 p = s +e e 分度圆 r，d 齿顶， 齿顶高 ha 齿根， 齿根高 hf 齿全高 h = ha +hf 基圆 rb， db 标准直齿圆柱外齿轮 基圆齿距 Pb 两条反向渐开线组成轮齿 仅研究一个平面 § 5-4 渐开线圆柱齿轮各部分名称 及标准齿轮的尺寸计算 齿宽 pn 基圆齿距 Pb = 法向齿距 Pn 27 二、基本参数 １、齿数 ２、分度圆模数 module 制造、设计、检测不方便 模数 m，单位