齿轮机构设计选编.ppt

第六章 齿 轮 机 构 设 计;1.教学目标 1.了解齿轮机构的类型和应用；平面齿轮机构的齿廓啮合基本定理； 2.深入了解渐开线齿轮的啮合特性及正确啮合的条件、连续传动条件等；熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及几何尺寸计算；了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象、最少齿数；; 3. 掌握齿轮传动的失效形式和设计准则，常用的材料及热处理方法。圆柱齿轮传动的设计和强度校核方法。 4.了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，并能计算其几何尺寸；对斜齿圆柱齿轮传动的设计方法有所了解和掌握。 5.了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸计算。掌握圆锥齿轮传动设计的特点。;2．教学重点和难点 重点：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。齿轮传动的失效形式和设计准则。圆柱齿轮传动的设计和强度校核方法。 难点：啮合过程；根切；锥齿轮的当量齿轮和当量齿数等。;§6.1 概述（齿轮机构的应用和分类）; 齿轮机构是历史上应用最早的传动机构之一，渐开线齿廓的研究和应用已有近300年的历史，被广泛地应用于传递空间任意两轴间的运动和动力。它与其它机械传动相比，具有传递功率大、效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠等特点。但是要求有较高的制造和安装精度，成本较高；不宜在两轴中心距很大的场合使用。 在众多的齿轮机构中，直齿圆柱齿轮机构是最基本、最常用的一种，所以本章中我们也就以直齿圆柱齿轮作为研究的重点。 ;齿轮传动类型很多，有不同的分类方法。 1、按照齿轮副中两轴的相对位置、齿轮传动可以分为平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动三类。（按照传递运动和力的方向可以分为平面齿轮机构和空间齿轮机构，也就是按照主、从动轮轴线是否平行的划分方法）。;2、按传动比（ ）是否恒定分为定传动比 和变传动比 传动齿轮机构。 在定传动比传动的齿轮机构中，齿轮都是圆柱形或圆锥形的，所以我们把这类齿轮机构又称为圆形齿轮机构，如图6-1所示。 ;在定传动比齿轮机构中，根据啮合方式的不同有多种类型的齿轮机构，如外啮合直齿、斜齿，内啮合直齿、斜齿，曲齿啮合，齿条等等,如图。; 在定传动比齿轮机构中，根据啮合方式的不同有多种类型的齿轮机构，如外啮合直齿、斜齿，内啮合直齿、斜齿，曲齿啮合，齿条等等,如图。; 在定传动比齿轮机构中，根据啮合方式的不同有多种类型的齿轮机构，如外啮合直齿、斜齿，内啮合直齿、斜齿，曲齿啮合，齿条等等,如图。; 而在变传动比的传动机构中，齿轮一般是非圆形的，例如椭圆齿轮机构传动，如图6－2所示。所以该类机构又称为非圆齿轮机构。;3、按使用要求分类：;齿轮传动的主要类型、特点和应用如下： 1、平行轴齿轮传动 1）直齿圆柱齿轮传动 a)外啮合直齿圆柱齿轮传动 ;b)内啮合圆柱齿轮传动 ; c)齿轮齿条传动 ;2）平行轴斜齿轮传动 a)外啮合斜齿圆柱齿轮传动 两齿轮转向相反，轮齿于轴线成一夹角，工作时存在轴向力，所需的支撑较复; b)外啮合人字齿轮传动 ;2、相交轴齿轮传动 a)直齿锥齿轮传动 ; b)曲齿锥齿轮传动 两轴线相交；重合度较大、工作平稳、承载能力高，轴向力较大且与齿轮转向有关；用于速度较高及载荷较大的传动。 3、交错轴齿轮传动 a)交错轴斜齿轮传动 ;b)蜗杆传动 ; 齿轮传动是靠主、从动轮的轮齿依次啮合来传递连续回转运动和动力的。因此，为了使传递的回转运动每一瞬时都保持稳定不变的速比，避免产生振动和冲击；并能够传递一定的动力（功率），使轮齿承受一定大小的力，特对齿轮传动提出了以下的要求： ; 1、传动平稳、可靠，能保证实现瞬时角速比（传动比）恒定。即对不同用途的齿轮，要求不同程度的工作平稳性指标，使齿轮传动中产生的振动、噪声在允许的范围内，保证机器的正常工作。 2、有足够的承载能力。即要求齿轮尺寸小、重量轻，能传递较大的力，有较长的使用寿命。也就是在工作过程中不折齿、齿面不点蚀，不产生严重磨损而失效。;§6.2 齿廓啮合基本定理; 如图6-3所示为一对互相啮合的齿轮，主动轮1以角速度 转动并推动从动轮2以角速度 反向回转，O1、O2分别为两轮的回转中心。两轮轮齿的齿廓C1、C2在任意一点K接触，在K点处，两轮的线速度