09章 齿轮机构(机械原理课程).pdfVIP

第九章 齿轮机构 教学内容： 1.渐开线及其特性 2.齿轮的基本参数 3.齿廓啮合基本定律 4.渐开线齿廓传动的特性 5.渐开线齿轮的啮合传动 6.齿轮加工 7.根切现象及避免根切的条件 8.无侧隙啮合方程 9.齿轮传动的几何尺寸计算 10.齿轮传动设计 教学重点与难点： 1.渐开线的特性及渐开线方程； 2.齿轮传动性能（齿廓啮合基本定律、齿轮传动的可分性、重合度、根切、 最少齿数、最小变位系数等重要概念）。 3.齿轮的传动类型设计。 教学方法： 课堂教学为主，习题课为辅，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念。 教学要求： 1.深刻掌握渐开线的特性及渐开线方程； 2.明了分度圆、节圆、压力角、啮合角等相关概念; 3.能熟练运用齿轮几何尺寸的计算公式。 4.深刻理解齿廓啮合基本定律、齿轮传动的可分性、重合度、根切、最少齿数、最小变位系 数等重要概念。 5.掌握齿轮和齿轮传动的类型及特点。 6.能根据给出的公式计算齿轮的几何尺寸，进行齿轮传动设计。 主要内容与基本要求 一、本章主要内容 1.渐开线的性质及方程 （1）由渐开线的形成过程，可得出渐开线的性质（见教材）。 （2 ）渐开线的极坐标方程（见教材）。 2.齿廓啮合基本定律及共轭齿廓的基本知识 （1）齿廓啮合基本定律 无论两齿廓在何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线都与两齿轮的连心线交于一固定 点 P ，这时两齿轮作定传动比传动。当传动比按给定规律变化时，P 点的位置也按相应的规 律在连心线上移动，它在两轮运动平面上的轨迹不是圆，这种齿轮称为非圆齿轮。 （2 ）共轭齿廓的基本知识 凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称为共轭齿廓。理论上可以作为共轭齿廓 的曲线是很多的，因为当给定一个齿轮的齿廓曲线时，总可以根据给定的传动比用一定的方 法求与之共辄的另一齿轮的齿廓曲线。但齿廓曲线的选择除了要满足传动比的要求外，还必 须从设计、制造、测量、安装及使用等方面综合考虑。目前，绝大部分的圆柱齿轮都是采用 渐开线作齿廓，称为渐开线齿轮。本章只讨论渐开线齿轮。 3.齿轮的基本参数和几何尺寸计算 ①基本参数 * * * z 、m 、α、h 、c ，其中m 按标准模数系列取值，我国标准为 a=20 °, h =1 ，c=0.25 。 a a ②几何尺寸计算(见教材) 4.渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动(见教材) 5.渐开线齿廓的加工原理和根切现象，变位齿轮及其传动 （1）渐开线齿廓的加工原理 齿轮齿廓的加工最常用的方法是切削法，就其原理可分为仿形法和范成法。仿形法用盘 形铣刀或指状铣刀在普通铣床上加工齿轮，其刀具的轴向剖面形状和齿轮齿槽的形状完全相 同，因此按被加工齿轮的 m 、a、z 来选择刀号。范成法用齿条插刀、齿轮插刀和滚刀在插 齿机床和滚齿机床上加工齿轮，按被加工齿轮的 m 、α来选择刀具。 （2 ）根切现象和标准齿轮不发生根切的最少齿数z min 用范成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线或齿顶圆与啮合线的交点超过被加工齿轮的啮合 极限点，则刀具的齿顶会将被加工齿轮之齿根的渐开线齿廓切去一部分,这种现象称为根切 现象。 用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，刀具的中线与被加工齿轮的分度圆相切于节点 P ， 若刀具的齿顶线与啮合线的交点和被加工齿轮的啮合极限点重合，刚好不发生根切现象，则 * 2 * z h a 2 sin h 不根切的最少齿数 ，当 α=20 °及 =1 时，z =17 。 min a a min （3 ）变位齿轮及其传动(见教材) 二、本章基本要求 （1）了解齿轮机构的类型和应用，齿廓啮合基本定律及共轭齿廓的基本知识。