大工11秋《机械原理》辅导资料六.docVIP

机械原理辅导资料六 主 题：第五章 齿轮机构及其设计 学习时间：2011年11月7日－11月13日 内 容： 我们这周主要学习本课程课件的第五章的前一部分。主要内容如下： 一、学习要求 1、了解齿轮机构的类型、特点及应用。 2、理解齿廓啮合基本定律。 3、了解渐开线的形成过程，掌握渐开线的性质、渐开线方程。 4、掌握渐开线齿廓的啮合特性。 5、渐开线的形成过程，掌握渐开线的性质、渐开线方程。 6、理解并熟练掌握渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动、齿轮与齿条啮合传动的相关特性。 7、了解仿形法、范成法加工渐开线齿轮的基本原理。掌握根切现象产生的原因，理解并掌握不发生根切的条件。 8、了解渐开线变位齿轮啮合传动及渐开线变位齿轮啮合传动设计。 9、了解并掌握平行轴和交错轴斜齿圆柱齿轮机构的特点。 10、了解蜗轮蜗杆机构传动的特点。 11、了解直齿圆锥齿轮机构的传动特点。 二、主要内容 一、齿轮机构概述 （一）齿轮机构的特点 齿轮机构用于传递两轴之间的运动和动力，应用广泛。传动比稳定、工作可靠、效率高、寿命较长，适用的直径、圆周速度和功率范围广。 （二）齿轮机构的应用 图1 轧钢机轧锟驱动装置 （三）典型机构评价 表1 典型机构评价 性能指标 具体项目 评价 连杆机构 凸轮机构 齿轮机构 A 运动性能 1. 运动规律、运动轨迹 2. 运转速度、传动精度 任意性较差，只能达到有限个精确位置 较低 基本能任意 较高 一般作定比传动或移动 高 B 工作性能 效率高低 使用范围 一般 较大 一般 较小 高 较小 C 动力性能 承载能力 传力特性 振动、噪声 较大 一般 较大 较小 一般 较小 较大 较好 较小 D 经济性 加工难易 维护方便性 能耗大小 易 较方便 一般 难 较麻烦 一般 一般 方便 一般 E 结构紧凑 尺寸 重量 结构复杂性 较大 较轻 复杂 较小 较重 一般 较小 较重 简单 （四）齿轮机构的分类 1. 平面齿轮机构（平行轴传动） 直齿圆柱齿轮 斜齿圆柱齿轮 人字齿圆柱齿轮 2. 空间齿轮机构（相交轴、交错轴传动） 具体分类如下图所示。 图2 齿轮机构按不同方式的分类 二、齿轮啮合基本定律 （一）基本概念及定律 1. 齿轮啮合基本定律内容：齿轮啮合时，它们的传动比等于连心线被节点所分成的两段线段的反比，即。满足此定律的一对齿廓称为共轭齿。 图3 齿轮啮合基本定律 2. 推论：齿轮作定传动比传动，则其齿廓线必须满足以下条件：无论两齿廓在任何位置接触，过接触点的齿廓公法线均应与连心线交于一个定点。 3. 点在二齿轮上的轨迹为圆，称为节圆。 （二）齿廓曲线的选择 1. 渐开线（1765年） 300多年，便于制造、安装、测量、互换。 2. 摆线（1650年） 钟表、仪表中应用；啮合齿面一凹一凸，接触应力小，重合度较大；无根切现象；机构紧凑；安装精度要求高；精度要求较高，但制造却不易精确。 3. 圆弧 （1950年） 强度较渐开线齿廓高1.5-2倍；安装精度要求高，无可分性；轴向尺寸大。 4. 抛物线 良好的抗磨损性能；根切的最少齿数可为3；强度高；加工复杂；安装精度要求高。 三、渐开线特性及方程 （一）渐开线的形成 图4 渐开线的形成 （二）渐开线的特性 1. 发生线沿基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的长度。 2. 渐开线上任意点的法线必切于基圆。 3. 渐开线上各点的曲率半径不同，离基圆越远，其曲率半径越大，渐开线越平直。 4. 渐开线齿廓上某点的法线与该点速度方向之间的锐角，称为压力角。 5. 渐开线的形状取决于基圆半径。 6. 基圆以内无渐开线。 （三）渐开线方程 图5 渐开线方程示意图 1. 为渐开线在K点的压力角。 2. 渐开线函数 四、渐开线齿廓的啮合特性 （一）渐开线齿廓能满足齿轮定传动比要求 （二）渐开线齿廓保证齿轮传动平稳 （三）可分性——中心距变化不影响传动比 （四）关于渐开线齿廓啮合的几个基本概念 1. 节圆 2. 啮合线 3. 啮合角 4. 中心距与啮合角余弦的乘积恒等于两基圆半径之和 五、渐开线标准直齿轮圆柱齿轮 （一）齿轮各部分名称 图6齿轮各部分名称 1. 齿顶圆 2. 齿根圆 3. 基圆 4. 分度圆 5. 齿顶高 6. 齿根高 7. 全齿高 8. 齿厚， 9. 齿槽宽， 10. 齿距 11. 法向齿距（法节） （二）齿轮的基本参数及几何尺寸计算 1. 齿数 2. 模数 标准值 表2 模数值 3. 压力角 4. 齿顶高系数 5. 顶隙系数 三、重要考点 多选题 1．齿轮机构是由下列的（ ）组成。 A．主动齿轮 B．从动齿轮 C．机架 D．以上选项均不正确 2. 平面齿轮机构中包含下列的（ ）。 A．直齿齿轮机构 B．