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第9章 齿轮机构 9.1 齿轮传动的特点和基本类型 9.2 渐开线齿轮的齿廓及传动比 9.3 渐开线标准齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算 9.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 9.5 渐开线齿轮的加工方法 第9章 齿轮机构 9.6 变位齿轮传动 9.7 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 9.8 齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率 9.9 标准齿轮传动的设计计算 第9章 齿轮机构 9.10 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 9.11 直齿圆锥齿轮传动 9.12 齿轮常见的失效形式和设计准则 9.13 齿轮的常用材料和许用应力 9.1 齿轮传动的特点和基本类型 9. 1. 1齿轮传动的特点 齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105kW，齿轮直径可从不到1 mm至150m以上，是现代机械中应用最广泛的一种机械传动。 9.1 齿轮传动的特点和基本类型 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点: (1)传递动力大、效率高。 (2)寿命长，工作平稳，可靠性高。 (3)能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。 齿轮传动与带传动相比主要缺点有: (1)制造、安装精度要求较高，因而成本也较高。 (2)不宜做远距离传动。 9.1 齿轮传动的特点和基本类型 9.1.2齿轮传动的类型 齿轮传动的类型很多，如图9-1所示。最常见的是:两轴线相互平行的圆柱齿轮传动;两轴线相交的圆锥齿轮传动;两轴线交错在空间，既不平行也不相交的螺旋齿轮传动。 圆柱齿轮传动又可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和人字齿圆柱齿轮传动。按照轮齿排列在圆柱体的外表面、内表面或平面上，它又可分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动，如图9-2 (a) 、(b)、(c)所示。 9.1 齿轮传动的特点和基本类型 此外，按照齿轮传动的工作条件，又可分为开式传动和闭式传动。 按照齿轮齿廓曲线的不同，齿轮又可分为渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮等。 按照齿廓表面的硬度，可分为软齿面(硬度≤350HBS)齿轮传动和硬齿面(硬度≥350HBS)齿轮传动两种。 9.2 渐开线齿轮的齿廓及传动化 9. 2. 1渐开线的形成 当一根直线BK在一圆周上做纯滚动时(图9-3)，此直线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆，而直线BK称为发生线。 9.2 渐开线齿轮的齿廓及传动化 9. 2. 2渐开线的性质 (1)当发生线从位置Ⅰ滚到位置Ⅱ时，因为它与基圆之间为纯滚动没有相对滑动，所以 (2)渐开线形成时，K点附近很小一段曲线可以看成是以B点为中心，以BK为半径所画的一小段圆弧，所以BK就是渐开线上K点的曲率半径。当然BK也是渐开线在K点的法线。由此可见，渐开线上各点的曲率半径是变化的，K点离基圆越远，其曲率半径越大，即渐开线越平直。又因BK线切于基圆，所以渐开线上任意一点的法线必与基圆相切。 9.2 渐开线齿轮的齿廓及传动化 (3)渐开线上某点的法线(压力方向线)与该点速度方向所夹的锐角aK称为该点的压力角。今以rb表示基圆半径，由图可知: (9-1) 式(9-1)表示渐开线上各点压力角不等， rK越大(即K点离轮心越远)，其压力角越大。在渐开线的起始点(基圆上)压力角等于零。 9.2 渐开线齿轮的齿廓及传动化 (4)基圆半径相等，则渐开线形状相同;基圆半径不等，则渐开线形状不同。如图9-4所示，取大小不等的两个基圆，使其渐开线上压力角相等的点在K点相切，由图可见，基圆越大，它的渐开线在K点的曲率半径越大，即渐开线越趋平直。当基圆半径趋于无穷大时，其渐开线趋近于一条直线，它就是渐开线齿条的齿廓。 (5)基圆以内无渐开线。 9.2 渐开线齿轮的齿廓及传动化 9.2.3渐开线齿廓的啮合特性 一对齿轮传动是靠主动轮齿廓依次推动从动轮齿廓来实现的。两轮的瞬时角速度之比称为传动比。在工程中要求传动比是定值，即 (9-2) 通常主动轮用“1”表示，从动轮用“2”表示。ω1为主动轮的角速度。 ω2为从动轮的角速度。在一般情况下为降速的，故i＞1。上式中i12只表示其大小，而不考虑两轮的转动方向