電工技術(shù)-齒輪傳動

1、機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林-,第 7 章齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,2,章 節(jié) 目 錄,7.1 齒輪傳動的特點及類型7.2 齒廓嚙合基本定律7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性7.4 標準直齒圓柱齒輪基本參數(shù)及幾何尺寸7.5 漸開線齒輪正確嚙合及連續(xù)傳動的條件7.6 漸開線齒輪的切齒原理,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,3,章 節(jié) 目 錄,7.7 輪齒失效和齒輪材料7.8 直齒圓柱齒輪強度計算7.9

2、 斜齒圓柱齒輪傳動7.10 直齒圓錐齒輪傳動7.11 蝸桿傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,4,章節(jié)學(xué)習(xí)要求,1 齒廓嚙合基本定律和漸開線特性；2 漸開線齒輪嚙合的嚙合線、重合度及中心距 可分性；3 各類齒輪傳動（包括蝸桿傳動）的正確嚙合條 件及不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)；4 漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算；,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,5,章節(jié)學(xué)習(xí)要求,5 斜齒圓柱齒輪、直齒圓錐齒輪及蝸桿傳動

3、的特 點和主要參數(shù)；6 變位齒輪概念；7 各類齒輪傳動（包括蝸桿傳動）受力分析及 計算；8 齒輪傳動的失效形式；,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,6,章節(jié)學(xué)習(xí)要求,9 齒輪強度計算設(shè)計準則確定各種強度計算公式的應(yīng)用強度計算中各類參數(shù)的含義及選取方法,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,7,7.1 齒輪傳動的特點及類型,齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,8,7.1 齒輪傳動的特點及類型,1 特點傳動比準

4、確，可保證恒定不變的傳動比，傳動平穩(wěn)，工作可靠；可傳遞空間任意兩軸（平行軸、相交軸和交錯軸，等等）之間的運動和動力；傳遞功率范圍大，幾瓦 ~ 10萬千瓦；圓周速度范圍很大，可高達300 m/s；,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,9,7.1 齒輪傳動的特點及類型,傳動效率高 (0.95 ~ 0.99) ；使用壽命較長；結(jié)構(gòu)緊湊；需專門設(shè)備制造，安裝精度要求較高，加工成本高；制造精度不高時，會產(chǎn)生較大的振動和噪音；兩軸間的距離

5、不能過大，不適宜遠距離傳動。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,10,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2 分類 2.1 按齒輪傳動的工作條件分類 閉式齒輪傳動 開式齒輪傳動 半開式齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,11,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.1.1 閉式齒輪傳動 特點齒輪裝在密閉箱殼內(nèi)；潤滑條件好；裝配精度較高，可以保證齒輪良好工作。 應(yīng)用 多用于重要傳動，應(yīng)用較

6、廣泛。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,12,7.1 齒輪傳動的特點及類型,減 速 器,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,13,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.1.2 開式齒輪傳動 特點齒輪外露，易落入灰沙；不能保證良好的潤滑；齒輪易磨損。 應(yīng)用 多用于低速傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,14,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.1.3 半開式齒輪傳動 特點齒輪浸在油池內(nèi)，裝

7、有防護罩，但不封閉；潤滑條件比開式傳動好。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,15,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.2 按齒輪軸線的相對位置分類 平行軸齒輪傳動 相交軸齒輪傳動 交錯軸齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,16,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.2.1 平行軸齒輪傳動 直齒圓柱齒輪 齒線與齒輪軸線平行 斜齒圓柱齒輪 人字圓柱齒輪,,齒線與齒輪軸線不平行,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,17,7.1

8、齒輪傳動的特點及類型,2.2.1.1 直齒圓柱齒輪傳動類型 外嚙合齒輪 兩輪轉(zhuǎn)向相反,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,18,7.1 齒輪傳動的特點及類型,織機中的卷取和送經(jīng)機構(gòu),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,19,7.1 齒輪傳動的特點及類型,電子雙軸送經(jīng)機構(gòu),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,20,7.1 齒輪傳動的特點及類型,織機中的齒輪傳動機構(gòu),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,21,7.1 齒輪傳動的特點及

9、類型,內(nèi)嚙合齒輪 兩輪轉(zhuǎn)向相同,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,22,7.1 齒輪傳動的特點及類型,齒條齒輪嚙合,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,23,7.1 齒輪傳動的特點及類型,齒扇齒條嚙合,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,24,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.2.1.2 斜齒圓柱齒輪傳動類型 外嚙合齒輪 兩輪轉(zhuǎn)向相反,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,25,7.1 齒輪傳動的特點及類型,和面機,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東

10、華大學(xué) 唐林,26,§7-1 齒輪傳動的特點和分類,外嚙合斜齒圓弧齒輪傳動 兩輪轉(zhuǎn)向相反,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,27,7.1 齒輪傳動的特點及類型,內(nèi)嚙合齒輪 兩輪轉(zhuǎn)向相同,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,28,7.1 齒輪傳動的特點及類型,齒條齒輪嚙合,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,29,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.2.1.3 曲齒圓柱齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,30,7.1 齒輪傳動的特

11、點及類型,2.2.1.4 人字圓柱齒輪傳動軸承處軸向力小受力狀況較斜齒輪好加工復(fù)雜,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,31,7.1 齒輪傳動的特點及類型,人字圓柱齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,32,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.2.1.5 非圓齒輪傳動,橢圓齒輪傳動,傳動比為周期性變量 適用場合自動化儀表 解算裝置 印刷機械 紡織機械 特定運動要求,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,33,7.1 齒輪傳動

12、的特點及類型,橢圓齒輪傳動應(yīng)用 臥式壓力機的主機構(gòu) 橢圓齒輪機構(gòu)作用：使機構(gòu)急回特性顯著節(jié)省空回行程時間工作行程速度比較均勻改善機構(gòu)受力狀況,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,34,7.1 齒輪傳動的特點及類型,非圓齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,35,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.2.2 相交軸齒輪傳動(圓錐齒輪傳動) 2.2.2.1 直齒圓錐齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,36,7.1 齒

13、輪傳動的特點及類型,直齒圓錐齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,37,7.1 齒輪傳動的特點及類型,直齒圓錐齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,38,7.1 齒輪傳動的特點及類型,滾子輸送機,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,39,7.1 齒輪傳動的特點及類型,直齒圓錐齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,40,7.1 齒輪傳動的特點及類型,育秧缽制造機,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,41,7.1 齒輪傳動的特點及類型,炕餅機,機

14、械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,42,7.1 齒輪傳動的特點及類型,電阻引線打彎機,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,43,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.2.2.2 斜齒圓錐齒輪傳動 動力性能好，但是制造困難，應(yīng)用較少。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,44,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.2.2.3 曲線齒圓錐齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,45,7.1 齒輪傳動的特點及類型,曲齒圓錐齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東

15、華大學(xué) 唐林,46,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.2.3 交錯軸齒輪傳動 2.2.3.1 螺旋齒輪傳動 兩個斜齒輪齒輪嚙合時，軸線即不相交也不平行，而是交錯。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,47,7.1 齒輪傳動的特點及類型,螺旋齒輪傳動,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,48,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.2.3.2 準雙曲面齒輪傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,49,7.1 齒輪傳動的

16、特點及類型,2.2.3.3 蝸桿傳動 兩軸的交錯角一般為90°,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,50,7.1 齒輪傳動的特點及類型,蝸桿傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,51,7.1 齒輪傳動的特點及類型,曲齒圓錐齒輪和蝸桿傳動應(yīng)用于紡織機械,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,52,7.1 齒輪傳動的特點及類型,環(huán)面蝸桿傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,53,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.3 小結(jié),機械設(shè)計基礎(chǔ)

17、東華大學(xué) 唐林,54,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.4 球齒輪傳動 2.4.1 球齒輪形成,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,55,7.1 齒輪傳動的特點及類型,2.4.2 球齒輪機構(gòu),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,56,7.1 齒輪傳動的特點及類型,球齒輪機構(gòu),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,57,7.1 齒輪傳動的特點及類型,球齒輪機構(gòu),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,58,7.1 齒輪傳動的特點及類型,球齒輪齒盤機構(gòu),機械

18、設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,59,7.1 齒輪傳動的特點及類型,拋物天線控制機構(gòu),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,60,7.1 齒輪傳動的特點及類型,柔性手腕機構(gòu),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,61,7.1 齒輪傳動的特點及類型,全方位武器平臺,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,62,7.1 齒輪傳動的特點及類型,柔性機械手,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,63,7.1 齒輪傳動的特點及類型,齒輪傳動的類型,平面齒輪傳動 （軸線平行）,外嚙合

19、內(nèi)嚙合齒輪齒條嚙合,直齒斜齒人字齒,圓柱齒輪非圓柱齒輪,空間齒輪傳動（軸線不平行）,按軸線位置,按齒廓曲線,直齒斜齒曲線齒,圓錐齒輪球齒輪,兩軸相交兩軸交錯,蝸輪蝸桿交錯軸斜齒輪準雙曲面齒輪,漸開線齒輪(1765年)擺線齒輪 (1650年)圓弧齒輪 (1950年)拋物線齒輪(近年),按速度高低 高速、中速、低速齒輪傳動 按傳動比 定傳動比、變傳動比齒輪傳動按工作條件

20、開式、閉式、半開式齒輪傳動,,,,,,,,,,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,64,7.1 齒輪傳動的特點及類型,3 基本要求 傳動平穩(wěn) 保持恒定的角速比，減少沖擊、振動和噪音； 有足夠強度和承載能力 在預(yù)定使用期內(nèi)，不發(fā)生下述失效形式 輪齒折斷； 齒面點蝕、膠合； 齒面磨損。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,65,7.2 齒廓嚙合基本定律,1 齒廓嚙合基本定律研究的內(nèi)容,齒廓 E1上 K 點速度,

21、齒廓 E2上 K 點速度,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,66,,7.2 齒廓嚙合基本定律,vK1、vK2 在公法線 nn上的分量：,結(jié)論 只能,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,67,7.2 齒廓嚙合基本定律,得,,由,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,68,7.2 齒廓嚙合基本定律,結(jié)論 欲使齒輪保持恒定的傳動比，齒廓接觸點公法線與兩輪連心線的交點 C 固定不變。,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,69,7

22、.2 齒廓嚙合基本定律,2 齒廓嚙合基本定律 欲使兩齒輪傳動保持恒定的傳動比，兩輪齒廓曲線必須符合條件： 無論兩輪齒廓在什么位置接觸，過接觸點的公法線必須與兩輪連心線交于一個定點。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,70,7.2 齒廓嚙合基本定律,3 共軛齒廓,擺線圓弧曲線拋物線漸開線,,滿足齒廓嚙合定律的一對相互嚙合的齒廓。 機械中常用的齒廓曲線,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,71,7.3

23、 漸開線齒廓及其嚙合特性,1 漸開線的形成和特性 1.1 圓的漸開線形成 一直線沿圓周作純滾動時，直線上任一點的軌跡,直線 漸開線的發(fā)生線 圓O 漸開線基圓,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,72,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,1.2 特性發(fā)生線沿基圓滾過的長度 BK 等于基圓上被滾過的弧長 ，即 ；,發(fā)生線是漸開線上 K 點的法線；,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大

24、學(xué) 唐林,73,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,漸開線上任一點的法線與基圓相切；,基圓內(nèi)沒有漸開線；,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,74,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,漸開線性質(zhì),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,75,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,漸開線形狀取決于基圓半徑 rb,rb 愈?。簼u開線愈彎曲rb 愈大：漸開線愈平直rb →∞：漸開線為直線,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,76,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,漸開線

25、上K點壓力角 ?K = ∠BOK 由△OBK 可得,漸開線上點的壓力角? 漸開線上任一點法向壓力方向線與該點速 度方向線所夾銳角。,,rk,rb,,,Fn,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,77,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,同一條漸開線 rk↓? ?k↓基圓上 ?b＝0º,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,78,,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,2 漸開線齒廓符合齒

26、廓嚙合基本定律 漸開線齒廓 齒輪的齒廓曲線為漸開線,N2,N1,E2,E1,K,,rb2,,rb1,,,,n,n,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,79,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,公法線nn 與兩個齒輪的連心線 O1O2 交于定點C。,漸開線齒廓傳動時接觸點的公法線nn 與兩基圓內(nèi)公切線重合，是一條定直線；,兩輪傳動比,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,80,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,節(jié)圓 以O(shè)1和O2為圓心

27、，O1C 和O2C 為半徑所作的圓。,3 節(jié)圓 節(jié)點 齒廓接觸點公法線 nn 與兩齒輪連心線 O1O2 的交點C,r’2 = O2C,,,,,r’2,r’1,節(jié)圓半徑 r’1 = O1C,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,81,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,,4 傳動比 i 與基圓、節(jié)圓半徑的關(guān)系 O1N1 = rb1 O2N2 = rb2,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林

28、,82,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,結(jié)論 齒輪傳動相當于一對節(jié)圓作純滾動。,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,83,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,5 嚙合線 嚙合角 5.1 嚙合線 齒輪傳動時，兩齒廓嚙合點的軌跡。,,兩基圓的內(nèi)公切線 N1 N2,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,84,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,5.2 嚙合角 嚙合線 N1 N2與兩節(jié)圓

29、公切線間的夾角,嚙合角 = ?’?’：齒廓在節(jié)圓上的壓力角,嚙合角 = 常數(shù),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,85,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,6 漸開線齒廓傳動的兩大優(yōu)點 6.1 兩齒廓間的壓力 Fn保持不變 Fn大小,Fn方向,,T,Fn,,不變,不變,Fnrb1= T,兩個漸開線齒廓嚙合時，齒廓間的壓力Fn恒定不變。,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,86,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,6.2 中心距可

30、分性 實際中心距與理論中心距產(chǎn)生誤差時，傳 動比 i 保持不變。,兩齒輪中心距 a 變化，不會對齒輪的傳動比 i 產(chǎn)生直接影響。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,87,7.3 漸開線齒廓及其嚙合特性,7 漸開線齒廓間的相對滑動 齒廓接觸點公切線 tt 上的速度分量,齒廓E2,,t,t,結(jié)論 齒廓間沿接觸點切線方向的相對滑動速度隨接觸點位置的變化而變化。,齒廓E1,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué)

31、 唐林,88,,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,1 齒輪各部分名稱及代號 基圓( 半徑 rb 直徑 db ),齒數(shù)z齒槽 齒槽寬e,齒厚s,齒距p p = s + e,,rk,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,89,,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,齒頂圓(半徑ra 直徑 da),齒根圓(半徑rf 直徑 df),分度圓(半

32、徑r 直徑 d),標準齒輪分度圓上,?d = pz,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,90,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,齒頂高ha,全齒高h,齒根高hf,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,91,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,法向齒距pn,齒寬b,,,pb,,= pb,pn,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,92,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基

33、本參數(shù)及幾何尺寸,2 直齒圓柱齒輪基本參數(shù) 2.1 模數(shù)m 分度圓上齒距 p 與 ? 的比值,,模數(shù)標準系列分度圓直徑,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,93,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,模數(shù)標準系列m（國標GB1357-87）,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,94,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,,m=4 z =16,,m=2 z =

34、16,,m=1 z =16,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,95,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,2.2 標準壓力角? 齒輪分度圓上的壓力角 我國規(guī)定：? = 20°,N,,,?,? = arc cos(rb/r) rb=r cos?或 db = d cos? =mz cos?,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,96,7.4 標準直齒圓

35、柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,2.3 齒頂高系數(shù)ha*、頂隙系數(shù)c* 規(guī)定 齒頂高 ha = ha* m 齒根高 hf = (ha* + c*) m = ha + c* m,,頂 隙 c = c* m,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,97,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,圓柱齒輪齒頂高系數(shù) ha*和頂隙系數(shù) c*標準值,

36、,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,98,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,頂 隙,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,99,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,2.4 小結(jié) 漸開線齒輪五個基本參數(shù) 齒數(shù) z 模數(shù) m 壓力角? 齒頂高系數(shù) ha* 頂隙系數(shù) c*,,標準化,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,100,7.4 標準直齒圓柱齒輪

37、 基本參數(shù)及幾何尺寸,3 漸開線齒輪各部分幾何尺寸 3.1 外圓柱齒輪 分度圓直徑 d = mz 齒頂圓直徑 da = d +2 ha = (z + 2ha*) m 齒根圓直徑 df = d –2 hf = (z –2ha*– 2c* ) m,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,101,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,基圓直徑 db= d

38、 cos? = mz cos? 法向（基圓）齒距 pn= pb =πdb / z =πm cos? = p cos?,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,102,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,4 標準齒輪 分度圓上齒厚 s = 齒槽寬 e 壓力角 ? = 20&#

39、176; 模數(shù) m 齒頂高系數(shù) ha* 頂隙系數(shù) c*,標準值,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,103,7.4 標準直齒圓柱齒輪 基本參數(shù)及幾何尺寸,5 標準中心距 一對標準齒輪分度圓相切 (分度圓與節(jié)圓 重合) 時的中心距。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,104,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條

40、件,1 正確嚙合條件 一對漸開線齒廓正確嚙合應(yīng)具備條件：嚙合點應(yīng)在嚙合線上；前一對輪齒即將退出嚙合時，后一對輪齒應(yīng)能在嚙合線上進入嚙合。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,105,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,兩輪的法向齒距 pn1< pn2 不能正確嚙合,pn2,pn1,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,106,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的

41、條件,兩輪的法向齒距 pn1 > pn2,pn2,pn1,不能正確嚙合,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,107,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,兩輪的法向齒距 pn1 = pn2,pn2,pn1,正確嚙合,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,108,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,一對漸開線齒廓正確嚙合的條件 兩齒廓的法線齒距應(yīng)相等： pn1= pn2,兩齒廓在基圓上齒

42、距相等：pb1= pb2,,,,,pn,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,109,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,設(shè)兩齒輪嚙合時 m1，m2 齒輪1、齒輪2 的模數(shù) ?1， ?2 齒輪1、齒輪2 的壓力角 pb1，pb2 齒輪1、齒輪2 的基圓齒距 pn1，pn2 齒輪1、齒輪2 的法向齒距,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,110,7.5 漸開線齒

43、輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,pn1= pb1=πm1 cos?1pn2= pb2=πm2 cos?2 漸開線齒輪正確嚙合的條件 pn1= pn2 πm1cos?1=πm2cos?2,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,111,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,一對齒輪傳動的傳動比可表示為,,,d = mz,,,,,標準齒輪,d’ = d,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,112

44、,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,2 連續(xù)傳動的條件 2.1 輪齒嚙合過程 齒廓嚙合的起始點B2,(從動輪齒頂圓與嚙合線交點) 傳動過程中，齒廓接觸點 (沿嚙合線移動) 齒廓嚙合的終止點B1 (主動輪齒頂圓與嚙合線交點),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,113,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,理論嚙合線段N1N2 理論上可能的最大嚙合線段實際嚙合段

45、B1B2 一對齒廓嚙合過程中，嚙合點實際走過的軌跡。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,114,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,2.2 漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件,傳動不連續(xù)情形,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,115,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,傳動連續(xù)的臨界狀態(tài),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,116,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,傳動連續(xù)情形,機械設(shè)計基礎(chǔ)

46、 東華大學(xué) 唐林,117,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,B1B2 ≥法向齒距 pn∵法向齒距 pn= 基圓齒距 pb漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件 B1B2≥基圓齒距 pb,B1,B2,,pn,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,118,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,2.3 重合度 ? 實際嚙合線段B1B2與基圓齒距pb的比值。,一般機械中取 ? ≥1.1 ~ 1.

47、4? 的計算公式可查閱有關(guān)機械設(shè)計手冊,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,119,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,重合度? 意義 鑒別齒輪是否能夠連續(xù)傳動 衡量齒輪傳動性能的重要指標,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,120,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,重合度? = 1時齒輪輪齒嚙合情況,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,121,7.5 漸開線齒輪正確嚙合 及連續(xù)傳動的條件,重合度?

48、=1.61(? >1)時齒輪輪齒嚙合情況,,單齒嚙合區(qū),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,122,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1 漸開線輪齒加工方法 鑄造法 熱軋法 切制法 沖壓法 模鍛法 粉末冶金法 電加工法,,,仿形法范成法,銑削拉削,,插齒滾齒,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,123,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.1 仿形法 采用漸開線齒形的成形銑刀，在銑床上直接切出齒輪齒形。,機械設(shè)計基

49、礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,124,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.1.1 銑削 1.1.1.1 常用成形銑刀,指狀銑刀,端面盤形銑刀,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,125,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.1.1.2 加工原理 銑刀運動 繞自身軸線轉(zhuǎn)動 沿被加工輪坯的軸線移動被加工工件 一個齒槽加工完畢后，轉(zhuǎn)動 弧度,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,126,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,盤形銑

50、刀加工齒輪,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,127,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,盤形銑刀銑齒,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,128,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,指狀銑刀加工,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,129,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.1.1.3 銑削加工特點和應(yīng)用場合 加工方法簡單，不需專用機床； 切削不連續(xù)，生產(chǎn)率很低； 加工精度低。適用范圍 適用于修配或小批量生產(chǎn)。,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,1

51、30,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,切制齒輪的銑刀號,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,131,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.1.2 拉削 利用齒輪拉刀加工齒輪,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,132,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.2 范成法 利用齒輪嚙合原理切削齒輪的輪齒 1.2.1 基本原理 共軛齒廓互為包絡(luò)線,,,,,,,,,,,,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,

52、133,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.2.2 齒輪插齒 1.2.2.1 齒輪插刀,漸開線齒形模數(shù)和壓力角與被加工 齒輪相同刀具頂部比正常齒高 c*m (切出輪齒的頂隙),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,134,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.2.2.2 齒輪插齒原理,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,135,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,齒輪插齒,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,136,7.6 漸開線齒輪的切齒

53、原理,插削內(nèi)齒輪,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,137,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.2.2.3 齒輪插齒特點不僅可加工外齒輪，還可以插削出內(nèi)齒輪；切削不連續(xù)，生產(chǎn)效率低。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,138,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,直線齒形模數(shù)和壓力角與被加工齒輪相同刀具頂部比正常齒高 c*m （切出輪齒的頂隙）,1.2.3 齒條插齒 1.2.3.1 齒條插刀,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,139,7

54、.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.2.3.2 齒條插齒原理,v =ωr =ωmz / 2,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,140,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,齒條插刀加工齒輪,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,141,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.2.3.3 齒條插齒特點刀具制造精度較高；不能加工內(nèi)齒輪；切削不連續(xù)，生產(chǎn)效率低。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,142,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.2.4 滾齒 1.2.4

55、.1 齒輪滾刀 形似沿軸線方向開了槽的螺旋，其軸向剖面的齒形與齒條插刀相同。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,143,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.2.4.2 滾齒原理,,v＝ωr＝ωmz/2,被加工齒輪,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,144,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,滾刀傾斜角度,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,145,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,齒輪滾刀加工齒輪,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,146,7.6

56、漸開線齒輪的切齒原理,1.2.4.3 滾刀加工特點加工精度高；可實現(xiàn)連續(xù)切削，生產(chǎn)率高；不能加工內(nèi)齒輪。應(yīng)用廣泛,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,147,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,1.2.5 范成法加工齒輪的特點 一把刀具，可以加工出模數(shù) m 相同、壓力角? 相同，而齒數(shù)不同的齒輪。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,148,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,2 漸開線齒廓的根切 2.1 根切現(xiàn)象,分度圓,基圓,

57、機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,149,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,2.2 根切造成的后果 輪齒根部消弱，抗彎強度降低； 重合度減小，影響傳動平穩(wěn)性。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,150,,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,2.3 產(chǎn)生根切的原因,,,?,,齒條形刀具的齒頂線與嚙合線的交點B2位于點N1下方時 CB2< CN1 無根切現(xiàn)象產(chǎn)生,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,151,7.6 漸開線齒輪的

58、切齒原理,齒條形刀具的齒頂線與嚙合線的交點B2與點N1重合時,,,,?,,CB2= CN1無根切現(xiàn)象產(chǎn)生（根切臨界狀態(tài)）,B1,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,152,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,齒條形刀具的齒頂線與嚙合線的交點B2在點N1上方時,CB2 > CN1產(chǎn)生根切,,,,,,根切,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,153,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,結(jié)論 CB2 > CN1時 產(chǎn)生根切,機械設(shè)

59、計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,154,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,2.4 避免根切方法 CN1< CB2 產(chǎn)生根切,產(chǎn)生根切,無根切,CN1≥CB2 避免根切,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,155,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,齒數(shù)z ? ? 產(chǎn)生根切,2.4.1 限制最少齒數(shù) 齒數(shù)z ? ? 避免根切,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,156,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,不產(chǎn)生根切的最

60、少齒數(shù)zmin 正常齒漸開線標準齒輪（? = 20°，ha* =1）,z≥2ha*/ sin2? ? z≥ 17不根切的最小齒數(shù) zmin= 17,CN1= r sin? CB2= ha*m /sin? CN1≥ CB2 不產(chǎn)生根切的條件r = mz / 2,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,157,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,2.4.2 采用變位修整法 將刀具自輪坯中

61、心下移 xm，使刀具的齒頂線與嚙合線的極限點N1平齊，或位于N1下方。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,158,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,2.5 說明,不會產(chǎn)生根切,不產(chǎn)生根切的臨界狀態(tài),會產(chǎn)生根切,ha*m,采用齒條型刀具不產(chǎn)生根切現(xiàn)象，則采用齒輪刀具一定不會發(fā)生根切。,B2,B2,B2,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,159,7.6 漸開線齒輪的切齒原理,3 變位齒輪 采用變位修正法加工的齒輪,（非標準齒輪）,B2

62、,xm 變位量 m 模數(shù) x 變位系數(shù),機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,160,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1 輪齒失效 1.1 輪齒折斷,輪齒折斷的兩種形式 疲勞折斷 過載折斷,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,161,7.7 輪齒失效和齒輪材料,輪齒折斷,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,162,7.7 輪齒失效和齒輪材料,輪齒折斷過程,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,163,7.7 輪齒失效和齒

63、輪材料,1.2 齒面點蝕 1.2.1 產(chǎn)生過程,?Hmax,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,164,7.7 輪齒失效和齒輪材料,齒面點蝕,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,165,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1.2.2 產(chǎn)生的原因 兩齒面相對滑動速度較低時，齒面間的油膜不易形成。1.2.3 出現(xiàn)位置及場合齒面節(jié)線附近，靠近齒根的齒面上 ；,齒面硬度 HB≤350的閉式傳動中。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,1

64、66,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1.2.4 抗點蝕措施 提高齒面硬度 降低齒面粗糙度 ?潤滑油粘度,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,167,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1.3 齒面膠合 1.3.1 產(chǎn)生過程 齒面間壓力大,,齒面膠合損壞,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,168,7.7 輪齒失效和齒輪材料,齒面膠合,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,169,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1.3.2 出現(xiàn)場

65、合 高速、重載； 低速、重載；1.3.3 防止膠合的措施 提高齒面硬度，降低齒面粗糙度； 高速傳動時，采用含有抗膠合劑的潤滑油； 低速傳動時，采用粘度大的潤滑油。,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,170,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1.4 齒面磨損 1.4.1 產(chǎn)生原因 齒面間有相對滑動 (跑合磨損) 磨粒磨損,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,171,7.7 輪齒失效和齒輪材料,齒面磨損,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué)

66、唐林,172,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1.4.2 出現(xiàn)場合 潤滑條件較差 開式傳動,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,173,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1.4.3 抗磨損措施 閉式傳動,開式傳動,?齒面硬度?粗糙度保持良好潤滑,注意環(huán)境衛(wèi)生減少磨粒侵入,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,174,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1.5 齒面塑性變形 1.5.1 產(chǎn)生原因 齒面材料較軟 重載作用,機

67、械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,175,7.7 輪齒失效和齒輪材料,塑性變形,主動齒輪,從動齒輪,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,176,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1.5.2 出現(xiàn)場合 低速 重載 振動頻繁,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,177,7.7 輪齒失效和齒輪材料,1.6 輪齒失效小結(jié) 點蝕 磨損 膠合 塑性變形,,輪齒失去正確齒形,,傳

68、動失去平穩(wěn)性,運動中產(chǎn)生振動和噪音,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,178,7.7 輪齒失效和齒輪材料,開式傳動 磨粒磨損閉式傳動 一般,高速低速,硬齒面(HB>350)：彎曲折斷、點蝕軟齒面(HB≤350)：點蝕、彎曲折斷,,+ 重載：齒面膠合,,低速 重載振動頻繁,,塑性變形,機械設(shè)計基礎(chǔ) 東華大學(xué) 唐林,179,7.7 輪齒失效和齒輪材料,2 齒輪材料 2.1 齒輪材料