齿轮传动原理ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物,第九章 齿轮传动,顶隙 一对相互啮合的齿轮中，一个齿轮的齿根圆与另一个齿轮的齿顶圆之间在连心线上度量的距离，用C 表示。,r,2,r,1,c,a,o,1,o,2,顶隙（也称径向间隙）,加工开始,加工中,加工结束,见教材P238图9-24各种齿根圆角半径的,Y,F,主动轮左、右手螺旋定则,主动轮为右旋时，右手按转动方向握轴，以四指弯曲方向表示主动轴的回转方向，伸直大拇指，其指向即为主动轮上轴向力的方向；主动轮为左旋时，则应以左手用同样的方法来判断。,主动轮上轴向力的方向确定后，从动轮上的轴向力则与主动轮上的轴向力大小相等、方向相反。,两轴交角 由传动要求确定，可为任意值，常用轴交角90,第九章,齿轮传动,1、了解齿轮传动的特点、类型、应用，齿轮的加工与根切，材料及精度；,2、熟悉齿廓啮合基本定律，渐开线齿轮的啮合特性，渐开线齿轮的基本参数和几何尺寸计算，齿轮正确齿合的条件；,3、掌握齿轮的失效形式及齿轮传动的设计准则，标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮的传动及其强度计算。,目的要求：,第九章,齿轮传动（一）,9-1,概述,9-2,齿廓啮合基本定律,9-3,渐开线齿轮的啮合特性,9-4,渐开线直齿圆柱齿轮机构的基本参数和尺寸计算,9-5,渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动,9-6,渐开线齿轮的加工与根切,9-7,齿轮传动的精度,9-8,齿轮的失效形式及齿轮传动的设计准则,9-9,齿轮常用材料和热处理,9-10,标准直齿圆柱齿轮的强度计算,9-11,斜齿圆柱齿轮传动,9-12,直齿圆锥齿轮传动,9-13,齿轮的结构设计,9-14,齿轮传动的润滑和效率,一、齿轮传动的特点,1）制造、安装精度要求较高,2）不适于中心距a 较大两轴间传动,3）精度低时、噪音、振动较大,91 概述,优点：,1）传动效率高,2）适用的速度和功率范围广,3）传动比精确,)工作可靠、寿命长,缺点：,齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力,三种常见机械传动,交错轴齿轮传动,1、按传动轴相对位置,二、齿轮传动的分类,平行轴齿轮传动,相交轴齿轮传动,平行轴齿轮传动又称为,平面齿轮传动机构,相交轴齿轮传动机构和交错轴齿轮传动机构统称为,空间齿轮传动机构,O,3、按齿形,(齿廓曲线),圆弧承载能力较强,闭式,润滑、密封良好，汽车、机床及航空,发动机等的齿轮传动中,2、按工作条件,开式适于低速及不重要的场合,半开式,农业机械、建筑机械及简单机械设备,（只有简单防护罩）,渐开线,常用,摆线,计时仪器,外啮合直齿圆柱齿轮,内啮合直齿圆柱齿轮,两轴线平行的圆柱齿轮传动,三,、齿轮传动的主要类型,什么是,重合度?,斜齿圆柱齿轮,人字齿圆柱齿轮,齿轮齿条传动,直齿圆锥齿轮传动,相交轴齿轮传动,曲线锥齿轮传动,两轴相交错的齿轮机构,交错轴斜齿轮传动,蜗轮蜗杆传动,弧面蜗杆传动,锥蜗杆传动,8avi,多路齿轮机构传动,92 齿廓啮合基本定律,一、齿轮传动应满足的基本要求,两个最基本要求：,1、传动准确平稳,要求其,瞬时传动比i,恒定不变，以避免冲击、振动,和噪声,传动比：,i,12,为一常数 C,2、承载能力高,要求齿轮传动尺寸小，重量轻，传递较大的动力，,且使用寿命长,o,1,o,2,2,1,n,n,c,一对齿轮传动的基本要求是保证,瞬时传动比：,i,12,=,1,/,2,=,C,两齿廓在任一瞬时（即任意点k接,触时）的传动比：,i,12,=,1,/,2,=？!,3,P,13,P,23,点C是两齿轮廓在点K接触时的,相,对速度瞬心，,故有,Vc,=,1,o,1,c=,2,o,2,c,2,由此可见，两轮的瞬时传动比与瞬时接触点的公法线把连心线分成的两段线段成反比,。,k,(P,12,),1,k,1,二、齿,廓啮合基本定律,3,Vc,1、齿廓,啮合基本定律,要使两齿轮的瞬时传动比为一常数，则不论两齿廓在任何位置接触，过接触点所作的两齿廓公法线都必须与连心线交于,一定点,C,由此可见,要,使两齿轮的瞬时传动比为一常数，,齿轮的齿廓曲线必须满足齿廓啮合的基本定律.,o,1,o,2,2,1,n,n,c,2,中心距,k,1,k,1,节点,节圆,节圆,定点C称为,节点，,以O,1,、O,2,为圆心，过节点C所作的两个相切的圆称为,节圆,：,设节圆半径,齿廓啮合,通常采用,渐开线,、,摆线,、,圆弧线,2、共轭齿廓，共轭曲线,凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称,共轭齿,廓，共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线。,理论上有无穷多,对共轭齿廓，其中以渐开线齿廓应用最广。,3、齿廓曲线的选择,（1）满足定传动比的要求；,（2）考虑设计、制造等方面。,变态摆线,一、渐开线的形成,当一直线,BK,沿一个圆的圆周作纯滚动时，直线上任一点K的轨迹,AK 渐开线,BK,发生线,r,b,基圆,K,渐开线AK段的展角,93 渐开线齿廓的啮合特性,K,92,当直线沿一圆周作相切纯滚动时，直线上任一点在与该圆固联的平面上的轨迹k,0,k，称为该圆的渐开线。,K,0,K,渐开线,N,发生线,渐开线,k,0,k,的,展角,O,基圆,r,b,渐开线的形成,N,发生线,渐开线k,0,k,的展角,K,0,K,O,基圆,渐开线,(2),渐开线上任意一点的法线必,切于基圆,，切于基圆的直线,必为渐开线上某点的法线。,与基圆的切点为渐开线在,点的曲率中心，而线段NK,是渐开线在点处的曲率半径,P,k,V,k,(1),NK,=N K,0,）,r,b,渐开线上点的压力角,在不考虑摩擦力、重力和惯性,力的条件下，一对齿廓相互啮合时，,齿轮上接触点所受到的正压力方,向与受力点速度方向之间所夹的锐,角，称为齿轮齿廓在该点的压力角。,NOK,=,(),渐开线齿廓各点具有不同的,压力角，点离基圆中心,愈远，压力角愈大。,r,k,二、渐开线的性质,(4),渐开线的形状取决于基圆的大小,，基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为斜直线。,K,O1,1,r,b2,o,2,2,1,r,b1,o,1,(5),基圆内无渐开线。,3,K,N,1,N,2,K,O2,2,以O为中心，以OK,0,为极轴,的渐开线K点的极坐标方程：,渐开线的方程式,inv,k,渐开线函数,(,N,发生线,渐开线,k,0,k,的,展角,K,0,K,O,基圆,渐开线,P,k,V,k,r,b,r,k,渐开线齿廓啮合的啮合线是直线,N,1,N,2,啮合点的轨迹，啮合线、公法线、两基圆的内公切线三线重合,即：渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律,常数,三、渐开线齿廓啮合的特点,1、能实现定比传动,（93）,94,：,N,1,N,2,与节圆公切线之间的夹角,=渐开线在节点处啮合的压力角,2、中心距的可变性,由（93）可知：传动比取决于,两轮的基圆半径。,因此：渐开线齿轮的中心距变化,而传动比不变。,3、传力方向不变,如图：,N,1,N,2,为啮合点的轨迹，啮合线、公法线、齿廓间作用力方向线，故其传力方向始终不变。,4、渐开线齿廓啮合的啮合角不变,94,齿数Z，齿槽,1、齿顶圆,r,a,2、齿根圆,r,f,3、在任意圆上,r,k,(1)齿槽宽,e,k,(2)齿厚,S,K,(3)齿距,P,K,=,e,K,+,S,K,定义,：,模数,(无理数),一、齿轮各部分名称及代号,94,渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸,4、分度圆：,r，d，s，e，p,5、齿顶高,h,a,：,d,与,d,a,之间,6、法向齿距：,d=mz m,为标准值,对标准齿轮，,s,=,e,=,P/2的圆,齿全高,h,：,h=h,a,+h,f,齿根高,h,f,：,d,与,d,f,之间,基圆上的周节（齿距）,P,b,由渐开线性质可知,：,P,b,P,n,7、基节：,相邻两齿同侧齿廓之间在法线方向上的距离,P,n,定义模数：,或：,则：,d=mz,单位,：,mm ；,1、模数m,二、标准齿轮的基本参数,任一直径为,d,K,的圆周上：,人为的将齿轮上某一特定圆上,的,p/,定为标准值（有理数）,m标准化（P217表92）,决定齿轮尺寸和齿形的基本参数有5个：齿轮的模数,m,、压力角a、齿数,z,、齿顶高系数,h,a,*,及顶隙系数,c,*,。以上5个参数，除齿数,z,外均已标准,分度圆上的周节,p,对,p,的比值称为模数,2、压力角,（是决定渐开线齿廓形状的一个基本参数）,GB1356-88规定标准压力角：,=20,某些场合：=14.5、15、22.5、25。,分度圆和节圆区别与联系,渐开线各处的压力角不相等，分度圆上的压力角简,称为压力角,分度圆就是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。,以后凡是不加指明，压力角都是指分度圆上的标准压力角a。,3、齿数z,表明：齿轮的大小和渐开线齿轮形状都与齿数有关,4、齿顶高系数 和顶隙系数,标准值：,=1，=0.25,非标准短齿：,=0.8，=0.3,顶隙,标准齿轮：,标准齿轮是指,m,、h,a,*,、c,*,均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮。,一个齿轮：,d=mz,d,a,=d+2h,a,=(,z,+2 h,a,*,),m,d,f,=d-2h,f,=,(,z-2,h,a,*,-2 c,*,),m,d,b,=,d,cos,h,a,=h,a,*,m,h,f,=(h,a,*,+c,*,),m,h,=,h,a,+h,f,=(2 h,a,*,+c,*,),m,p,=,m,一对标准齿轮：,m,、,z,决定了分度圆的大小，而齿轮的大小主要取决于分度圆，,因此,m,、,z,是决定齿轮大小的主要参数,轮齿的尺寸与m，h,a,*,，c,*,有关与,z,无关,至于齿形，与,m,，,z,，有关,三、标准直齿轮的几何尺寸,四、标准齿条,Z,2、齿廓在不同高度上的齿距均相等，但齿厚和槽宽各不相同,p,=,m，,分度线（齿条中线）：s=e,3、尺寸计算：同标准齿轮一样,1、齿廓不同高度上的压力角均相 等，且等于齿廓的倾斜角，此 角称为齿形角，标准值为20 =齿形角（20）,一、啮合过程,起始啮合点A：,从动轮的齿顶点与主动轮的齿根处某点接触，在啮合线上为从动轮的齿顶圆与啮合线,N,1,N,2,的交点,A,终止啮合点E：,主动轮的齿顶点与从动轮的齿根处某点接触，在啮合线,N,1,N,2,上为主动轮的齿顶圆与啮合线,N,1,N,2,的交点E。,实际啮合线,理论啮合线,齿廓工作段，齿廓非工作段,95,渐开线直齿圆柱齿轮的传动,两齿轮的相邻两对轮齿分别在,K,和K同时接触，才能使两个渐开线齿轮搭配起来并正确的传动,k,N,2,N,1,k,2,o,1,o,2,(b),k,1,k,N,2,N,1,k,o,1,o,2,(a),欲使两齿轮正确啮合，,两轮,的法节(法向齿距)必须相等。,二、正确啮合条件,即必须满足下列条件：,即,一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：,两轮的模数相等，两轮的压力角相等。,返回,（1）一对渐开线轮齿的啮合过程,三、渐开线齿轮连续传动的条件,一对轮齿在啮合线上啮合的起始点,从动轮2的齿顶圆与啮合线N,1,N,2,的交点B,2,一对轮齿在啮合线上啮合的终止点,主动轮的齿顶圆与啮合线N,1,N,2,的交点B,1,。,实际啮合线,线段B,1,B,2,理论啮合线,线段N,1,N,2,o,2,o,1,1,2,N,1,B,2,B,1,N,2,r,a2,r,b2,r,b1,r,a1,(2）重合度及连续传动条件,N,2,N,1,B,1,B,2,(a),1,B,1,B,2,P,n,N,2,B,1,B,2,(c),N,1,1,B,1,B,2,P,n,即,1,重合度,齿轮传动的连续性条件,一对齿轮啮合传动时，前一对轮齿即将分离以前，后一对轮齿必须进入啮合,重合度的物理意义,(,),1.3P,n,B,1,B,2,P,n,K,