機(jī)械原理總06--齒輪機(jī)構(gòu)工程課件

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1、1 齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類2 齒輪的齒廓曲線齒輪的齒廓曲線3 漸開線齒廓漸開線齒廓 4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的參數(shù)和幾何尺寸漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的參數(shù)和幾何尺寸5 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 6 漸開線齒輪的變位修正漸開線齒輪的變位修正7 斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動8 蝸桿傳動蝸桿傳動9 錐齒輪傳動錐齒輪傳動 在兩個定軸轉(zhuǎn)動的圓柱體或圓錐體上，均勻地布置在兩個定軸轉(zhuǎn)動的圓柱體或圓錐體上，均勻地布置著若干個齒，主動輪上的齒廓推動從動輪上的齒廓，著若干個齒，主動輪上的齒廓推動從動輪上的齒廓，從而在兩個軸之間實現(xiàn)傳動，傳遞運(yùn)動和動力，這就從而在兩個軸之間實現(xiàn)

2、傳動，傳遞運(yùn)動和動力，這就是是嚙合傳動嚙合傳動，它是一種，它是一種高副高副傳動。傳動。一、工作原理一、工作原理 二、二、齒輪機(jī)構(gòu)的分類齒輪機(jī)構(gòu)的分類 2.2.空間齒輪機(jī)構(gòu)空間齒輪機(jī)構(gòu)1）錐齒輪傳動錐齒輪傳動2）交錯軸斜齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動3）蝸桿傳動蝸桿傳動圓圓柱柱齒齒輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)1.1.平面齒輪機(jī)構(gòu)平面齒輪機(jī)構(gòu)1）直齒圓柱齒輪傳動）直齒圓柱齒輪傳動 外嚙合齒輪傳動外嚙合齒輪傳動 內(nèi)嚙合齒輪傳動內(nèi)嚙合齒輪傳動 齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動 2）斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動3）人字齒輪傳動人字齒輪傳動2.2.齒輪類型齒輪類型 三、齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)三、齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：傳動比穩(wěn)定，傳動平

3、穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊；傳動比穩(wěn)定，傳動平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊；功率范圍大，速比范圍大，效率高，精度高；功率范圍大，速比范圍大，效率高，精度高；可以實現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯可以實現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯 軸之間的傳動?？筛淖冞\(yùn)方向軸之間的傳動。可改變運(yùn)方向 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：要求較高的制造和安裝精度，成本較高；要求較高的制造和安裝精度，成本較高；不適于遠(yuǎn)距離兩軸間的傳動。不適于遠(yuǎn)距離兩軸間的傳動。10.2 10.2 齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律齒輪傳動基本要求齒輪傳動基本要求：傳動平穩(wěn)，即傳動比保持不變。傳動平穩(wěn)，即傳動比保持不變。傳動比傳動比：兩齒輪瞬時角速度之比，即：

4、兩齒輪瞬時角速度之比，即：齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律:就是研究當(dāng)齒廓形狀符合什么條件時，才能滿足傳動比恒定。三心定理：C為兩輪相對瞬心。相互嚙合傳動的一對齒輪，在任一位置時的傳動比，都與其連心線O1O2被其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)處的公法線所分線段長成反比齒輪嚙合基本定律齒輪嚙合基本定律。定傳動比，即C為定點(diǎn)為定點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)以O(shè)1、O2為圓心，過C點(diǎn)所作的兩個相切的圓節(jié)圓。節(jié)圓。節(jié)圓半徑節(jié)圓半徑 r1、r2因節(jié)點(diǎn)兩輪速度相等，所以兩齒輪在節(jié)圓上純滾動節(jié)圓上純滾動。變傳動比，C不為定點(diǎn)，不為定點(diǎn)，而是按相應(yīng)規(guī)律在連心線上移動此時C點(diǎn)在輪1、輪2上的運(yùn)動軌跡也不是圓，而是非圓曲線節(jié)線。節(jié)線。凡按預(yù)定傳

5、動比規(guī)律相互嚙合傳動的一對齒廓共軛齒廓，共軛齒廓，其齒廓曲線共軛曲線。共軛曲線。10.3 10.3 漸開線齒廓漸開線齒廓10.3.1 漸開線的形成漸開線的形成 10.3.2 漸開線的性質(zhì)漸開線的性質(zhì) 10.3.3 漸開線方程漸開線方程 1.1.漸開線的壓力角漸開線的壓力角 rk漸開線任意點(diǎn)K的向徑kK點(diǎn)壓力角：嚙合點(diǎn)正壓力方向與該點(diǎn)速度方向所夾銳角2.2.漸開線方程漸開線方程 三角形BOK中存在：漸開線函數(shù)用下式表示：漸開線方程：10.3.4 漸開線齒廓的形成及其嚙合特點(diǎn)漸開線齒廓的形成及其嚙合特點(diǎn) 1.1.漸開線直齒圓柱齒輪的形成漸開線直齒圓柱齒輪的形成 S S面面N2N12O2rb2O11

6、要使兩齒輪作定傳動比傳動，則兩輪的齒廓無論在任何位置接觸，過接觸點(diǎn)所作公法線必須與兩輪的連心線交于一個定點(diǎn)。兩兩齒齒廓廓在在任任意意點(diǎn)點(diǎn)K嚙嚙合合時時，過過K作作兩兩齒齒廓廓的的法法線線N1N2，根根據(jù)據(jù)漸漸開開線線的的性性質(zhì)質(zhì)知也是兩輪基圓的切線，知也是兩輪基圓的切線，為定直線。為定直線。i12=1 1/2 2=O=O2 2P/OP/O1 1P P工工程程意意義義：i12為為常常數(shù)數(shù)可可減減少少因因速速度度變變化化所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的附附加加動動載載荷荷、振振動動和和噪噪音音，延延長長齒齒輪的使用壽命，提高機(jī)器的工作精度。輪的使用壽命，提高機(jī)器的工作精度。兩兩輪輪中中心心連連線線也也為為定定直直

7、線線，故故交交點(diǎn)點(diǎn)P必為必為定點(diǎn)定點(diǎn)。在位置K時同樣有此結(jié)論。C1C2KPK特性特性1.1.漸開線齒廓滿足定傳動比要求漸開線齒廓滿足定傳動比要求2.2.漸開線齒輪的嚙合特點(diǎn)漸開線齒輪的嚙合特點(diǎn) N2N12O2rb2O11特性特性2.2.齒廓間正壓力方向不變齒廓間正壓力方向不變N1N2是嚙合點(diǎn)的軌跡，是嚙合點(diǎn)的軌跡，稱為稱為嚙合線嚙合線由由漸漸開開線線的的性性質(zhì)質(zhì)可可知知：嚙嚙合合線線又又是是接接觸觸點(diǎn)點(diǎn)的的法法線線，正正壓壓力力總總是是沿沿法法線線方方向向，故故正正壓壓力力方方向向不不變變。該該特特性性對對傳傳動動的的平穩(wěn)性有利。平穩(wěn)性有利。C1C2K嚙嚙合合線線與與節(jié)節(jié)圓圓公公切切線線之之間

8、間的的夾夾角角，稱稱為為嚙嚙合合角角實實際際上上 就就是是節(jié)節(jié)圓圓上上的的壓壓力力角角KP rb12O2rb2 O11N2N1PC1C2K特性特性3.3.運(yùn)動可分性運(yùn)動可分性 O1N1PO2N2P由于上述特性，工程上廣泛采用漸開線齒廓曲線。由于上述特性，工程上廣泛采用漸開線齒廓曲線。實實際際安安裝裝中中心心距距略略有有變變化化時時，不不影影響響i12，這這一一特特性性稱稱為為運(yùn)運(yùn)動動可可分分性性，對加工和裝配很有利。對加工和裝配很有利。故傳動比又可寫成：故傳動比又可寫成：i12=1 1/2 2=O=O2 2P/OP/O1 1P P=r rb2 b2/r/rb1b1基圓半徑之反比?；鶊A半徑之反比

9、?；鶊A半徑是定值rb2rb1一、齒輪各部分的名稱和符號一、齒輪各部分的名稱和符號1.齒數(shù)齒數(shù) z2.齒頂圓齒頂圓 da (ra)3.齒根圓齒根圓 df (rf)4.基圓基圓 db (rb)5.齒厚齒厚 si 6.齒槽寬齒槽寬 ei7.齒距齒距 pi=si+ei8.分度圓分度圓 d (r)度量基準(zhǔn)圓度量基準(zhǔn)圓 9.齒頂高齒頂高 ha10.齒齒根高根高 hf11.全齒高全齒高 h=ha+hfda=d+2hadf=d-2hf si ei（p=s+e;s=e）10.4 10.4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸 二、基本參數(shù)二、基本參數(shù)1.模數(shù)模數(shù) m 分度圓周長

10、d=zpd=mz 顯然：m 尺寸 強(qiáng)度 為無理數(shù) 模數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)化 P180 表 10-1 國標(biāo)規(guī)定 =20（也有用45、15）分度圓上 分度圓分度圓 具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓2.壓力角壓力角作者：潘存云教授m=4 z=16m=2 z=16m=1 z=16特別注意：特別注意：分度圓和壓力角是單個齒輪就有的；分度圓和壓力角是單個齒輪就有的；節(jié)圓和嚙合角是兩個齒輪嚙合后才出現(xiàn)的。節(jié)圓和嚙合角是兩個齒輪嚙合后才出現(xiàn)的。3.齒數(shù)齒數(shù) z d=m z db=d cos =mz cos m、一定，z rb 漸開線形狀，z 齒條 4.齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)hf=(ha*+c*)mh=(2h

11、a*+c*)mha*、c*標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化ha=ha*m二、基本參數(shù)二、基本參數(shù)正常齒制：正常齒制：短短 齒制：齒制：ha*=0.8、c*=0.3齒頂高：齒頂高：h ha a=h=ha a*m m齒根高：齒根高：h hf f=(h=(ha a*+c+c*)m)m全齒高：全齒高：h=ha+hf齒頂圓直徑：齒頂圓直徑：d da a=d+2h=d+2ha a齒齒根根圓直徑：圓直徑：d df f=d-2h=d-2hf f分度圓直徑：分度圓直徑：d=d=mzmz=(=(2ha*+c*)m=(z+2h=(z+2ha a*)m)m=(z-2h=(z-2ha a*-2c-2c*)m)mrrfrahahfh正常齒正

12、常齒：h ha a*1 1 c c*0.250.25短齒制：短齒制：h ha a*1 1 c c*0.30.3三、幾何尺寸三、幾何尺寸hahfhBprarfrpnpbrbO基圓直徑：基圓直徑：法向齒距：法向齒距：標(biāo)準(zhǔn)齒輪：標(biāo)準(zhǔn)齒輪：一個標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和參數(shù)的值確定之后，其主要尺寸和齒廓形狀就完全確定了。=mzcosmzcos=d=db b/z/z=mcosmcos=pcospcos統(tǒng)一用統(tǒng)一用p pb b表示表示m m、h ha a*、c c*取標(biāo)準(zhǔn)值，取標(biāo)準(zhǔn)值，且且e=se=s的齒輪。的齒輪。Nd db b=dcosdcosp pn n=p pb bseB特點(diǎn)：特點(diǎn)：齒廓是直線，各點(diǎn)法線

13、和速度方向線平行1)1)壓力角處處相等，且等于齒形角，壓力角處處相等，且等于齒形角，2)2)齒距處處相等齒距處處相等:p=mp=m其它參數(shù)的計算與外其它參數(shù)的計算與外齒輪相同齒輪相同,如：如：s=m/2 s=m/2 e=m/2 e=m/2 esppnhahfz z 的特例。齒廓曲線（漸開線）的特例。齒廓曲線（漸開線）直線直線h ha a=h=ha a*m m h hf f=(h=(ha a*+c+c*)m)mpn=pcos為常數(shù)。為常數(shù)。四、齒條的尺寸四、齒條的尺寸pnhNsehahfpBOrbr rf fr ra a1 1)輪輪齒齒與與齒齒槽槽正正好好與與外外 齒輪相反。齒輪相反。2 2)d

14、fdda，3 3)為保證齒廓全部為漸開線，為保證齒廓全部為漸開線，dad-2ha，dfd+2hf結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輪齒分布在空心圓柱體內(nèi)表面上。輪齒分布在空心圓柱體內(nèi)表面上。不同點(diǎn)不同點(diǎn)：要求要求dadb。r五、內(nèi)齒輪的尺寸五、內(nèi)齒輪的尺寸Example:1.1.已知一漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪已知一漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪z=20,z=20,m=8mm,m=8mm,=20=20度度,h,ha a*=1.*=1.試求其齒廓曲線在試求其齒廓曲線在分度圓及齒頂圓上的曲率半徑分度圓及齒頂圓上的曲率半徑及及a a.2.2.壓力角壓力角 ,齒頂系數(shù)齒頂系數(shù)h ha a*=1,*=1,頂隙系數(shù)頂隙系數(shù)c*=0

15、.25c*=0.25的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的根圓的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的根圓與基圓重合時與基圓重合時,該輪齒數(shù)為多少該輪齒數(shù)為多少?若齒數(shù)大若齒數(shù)大于或小于這個數(shù)值于或小于這個數(shù)值,基圓與根圓哪個大基圓與根圓哪個大?3.3.一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪（正常齒制）傳一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪（正常齒制）傳動，已知傳動比動，已知傳動比i12=3,小齒輪齒數(shù)小齒輪齒數(shù)z1=30,模數(shù)模數(shù)m=3mm,求兩齒輪的幾何尺寸及傳動中心距。求兩齒輪的幾何尺寸及傳動中心距。解解：1）求大齒輪齒數(shù)）求大齒輪齒數(shù)2）求兩齒輪幾何尺寸）求兩齒輪幾何尺寸由由得得 不不能能圓圓整整一般小數(shù)點(diǎn)后保留兩位一般小數(shù)點(diǎn)后保留

16、兩位解：解：2）兩齒輪幾何尺寸）兩齒輪幾何尺寸3）傳動中心距）傳動中心距3.3.一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪（正常齒制）傳一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪（正常齒制）傳動，已知傳動比動，已知傳動比i12=3,小齒輪齒數(shù)小齒輪齒數(shù)z1=30,模數(shù)模數(shù)m=3mm,求兩齒輪的幾何尺寸及傳動中心距。求兩齒輪的幾何尺寸及傳動中心距。4.現(xiàn)有一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知現(xiàn)有一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知m2mm，z42，求公法線長度求公法線長度W。2)求公法線長度求公法線長度W ，k5 mm解解 1)求跨齒數(shù)求跨齒數(shù)k 已知一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)正常齒制直齒圓柱傳動，已知一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)正常齒制直齒圓柱傳動，測得小齒

17、輪齒頂圓直徑測得小齒輪齒頂圓直徑da=80.95,小齒輪齒數(shù)小齒輪齒數(shù)z1=25，兩輪中心距兩輪中心距a=112.5mm,需配置一個大齒輪，求需配置一個大齒輪，求大齒輪的幾何尺寸。大齒輪的幾何尺寸。課堂練習(xí)rb2r2O22 2rb2r2O2 2 2rb2r2O22 2rb1r1O11 1rb1r1O11 1rb1r1O11 1pb2pb2pb2pb1pb1pb2pb1=pb2pb1pb1不能正確嚙合不能正確嚙合!不能正確嚙合不能正確嚙合!能正確嚙合能正確嚙合!一對齒輪傳動時，所有嚙合點(diǎn)都在一對齒輪傳動時，所有嚙合點(diǎn)都在嚙合線嚙合線N1N2上。上。漸開線齒廓能滿足齒廓嚙合基本定律，那么，是否任意

18、兩個漸開線齒輪都能組成一對齒輪傳動呢？m1 m2外觀齒1比齒2大PN1N2B2B1B1PN1N2B2PN1N2B1B210.510.5 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 rb2r2O2rb1r1O11 12 2PN1N2B2B1要要使使進(jìn)進(jìn)入入嚙嚙合合區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)的的各各對對齒齒輪輪都都能能正正確確地地進(jìn)進(jìn)入入嚙嚙合合，兩齒輪的相鄰兩齒同側(cè)齒廓間的法向距離應(yīng)相等：兩齒輪的相鄰兩齒同側(cè)齒廓間的法向距離應(yīng)相等：p pb1b1=p pb2b2將將p pb b=mcosmcos代入得：代入得：m m1 1coscos1 1=m=m2 2coscos2 2因因m和和都都取取標(biāo)

19、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值，使使上上式式成成立立的的條條件為：件為：m m1 1=m=m2 2 ，1 1=2 2結(jié)論：結(jié)論：一一對對漸漸開開線線齒齒輪輪的的正正確確嚙嚙合合條條件件是是它它們們模數(shù)模數(shù)和和壓力角壓力角應(yīng)分別相等。應(yīng)分別相等。pb2i12=-1 12 2傳動比傳動比=-d db2b2d db1b1=-dd2 2dd1 1=-d d2 2d d1 1=-Z Z2 2Z Z1 1pb1一、正確嚙合條件 P二、齒輪傳動的中心距及嚙合角1、標(biāo)準(zhǔn)安裝應(yīng)滿足的基本條件：、標(biāo)準(zhǔn)安裝應(yīng)滿足的基本條件：（2）保證標(biāo)準(zhǔn)頂隙）保證標(biāo)準(zhǔn)頂隙 c=c*m 貯油防止干涉等（1）齒廓側(cè)隙為零）齒廓側(cè)隙為零 正反轉(zhuǎn)不沖擊，便于

20、潤滑，防熱脹卡死等c2、嚙合角、嚙合角 嚙合線N1-N2與兩節(jié)圓公切線 t-t之間的夾角 節(jié)圓處的壓力角 t t中心距等于兩輪分度圓半徑之和中心距等于兩輪分度圓半徑之和 標(biāo)準(zhǔn)中心距。標(biāo)準(zhǔn)中心距。此時：此時：兩輪的節(jié)圓分別與其分度圓重合。兩輪的節(jié)圓分別與其分度圓重合。嚙嚙合角等于分度圓壓力角。合角等于分度圓壓力角。齒側(cè)間隙為零齒側(cè)間隙為零又因：又因：一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪，當(dāng)一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪，當(dāng)c=c*m 時，時，中心距中心距:二、齒輪傳動的中心距及嚙合角3、標(biāo)準(zhǔn)安裝、標(biāo)準(zhǔn)安裝Pc3、標(biāo)準(zhǔn)安裝、標(biāo)準(zhǔn)安裝標(biāo)準(zhǔn)齒輪兩分度圓相切時 滿足側(cè)隙為零側(cè)隙為零和標(biāo)準(zhǔn)頂隙標(biāo)準(zhǔn)頂隙條件分度圓與節(jié)圓重合t t標(biāo)準(zhǔn)中心距二、齒輪傳

21、動的中心距及嚙合角4、非標(biāo)準(zhǔn)安裝、非標(biāo)準(zhǔn)安裝頂隙頂隙 C c*m齒側(cè)出現(xiàn)齒側(cè)出現(xiàn)間隙間隙 r1 r1 ;r2 r2a =r1+r2 r1+r2嚙合角嚙合角 rb=r cos =r cos a cos =a cos (=rb1+rb2)二、齒輪傳動的中心距及嚙合角 當(dāng)安裝中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距（即非標(biāo)準(zhǔn)安裝）時，節(jié)圓半徑要發(fā)生變化，但分度圓半徑是不變的，這時分度圓與節(jié)圓分離。嚙合線位置發(fā)生變化，嚙合角也不再等于分度圓上的壓力角。重要結(jié)論！重要結(jié)論！節(jié)線與分度節(jié)線與分度線不重合線不重合 O11N1rf1ra11 1v22特別注意：特別注意：分度圓和壓力角是單個齒輪就有的；分度圓和壓力角是單個齒輪就

22、有的；節(jié)圓和嚙合角是兩個齒輪嚙合后才出現(xiàn)的。節(jié)圓和嚙合角是兩個齒輪嚙合后才出現(xiàn)的。標(biāo)準(zhǔn)安裝：標(biāo)準(zhǔn)安裝：N1N2 線線與與齒齒廓廓垂垂直直，且且與與基基圓圓相相切切，故節(jié)點(diǎn)位置不變，有：故節(jié)點(diǎn)位置不變，有：=N2=無窮遠(yuǎn)r1=r1 r1B1B2O11N1rf1ra11 1r1Pr1=r1，節(jié)線與分度線重合節(jié)線與分度線重合;非非標(biāo)準(zhǔn)安裝：標(biāo)準(zhǔn)安裝：N2v22B1B2P5、齒輪齒條傳動、齒輪齒條傳動齒輪分度圓與齒條分度線相切齒輪分度圓與齒條分度線相切 齒輪與齒條標(biāo)準(zhǔn)安裝齒輪與齒條標(biāo)準(zhǔn)安裝(2)非標(biāo)準(zhǔn)安裝時：非標(biāo)準(zhǔn)安裝時：1)齒輪的節(jié)圓與分度圓重合齒輪的節(jié)圓與分度圓重合;2)齒條的節(jié)線與分度線不重合齒

23、條的節(jié)線與分度線不重合;3)嚙合角等于分度圓壓力角等于齒形角嚙合角等于分度圓壓力角等于齒形角。(1)標(biāo)準(zhǔn)安裝時：標(biāo)準(zhǔn)安裝時：1)齒輪的節(jié)圓與分度圓重合齒輪的節(jié)圓與分度圓重合;2)齒條的節(jié)線與分度線重合齒條的節(jié)線與分度線重合;3)嚙合角等于分度圓壓力角等于齒形角。嚙合角等于分度圓壓力角等于齒形角。5、齒輪齒條傳動、齒輪齒條傳動三、連續(xù)傳動條件 1、一對輪齒嚙合過程起始嚙合點(diǎn)：從動輪的齒頂點(diǎn)與主動輪的齒根處某點(diǎn)接觸，在嚙合線上為從動輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B2。終止嚙合點(diǎn)：主動輪的齒頂點(diǎn)與從動輪的齒根處某點(diǎn)接觸，在嚙合線N1N2上為主動輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B1。實際嚙合線 理論

24、嚙合線 齒廓工作段，齒廓非工作段 繼續(xù)嚙合:嚙合點(diǎn)沿N1N2向N2方向移動,同時在主動輪齒廓上由齒根向齒頂移動,在從動輪齒廓上由齒頂 向齒根移動;2、連續(xù)傳動條件要求：前一對輪齒脫離嚙合時，后一對輪齒必須已經(jīng)進(jìn)入嚙合 或剛剛進(jìn)入嚙合（若否等待）或：齒輪傳動的連續(xù)性條件 重合度的定義（端面重合度）為保證可靠工作，工程上要求：為保證可靠工作，工程上要求：的推薦值：的推薦值：使用場合使用場合 一般機(jī)械制造業(yè)一般機(jī)械制造業(yè) 汽車拖拉機(jī)汽車拖拉機(jī) 金屬切削機(jī)金屬切削機(jī) 1.4 1.1 1.4 1.11.2 1.31.2 1.3 作者：潘存云教授N1N2O1rb1rb2O2Pa2=B1B2/pb(P(PB

25、1+P B2)=z z1 1(tan(tana1a1-tantan)+)+z z2 2(tan(tana2a2-tantan)/2/2其中：其中：P PB1B1 N1-P-PN1r rb1b1tantana1z z1mcos(tantana1-tantan)/2)/2P PB2B2 N2-P-PN2r rb2b2tantana2z z2mcos(tantana2-tantan)/2)/2外嚙合傳動外嚙合傳動-r rb1b1tantana1-r rb2b2tantan/mcos B2ra2ra1B1為嚙合角（即P點(diǎn)的圓周速度方向與嚙合線N1N2之間所夾的銳角），a為齒輪1，2的齒頂圓壓力角3 3

26、、重合度的計算、重合度的計算3 3、重合度的計算、重合度的計算 與模數(shù)無關(guān)；與模數(shù)無關(guān)；z；a =1 B1 B2=pn單齒嚙合單齒嚙合沖擊不允許 1 B1 B2 1 B1 B2 pn 單齒嚙合+雙齒嚙合 物理意義物理意義表示同時參與嚙合的輪齒對數(shù)的平均值。表示同時參與嚙合的輪齒對數(shù)的平均值。大大意味著同時參與嚙合的輪齒對數(shù)多，傳意味著同時參與嚙合的輪齒對數(shù)多，傳動平穩(wěn)，承載能力強(qiáng)。動平穩(wěn)，承載能力強(qiáng)。PB2B1 a2 a1為嚙合角（即P點(diǎn)的圓周速度方向與嚙合線N1N2之間所夾的銳角），a為齒輪1，2的齒頂圓壓力角PB2B1a1a23 3、重合度的計算、重合度的計算1.4 pbpbB2B10.4

27、pb 0.4pb0.6 pb實際嚙合線pb輪齒進(jìn)入嚙合輪齒沿嚙合線前進(jìn)一個Pb雙齒嚙合區(qū)單齒嚙合區(qū)后續(xù)輪齒進(jìn)入嚙合 傳動平穩(wěn)性、承載能力 標(biāo)準(zhǔn)齒輪，z1=z2=17 =1.504。z1、z2 17時 連續(xù)傳動例如：當(dāng)=1.4時齒輪齒條傳動：齒輪齒條傳動：P PB1 z z1mcosmcos(tantana1-tantan)/2 )/2 P PB2h*am/sin/sin代入得：代入得：B1B2/pb(P(PB1+PB2)/mcosmcos rB1=Z1mcos/23 3、重合度的計算、重合度的計算作者：潘存云教授PN1O1a1B1B2h*am3 3、重合度的計算、重合度的計算重合度的極大值：（

28、Z1、Z2)若：=20，h*a=1，()max=1.981Ph*amB1B2圖中給出了一對齒輪的齒頂圓和基圓，輪圖中給出了一對齒輪的齒頂圓和基圓，輪1 1為主動輪且實際為主動輪且實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，試在此圖上畫出齒輪的嚙合線，中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，試在此圖上畫出齒輪的嚙合線，并標(biāo)出：極限嚙合點(diǎn)并標(biāo)出：極限嚙合點(diǎn)N N1 1、N N2 2，實際嚙合的開始點(diǎn)和終止點(diǎn)，實際嚙合的開始點(diǎn)和終止點(diǎn)B B1 1、B B2 2嚙合角嚙合角 節(jié)圓并說明兩輪的節(jié)圓是否與各自的分度圓重節(jié)圓并說明兩輪的節(jié)圓是否與各自的分度圓重合。合。圖中給出了一對齒輪的齒頂圓和基圓，輪圖中給出了一對齒輪的齒頂圓和基圓，輪1

29、1為主動輪且實際為主動輪且實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，試在此圖上畫出齒輪的嚙合線，中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，試在此圖上畫出齒輪的嚙合線，并標(biāo)出：極限嚙合點(diǎn)并標(biāo)出：極限嚙合點(diǎn)N N1 1、N N2 2，實際嚙合的開始點(diǎn)和終止點(diǎn)，實際嚙合的開始點(diǎn)和終止點(diǎn)B B1 1、B B2 2嚙合角嚙合角 節(jié)圓并說明兩輪的節(jié)圓是否與各自的分度圓重節(jié)圓并說明兩輪的節(jié)圓是否與各自的分度圓重合。合。節(jié)圓節(jié)圓10.6 漸開線齒廓的切削加工原理 常用齒輪加工方法：整體制造整體制造一次把齒輪上的輪齒全部制出，如：鑄造、模鍛、沖壓、粉末冶金、拉刀拉齒。整齒制造整齒制造每次把齒輪上的一個輪齒全部制出，如：銑齒、刨齒。包絡(luò)法制造包絡(luò)法

30、制造一次切削只能切制出輪齒上的一點(diǎn)或一線，如：插齒、滾齒、磨齒。前兩種方法稱為仿形法仿形法，第三種方法稱為范成法范成法。金屬切削加工方法加工過程關(guān)鍵：保證齒形準(zhǔn)確和分齒均勻。10.6.1 10.6.1 仿形法仿形法利用與被加工齒輪的齒槽形狀相同的刀具加工齒輪。1 1、拉削法拉削法優(yōu)：加工精度高，且其粗、精加工可在拉刀通過工件加工表面的一次形成中完成，所以效率高；缺：拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拉削每一種表面都需專門的拉刀，故僅用于大批量生產(chǎn)。圓盤銑刀 動畫指狀銑刀2 2、銑削法銑削法漸開線的形狀與基圓有關(guān)：一定，z變化則齒形變化要切出精確的齒形，在加工同一模數(shù)和壓力角的齒輪時，應(yīng)采用與齒輪齒數(shù)相同的銑刀。優(yōu)

31、：可在普通機(jī)床上加工；缺：齒形不準(zhǔn)確、分齒不均勻、切削不連續(xù)、生產(chǎn)率低、成本高；僅適于小批量或修配齒輪加工。成形銑刀刀號和加工齒數(shù)范圍10.6.2 10.6.2 范成法范成法1 1、齒輪插刀齒輪插刀原理原理：利用包絡(luò)原理加工輪齒利用包絡(luò)原理加工輪齒 即強(qiáng)制使刀具與輪坯按定傳動比完成漸開線齒輪的嚙合運(yùn)動。在此過程中，刀具的刀痕所包絡(luò)出的曲線漸開線齒廓。切削運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動12 范成運(yùn)動 1/2=Z2/Z1刀具被切齒輪讓刀運(yùn)動齒輪插刀加工過程范成運(yùn)動切削運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動讓刀運(yùn)動2 2、齒條插刀齒條插刀齒條刀具的節(jié)線與被加工齒輪的分度圓相切并作純滾動，這種運(yùn)動稱為范成運(yùn)動。齒輪插刀優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：用一把插刀可以加

32、工出 m、相同而齒數(shù)不同的各種齒輪(包括內(nèi)齒輪)。齒條插刀缺點(diǎn)缺點(diǎn)：切削不連續(xù)，生產(chǎn)效率較低。3 3、齒輪滾刀齒輪滾刀滾刀特點(diǎn)：法向剖面齒形與齒條齒形一樣。滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動齒條范成運(yùn)動+連續(xù)軸向切削運(yùn)動。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：用一把滾刀可以加工出 m、相同而齒數(shù)不同的各種齒輪，切削連續(xù)，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：不能加工內(nèi)齒輪。齒輪滾刀齒形條件：刀具齒頂多出c*m切出齒輪齒根部的過渡曲線，保證標(biāo)準(zhǔn)頂隙。位置條件：分度圓與分度線相切運(yùn)動條件：v刀=r，即純滾動10.6.3 10.6.3 范成法加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時齒條形刀具的位置范成法加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時齒條形刀具的位置被加工齒輪的齒數(shù)取決于v刀 和坯的比值。齒條分度線上s=e

33、，=20齒輪分度圓上s=e，=20加工結(jié)果：齒廓的根切齒廓的根切1.根切根切 展成法加工齒輪時，展成法加工齒輪時，2.刀具的頂部將齒廓根部的刀具的頂部將齒廓根部的漸漸3.開線切去一部分的現(xiàn)象。開線切去一部分的現(xiàn)象。2.產(chǎn)生根切的原因產(chǎn)生根切的原因 如果刀如果刀 具的齒頂線超過了嚙合線與具的齒頂線超過了嚙合線與 輪坯基圓的切點(diǎn)輪坯基圓的切點(diǎn)N1，則被切則被切 齒輪的齒廓必將發(fā)生根切。齒輪的齒廓必將發(fā)生根切。N1rbOB 避免根切避免根切 應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：P與什么有關(guān)？與什么有關(guān)？Z!避免根切避免根切 應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：4.不根切的最少齒數(shù)不根切的最少齒數(shù)當(dāng)當(dāng) ha*=1,=20 時，時，z min

34、=17，z min 用展成法加工漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪時不根切的最少齒數(shù)。用展成法加工漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪時不根切的最少齒數(shù)。N1rbOPrBha*mrb=r cos (1)一對漸開線齒輪正確嚙合的條件：m1=m2=m 1=2=(2)一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確安裝的條件：標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)中心距=r1+r2r=r =(3)一對漸開線齒輪的嚙合過程及連續(xù)傳動條件：實際嚙合線段實際嚙合線段 重合度公式及意義重合度公式及意義(4)漸開線齒廓的展成原理，標(biāo)準(zhǔn)齒輪的加工及根切。展成加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時刀具位置展成加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時刀具位置 根切根切 不根切的齒數(shù)條件不根切的齒數(shù)條件課堂小結(jié)課堂小結(jié)1.標(biāo)準(zhǔn)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)齒輪的局限性局限

35、性(1)齒數(shù)不能少于最少齒數(shù)齒數(shù)不能少于最少齒數(shù)z min；10.6.4 10.6.4 變位齒輪的概念變位齒輪的概念(3)一對嚙合齒輪中，小輪的強(qiáng)度較低。一對嚙合齒輪中，小輪的強(qiáng)度較低。原因：曲率半徑原因：曲率半徑小，滑動系數(shù)大，齒根薄。小，滑動系數(shù)大，齒根薄。希望兩者壽命接希望兩者壽命接 近。近。(2)不適用于中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距的場合；不適用于中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距的場合；aa,則齒側(cè)間隙增大，使傳動不平穩(wěn)；則齒側(cè)間隙增大，使傳動不平穩(wěn)；aa，則根本無法安裝；，則根本無法安裝；1.齒輪的變位齒輪的變位(1)用改變刀具與輪坯的相對位置來切用改變刀具與輪坯的相對位置來切制齒輪的方法制齒輪的方

36、法變位修正法變位修正法。變位修正法切制的齒輪變位修正法切制的齒輪變位齒輪變位齒輪。單擊單擊(4)刀具移近輪坯中心刀具移近輪坯中心負(fù)變位負(fù)變位，x為負(fù)；為負(fù)；加工出的齒加工出的齒 輪輪負(fù)變位齒輪負(fù)變位齒輪。(3)刀具遠(yuǎn)離輪坯中心刀具遠(yuǎn)離輪坯中心正變位正變位，x為正為正;加工出的齒輪加工出的齒輪正變位齒輪正變位齒輪。(2)刀具沿輪坯徑向移動的距離刀具沿輪坯徑向移動的距離變位量變位量,用用xm表示。表示。x變位系數(shù)變位系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)齒輪正變位齒輪負(fù)變位齒輪OrbrP切削標(biāo)準(zhǔn)齒輪切削變位齒輪X m(2)齒厚、齒槽寬、齒頂高、齒根齒厚、齒槽寬、齒頂高、齒根 高與標(biāo)準(zhǔn)齒輪不同。高與標(biāo)準(zhǔn)齒輪不同。(3)不根切的

37、最小變位系數(shù)。不根切的最小變位系數(shù)。2.變位齒輪的幾何尺寸變位齒輪的幾何尺寸(1)分度圓、基圓、齒距與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同。分度圓、基圓、齒距與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同。當(dāng)當(dāng) ha*=1,=20 時，時，z min=17 rbrx mrN1O1PQ求最小變位系數(shù)求最小變位系數(shù)xmin當(dāng)當(dāng)zz y，即即：a a。按標(biāo)準(zhǔn)頂隙安裝按標(biāo)準(zhǔn)頂隙安裝側(cè)隙。側(cè)隙。按無側(cè)隙安裝按無側(cè)隙安裝頂隙小于標(biāo)準(zhǔn)值頂隙小于標(biāo)準(zhǔn)值 實際上：實際上：a”a （x1+x2 0 時）時）1.中心距及嚙合角中心距及嚙合角此時齒頂高應(yīng)滿足：此時齒頂高應(yīng)滿足：ha=（ha*+x）m-ym y 齒頂高變動系數(shù)齒頂高變動系數(shù)。即：即：y=（x1+x2）-y

38、0 ym=a”-a =（x1+x2）m-y m 可按可按 a 安裝，且將兩輪齒頂降低安裝，且將兩輪齒頂降低(1)x1+x2=0 且且 x1=x2=0 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動齒輪傳動（變位齒輪傳動的特例）（變位齒輪傳動的特例）2.變位齒輪傳動類型變位齒輪傳動類型2.變位齒輪傳動類型變位齒輪傳動類型(2)x1+x2=0 且且 x1=-x2 0 高度變位齒輪傳動高度變位齒輪傳動特特 征：征：=，a=a,y=0,y=0a cos =a cos y=（x1+x2）-y 0 即：分度圓與節(jié)圓重合；分度圓與節(jié)圓重合；嚙合角嚙合角=分度圓壓力角；分度圓壓力角；中心矩中心矩=標(biāo)準(zhǔn)中心矩；標(biāo)準(zhǔn)中心矩；齒頂高不需降低；齒

39、頂高不需降低；（也叫等變位齒輪也叫等變位齒輪）傳動特點(diǎn)：傳動特點(diǎn)：改善小輪磨損；大小兩輪強(qiáng)度互補(bǔ)；改善小輪磨損；大小兩輪強(qiáng)度互補(bǔ)；成對替換標(biāo)準(zhǔn)齒輪。成對替換標(biāo)準(zhǔn)齒輪。齒數(shù)條件：齒數(shù)條件：z1+z2 2 z min 等變位情況下兩輪不產(chǎn)生根切的條件：等變位情況下兩輪不產(chǎn)生根切的條件：x1hha a*(z(zminmin-z-z1 1)/z)/zminmin x2hha a*(z(zminmin-z-z2 2)/z)/zminmin兩式相加，設(shè)兩式相加，設(shè)h ha a*1 1，則有：則有：x1+x22z2zminmin-(z-(z1 1+z+z2 2)/z)/zminmin x1+x20 0 z

40、z1 1+z+z2 22z2zminminr1r2 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動齒輪傳動=arb1rb2 高度變位齒輪傳動高度變位齒輪傳動r1r2=arb1rb2(3)x1+x2 0 角度變位齒輪傳動角度變位齒輪傳動1)x1+x20 正傳動正傳動 傳動特點(diǎn)：傳動特點(diǎn)：可減小機(jī)構(gòu)尺寸；提高兩輪強(qiáng)度；可減小機(jī)構(gòu)尺寸；提高兩輪強(qiáng)度；減輕兩輪磨損；重合度略有降低。減輕兩輪磨損；重合度略有降低。齒數(shù)條件：齒數(shù)條件：z1+z2 可可以以2 z min 特特 征：征：，a a,y 0,y 0a cos =a cos y=（x1+x2）-y 0 x1+x22z2zminmin-(z-(z1 1+z+z2 2)/z)/zm

41、inmina cos =a cos y=（x1+x2）-y 0 2)x1+x20 負(fù)傳動負(fù)傳動傳動特點(diǎn)：傳動特點(diǎn)：重合度略有增加；兩輪強(qiáng)度降低重合度略有增加；兩輪強(qiáng)度降低;兩輪磨損加大。兩輪磨損加大。齒數(shù)條件：齒數(shù)條件：z1+z2 2 z min特特 征：征：，a a,y 0,y 0 x1+x22z2zminmin-(z-(z1 1+z+z2 2)/z)/zminminr1r2 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動齒輪傳動=arb1rb2r2 正正傳動傳動 ar1rb1rb2r1r2 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動齒輪傳動=arb1rb2r2 負(fù)負(fù)傳動傳動2 zmin的限制的限制,變位系數(shù)的選變位系數(shù)的選擇范圍較大，其綜合傳動

42、質(zhì)量較好。擇范圍較大，其綜合傳動質(zhì)量較好。在標(biāo)準(zhǔn)中心距的情況下，也可以采用等變位齒輪替代標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)中心距的情況下，也可以采用等變位齒輪替代標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動齒輪傳動，以改善傳動質(zhì)量。，以改善傳動質(zhì)量。負(fù)傳動的缺點(diǎn)較多，一般只用來配湊中心距。負(fù)傳動的缺點(diǎn)較多，一般只用來配湊中心距。對單個齒輪而言，其正變位使強(qiáng)度提高，負(fù)變位相反。小對單個齒輪而言，其正變位使強(qiáng)度提高，負(fù)變位相反。小齒輪一般多采用正變位齒輪一般多采用正變位。變位齒輪傳動的共同缺點(diǎn)：互換性差，必須成對使用。變位齒輪傳動的共同缺點(diǎn)：互換性差，必須成對使用。變位齒輪傳動的設(shè)計步驟變位齒輪傳動的設(shè)計步驟1 1、已知中心距的設(shè)計、已知中心距的設(shè)計

43、已知條件 a、z1、z2、m、（1）確定嚙合角（2）確定變位系數(shù)和（由無側(cè)隙嚙合方程式推得）（3）確定中心距變動系數(shù)（4）確定齒頂高降低系數(shù)（5）分配變位系數(shù) x1、x2，計算幾何尺寸變位齒輪傳動的設(shè)計步驟變位齒輪傳動的設(shè)計步驟2 2、已知變位系數(shù)的設(shè)計、已知變位系數(shù)的設(shè)計已知條件 x1、x2、z1、z2、m、（1）確定嚙合角（無側(cè)隙嚙合方程式）（2）確定中心距（3）確定中心距變動系數(shù)（4）確定齒頂高降低系數(shù)（5）計算變位齒輪的幾何尺寸步驟：步驟：1 1、分度圓半徑及標(biāo)準(zhǔn)中心距、分度圓半徑及標(biāo)準(zhǔn)中心距 r r1 1 r r2 2 a=r a=r1 1+r+r2 22 2、嚙合角、嚙合角3 3、

44、實際中心距、實際中心距4 4、小齒輪齒頂厚度、小齒輪齒頂厚度例例:某車床進(jìn)給箱中有一對齒輪某車床進(jìn)給箱中有一對齒輪,其有關(guān)參數(shù)為其有關(guān)參數(shù)為:m=2.25mm,=20:m=2.25mm,=20,z z1 1=21,z=21,z2 2=36,x=36,x1 1=+1.123,x=+1.123,x2 2=-0.206=-0.206。求這對齒輪的中心距，并驗算小齒。求這對齒輪的中心距，并驗算小齒輪的齒頂厚度。輪的齒頂厚度。a cos =a cos y=（x1+x2）-y 0 通常許可的齒頂厚度為通常許可的齒頂厚度為（0.25-0.40.25-0.4）m m例：已知一對漸開線外嚙合齒輪的齒數(shù)已知一對漸

45、開線外嚙合齒輪的齒數(shù)z z1 1=z=z2 2=15=15，實際中心實際中心距距 試設(shè)計這對齒輪傳試設(shè)計這對齒輪傳動動。提示：兩齒輪齒數(shù)相等，取齒面形成齒面形成一、一、齒面形成及傳動特點(diǎn)齒面形成及傳動特點(diǎn)直齒輪直齒輪斜齒輪斜齒輪10.7 10.7 斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動10.7 10.7 斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動10.7 10.7 斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動二、二、基本參數(shù)基本參數(shù)1.螺旋角螺旋角 基圓柱螺旋角基圓柱螺旋角 b 分度圓柱螺旋角分度圓柱螺旋角 基圓柱上的螺旋角b為：其中：l為螺旋線的導(dǎo)程，即為螺旋線繞基圓柱一周后上升的高度；t為端面壓力角。斜齒輪軸線與地面

46、垂直，則右邊高右旋；左邊高左旋；10.7 10.7 斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動B dl nnn3.法向模數(shù)法向模數(shù)m n與端面模數(shù)與端面模數(shù)m t 2.法向齒距法向齒距 pn，端面齒距端面齒距pt pn=pt cos pn=mn，pt=mt Mn 法面模數(shù)MT 端面模數(shù)bacnabtcaa4.法向壓力角法向壓力角 n與端面壓力角與端面壓力角 t 5、法面齒頂高系數(shù)、法面齒頂高系數(shù) 與端面齒頂高系數(shù)與端面齒頂高系數(shù)法面齒頂高與端面齒頂高是相同的，即則：同理：法面齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。端面的為非標(biāo)準(zhǔn)10.7 10.7 斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動分分 度度 圓圓 直直 徑徑：d=

47、mt z=mn z/cos 齒齒 頂頂 圓圓 直直 徑：徑：d a=d+2ha=m n(z/cos +2han*+2xn)齒齒 根根 圓圓 直直 徑：徑：d f=d-2hf=m n(z/cos -2han*-2cn*+2xn)基基 圓圓 直直 徑徑:d b=d cos t法法 面面 齒齒 厚厚:s n=（/2+2xn tan n）mn端端 面面 齒齒 厚厚:s t=（/2+2xt tan t）mt法法 面面 齒齒 距距:p n=mn端端 面面 齒齒 距距:p t=pn/cos 法向基圓齒距法向基圓齒距:p b n=pn cos n端面變位系數(shù)端面變位系數(shù):x t=xn cos 中中 心心 距：

48、距：a=(d1+d2)/2=mn(z1+z2)/(2cos）三、三、幾何尺寸幾何尺寸1.直齒輪直齒輪四、四、正確嚙合條件正確嚙合條件五、五、重合度重合度 a 端面重合度。端面重合度。軸面重合度。軸面重合度。2.斜齒輪斜齒輪 B1 mn1=mn2=m n n1=n2 =n 1=-2 （外嚙合）外嚙合）1=2 （內(nèi)嚙合）（內(nèi)嚙合）動畫動畫過斜齒輪分度圓上一點(diǎn)c作法面，得一橢圓長半軸：a=d2cos 短半軸：b=d2c點(diǎn)曲率半徑：=a2 b=d2 cos2 以模數(shù)mn、壓力角n、分度圓直徑2作直齒輪，得：2=mn z v 六、六、當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù) 與斜齒輪法向齒形相與斜齒輪法向齒形相當(dāng)?shù)募傧胫饼X輪稱

49、為當(dāng)量齒輪，其齒當(dāng)?shù)募傧胫饼X輪稱為當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)稱為當(dāng)量齒數(shù)，用數(shù)稱為當(dāng)量齒數(shù)，用zv表示。表示。1.當(dāng)量齒輪當(dāng)量齒輪當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù)四、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪四、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X圓柱齒輪稱為斜齒輪的當(dāng)量齒輪當(dāng)量齒輪的齒數(shù)稱為斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)1、當(dāng)量齒輪將C點(diǎn)的曲率半徑作為當(dāng)量齒輪的分度圓半徑2、當(dāng)量齒輪的用途仿形法加工斜齒輪時，選擇銑刀；彎曲疲勞強(qiáng)度計算。選擇變位系數(shù)及測量齒厚標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)：1)加工斜齒輪時選刀號；加工斜齒輪時選刀號；2.當(dāng)量齒數(shù)的意義當(dāng)量齒數(shù)的意義3)確定標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪不根切的最少齒數(shù)確定標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪不根切的最少齒數(shù) z

50、min=z v min cos3 2)計算斜齒輪強(qiáng)度；計算斜齒輪強(qiáng)度；七、斜齒輪傳動的主要優(yōu)缺點(diǎn)七、斜齒輪傳動的主要優(yōu)缺點(diǎn)1、嚙合性能好嚙合漸入漸出總嚙合線長，重合度大高速、重載傳動2、，尺寸緊湊。3、標(biāo)準(zhǔn)中心距：，易配湊中心矩。4、有軸向力：，使得 不能太大，限制斜齒輪的傳動性能。1.1.變位齒輪的基本概念變位齒輪的基本概念變位量、變位系數(shù)、正變位、負(fù)變位變位量、變位系數(shù)、正變位、負(fù)變位2.2.變位齒輪的幾何尺寸變位齒輪的幾何尺寸尺寸變化情況、變化特點(diǎn)尺寸變化情況、變化特點(diǎn)3.3.變位齒輪傳動變位齒輪傳動變位齒輪傳動類型、傳動特征及性能變位齒輪傳動類型、傳動特征及性能4.4.斜齒圓柱齒輪傳動

51、斜齒圓柱齒輪傳動傳動特點(diǎn)、基本參數(shù)、正確嚙合條件、當(dāng)量齒數(shù)傳動特點(diǎn)、基本參數(shù)、正確嚙合條件、當(dāng)量齒數(shù)作業(yè)：作業(yè)：10-28 補(bǔ)充條件：（補(bǔ)充條件：（inv 20=0.014904 inv 2950=0.052788）10-32（1）傳動平穩(wěn)，振動、沖擊、噪聲小。）傳動平穩(wěn)，振動、沖擊、噪聲小。（2）傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊。）傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊。（減速時i12 70；增速時i12 18）（3）可實現(xiàn)自鎖。）可實現(xiàn)自鎖。（4）相對滑動速度大，磨損大，效率低，成）相對滑動速度大，磨損大，效率低，成本高。本高。一、蝸桿傳動特點(diǎn)一、蝸桿傳動特點(diǎn)10.8 10.8 蝸桿傳動蝸桿傳動二、二、蝸桿傳動類型蝸桿傳動

52、類型1.圓柱蝸桿圓柱蝸桿 2.環(huán)面蝸桿環(huán)面蝸桿 3.錐蝸桿錐蝸桿 端面齒形：阿基米德螺線端面齒形：阿基米德螺線 軸面齒形：直線齒廓軸面齒形：直線齒廓圓柱蝸桿中：圓柱蝸桿中：1)阿基米德蝸桿：阿基米德蝸桿：2)漸開線蝸桿。漸開線蝸桿。三、主要參數(shù)及幾何尺寸三、主要參數(shù)及幾何尺寸1.壓力角壓力角 標(biāo)準(zhǔn)壓力角標(biāo)準(zhǔn)壓力角 =20 2.模數(shù)模數(shù) m m應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)蝸桿模數(shù)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)蝸桿模數(shù) 蝸桿模數(shù)蝸桿模數(shù)（GB10088-88）mm 第一系列：第一系列：1;1.25;1.6;2;2.5;3.15;4;5;6.3;8;10;12.5;16;20;25;31.5;40 第二系列：第二系列：1.5；3；3.5

53、；4.5;5.5;6;7;12;14 3.導(dǎo)程角導(dǎo)程角 1（z1 螺旋線頭數(shù)；螺旋線頭數(shù)；l 導(dǎo)程；導(dǎo)程；px1 軸向齒距；軸向齒距；d1 分度圓直徑。）分度圓直徑。）7.中心距中心距 a a=r1+r2=m（q+z2）2三、三、主要參數(shù)及幾何尺寸主要參數(shù)及幾何尺寸4.分度圓直徑分度圓直徑d1與直徑系數(shù)與直徑系數(shù)q5.蝸輪齒數(shù)蝸輪齒數(shù) z2及蝸桿頭數(shù)及蝸桿頭數(shù) z16.蝸輪分度圓直徑蝸輪分度圓直徑d2 d2=mz2令令 d1/m=q 蝸桿直徑系數(shù)。蝸桿直徑系數(shù)。則則 d1=m qd1 須符合標(biāo)準(zhǔn)值，且與須符合標(biāo)準(zhǔn)值，且與m匹配。匹配。傳動比傳動比 i12=1 2=z2z1 推薦推薦z1=1、2

54、、4、6，則則 z2=iz12.正確嚙合條件正確嚙合條件1.中間平面中間平面四、四、正確嚙合條件正確嚙合條件 過蝸桿軸線并垂直過蝸桿軸線并垂直 于蝸輪軸線的平面。于蝸輪軸線的平面。蝸輪端面模數(shù)蝸輪端面模數(shù)mt2=蝸桿軸面模數(shù)蝸桿軸面模數(shù) mx1=m；蝸輪端面壓力角蝸輪端面壓力角 t2=蝸桿軸面壓力角蝸桿軸面壓力角 x1=；蝸輪螺旋角蝸輪螺旋角 2=蝸桿導(dǎo)程角蝸桿導(dǎo)程角 1（旋向相同）。（旋向相同）。1 11 1右旋蝸桿：右旋蝸桿：伸出左手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的伸出左手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的 切向速切向速 度度vp2p2的方向與拇指指向相同。的方向與拇指指向相同。用手勢確定蝸輪的轉(zhuǎn)向用手

55、勢確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：左旋蝸桿：左旋蝸桿：用右手判斷，方法一樣。用右手判斷，方法一樣。2 22 2模型驗證模型驗證因蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋副的運(yùn)動，有一種實用且簡便的轉(zhuǎn)向判別方法：12pv212pv2 由于蝸輪蝸桿傳動具有螺旋傳動的特點(diǎn)，因此可以按螺桿和螺母由于蝸輪蝸桿傳動具有螺旋傳動的特點(diǎn)，因此可以按螺桿和螺母的相對運(yùn)動關(guān)系來確定蝸輪蝸桿的轉(zhuǎn)向。因為蝸輪蝸桿的螺旋方向相的相對運(yùn)動關(guān)系來確定蝸輪蝸桿的轉(zhuǎn)向。因為蝸輪蝸桿的螺旋方向相同，同，一般可由蝸桿的旋向及轉(zhuǎn)向確定蝸桿的轉(zhuǎn)向，判斷蝸輪轉(zhuǎn)向時，一般可由蝸桿的旋向及轉(zhuǎn)向確定蝸桿的轉(zhuǎn)向，判斷蝸輪轉(zhuǎn)向時，可根據(jù)蝸桿的螺旋方向及轉(zhuǎn)向，分別用左、右手判斷。當(dāng)蝸桿

56、為右旋可根據(jù)蝸桿的螺旋方向及轉(zhuǎn)向，分別用左、右手判斷。當(dāng)蝸桿為右旋時，時，用右手的四指順著蝸桿的轉(zhuǎn)向彎曲，用右手的四指順著蝸桿的轉(zhuǎn)向彎曲，拇指的指向表示蝸桿沿軸拇指的指向表示蝸桿沿軸線移動的方向，但蝸桿是不能沿軸向移動的，線移動的方向，但蝸桿是不能沿軸向移動的，所以只有推動蝸輪向所以只有推動蝸輪向相反的方向轉(zhuǎn)動，如圖所示，蝸輪逆時針轉(zhuǎn)動；蝸桿為左旋時，則用相反的方向轉(zhuǎn)動，如圖所示，蝸輪逆時針轉(zhuǎn)動；蝸桿為左旋時，則用左手以同樣的方法可以判斷出蝸輪的轉(zhuǎn)向，蝸輪為順時針轉(zhuǎn)向。左手以同樣的方法可以判斷出蝸輪的轉(zhuǎn)向，蝸輪為順時針轉(zhuǎn)向。1 12 2設(shè)計：潘存云12pv21 12 2設(shè)計：潘存云12pv21

57、 11 1右旋蝸桿：右旋蝸桿：伸出右手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的伸出右手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的 切向速切向速 度度vp2p2的方向與拇指指向相反。的方向與拇指指向相反。用手勢確定蝸輪的轉(zhuǎn)向用手勢確定蝸輪的轉(zhuǎn)向：左旋蝸桿：左旋蝸桿：用左手判斷，方法一樣。用左手判斷，方法一樣。2 22 2模型驗證模型驗證因蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋副的運(yùn)動，有一種實用且簡便的轉(zhuǎn)向判別方法：12pv212pv2一、一、傳動特點(diǎn)及分類傳動特點(diǎn)及分類1.傳動特點(diǎn)傳動特點(diǎn)2.分類分類1)傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動和動力。常見軸交角傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動和動力。常見軸交角 =90。2)輪齒分布在圓錐面上。輪齒分布在圓錐面上。1)直

58、齒錐齒輪機(jī)構(gòu)直齒錐齒輪機(jī)構(gòu)2)斜齒錐齒輪機(jī)構(gòu)斜齒錐齒輪機(jī)構(gòu)3)曲齒錐齒輪機(jī)構(gòu)曲齒錐齒輪機(jī)構(gòu)直齒錐齒輪的形成直齒錐齒輪的形成 10.9 10.9 錐齒輪傳動錐齒輪傳動二、二、參數(shù)及幾何尺寸參數(shù)及幾何尺寸1.大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 大端模數(shù)大端模數(shù)m為為模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)；模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)；大端壓力角大端壓力角 為標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)=20。2.以大端為基準(zhǔn)計算幾何尺寸以大端為基準(zhǔn)計算幾何尺寸 （等頂隙圓錐齒輪傳動（等頂隙圓錐齒輪傳動 =90 ）收收縮縮齒齒錐錐齒齒輪輪傳傳動動等等頂頂隙隙錐錐齒齒輪輪傳傳動動齒頂圓錐角齒頂圓錐角a和齒根圓錐角和齒根圓錐角f分度圓直徑：分度圓直徑：d1=mz 1 d2=mz 2齒頂圓

59、直徑：齒頂圓直徑：da1=d1+2hacos 1 da2=d2+2hacos 2 =m（z1+2cos 1）=m（z2+2cos 2）齒根圓直徑：齒根圓直徑：df1=d1-2hf cos 1 df2=d2-2hf cos 2 =m（z1-2.4 cos 1）=m（z2-2.4 cos 2）錐錐 距：距：R=2=m 2頂頂 錐錐 角：角：a1=1+arctan（hf/R）a2=2+arctan（hf/R）根根 錐錐 角：角：f1=1-arctan（hf/R）f2=2-arctan（hf/R）分度圓齒厚：分度圓齒厚：s=m/2傳傳 動動 比：比：i=1/2=z 2/z 1=d2/d1=sin 2/

60、sin 1=cot 1=tan 2 2.當(dāng)量齒輪當(dāng)量齒輪 將背錐展成的扇形齒將背錐展成的扇形齒輪的缺口補(bǔ)滿，所得到的假想的圓輪的缺口補(bǔ)滿，所得到的假想的圓柱齒輪。柱齒輪。1.背錐背錐 過錐齒輪大端，母線與過錐齒輪大端，母線與 齒輪分度圓錐母線垂直的圓錐。齒輪分度圓錐母線垂直的圓錐。故當(dāng)量齒數(shù)故當(dāng)量齒數(shù) zv1=z1/cos 1 zv2=z2/cos 2其齒數(shù)z v ，分度圓半徑rv。又因 rv=rcos =m z2 cos 有:rv=m zv/2 rv三、三、背錐及當(dāng)量齒輪背錐及當(dāng)量齒輪 4)按當(dāng)量齒輪計算變位錐齒輪傳動。按當(dāng)量齒輪計算變位錐齒輪傳動。3.當(dāng)量齒輪的意義當(dāng)量齒輪的意義1)由當(dāng)量

61、齒輪得出一對錐齒輪正確嚙合條件：由當(dāng)量齒輪得出一對錐齒輪正確嚙合條件：大端大端 m1=m2=m；1=2=。2)按當(dāng)量齒輪近似計算錐齒輪傳動的重合度按當(dāng)量齒輪近似計算錐齒輪傳動的重合度 ；3)計算不根切的最少齒數(shù)：計算不根切的最少齒數(shù)：z min=zv min cos 1.1.齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律傳動比關(guān)系、節(jié)點(diǎn)、節(jié)圓傳動比關(guān)系、節(jié)點(diǎn)、節(jié)圓2.2.漸開線齒廓嚙合性質(zhì)漸開線齒廓嚙合性質(zhì)定傳動比、可分性、嚙合線、嚙合角定傳動比、可分性、嚙合線、嚙合角3.3.漸開線齒輪參數(shù)和幾何尺寸漸開線齒輪參數(shù)和幾何尺寸模數(shù)、壓力角、分度圓、標(biāo)準(zhǔn)齒輪、幾何尺寸計算模數(shù)、壓力角、分度圓、標(biāo)準(zhǔn)齒輪、幾何尺寸

62、計算4.4.漸開線齒輪嚙合傳動漸開線齒輪嚙合傳動正確嚙合條件、標(biāo)準(zhǔn)中心距（節(jié)圓與分度圓關(guān)系）、重合度正確嚙合條件、標(biāo)準(zhǔn)中心距（節(jié)圓與分度圓關(guān)系）、重合度5.5.漸開線變位齒輪漸開線變位齒輪變位概念、幾何尺寸變化、變位齒輪傳動類型及特點(diǎn)變位概念、幾何尺寸變化、變位齒輪傳動類型及特點(diǎn)6.6.斜齒輪、錐齒輪、蝸桿傳動斜齒輪、錐齒輪、蝸桿傳動傳動特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、正確嚙合條件、當(dāng)量齒數(shù)傳動特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、正確嚙合條件、當(dāng)量齒數(shù)外外嚙嚙合合直直齒齒圓圓柱柱齒齒輪輪傳傳動動內(nèi)內(nèi)嚙嚙合合直直齒齒圓圓柱柱齒齒輪輪傳傳動動直直齒齒齒齒輪輪齒齒條條傳傳動動外外嚙嚙合合斜斜齒齒圓圓柱柱齒齒輪輪傳傳動動內(nèi)內(nèi)嚙嚙合合斜斜

63、齒齒圓圓柱柱齒齒輪輪傳傳動動內(nèi)內(nèi)嚙嚙合合斜斜齒齒圓圓柱柱齒齒輪輪傳傳動動人人字字齒齒輪輪傳傳動動直直齒齒錐錐齒齒輪輪傳傳動動斜斜齒齒錐錐齒齒輪輪傳傳動動曲曲線線齒齒錐錐齒齒輪輪傳傳動動交交錯錯軸軸斜斜齒齒輪輪傳傳動動蝸蝸桿桿傳傳動動非圓齒輪傳動非圓齒輪傳動盤盤形形銑銑刀刀使使用用盤盤形形銑銑刀刀加加工工齒齒輪輪指指狀狀銑銑刀刀使使用用拉拉刀刀加加工工齒齒輪輪使使用用沖沖壓壓方方法法加加工工齒齒輪輪使使用用齒齒輪輪插插刀刀插插制制外外齒齒輪輪使使用用齒齒輪輪插插刀刀插插制制內(nèi)內(nèi)齒齒輪輪使使用用齒齒條條插插刀刀插插制制外外齒齒輪輪使使用用滾滾刀刀加加工工直直齒齒輪輪使使用用滾滾刀刀加加工工斜斜齒齒

64、輪輪螺旋螺旋齒輪齒輪斜齒圓斜齒圓柱齒輪柱齒輪直齒圓直齒圓柱齒輪柱齒輪蝸桿蝸桿蝸輪蝸輪嚙嚙合合問問題題計計算算問問題題加加工工問問題題定定i 需定需定C 嚙合基本定律嚙合基本定律漸開線齒廓漸開線齒廓四線合一四線合一發(fā)生線發(fā)生線嚙合線嚙合線公法線公法線公切線公切線正確傳正確傳動條件動條件正確嚙合正確嚙合連續(xù)傳動連續(xù)傳動正確安裝正確安裝單齒輪單齒輪對齒輪對齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪變位齒輪變位齒輪五個基本參數(shù)五個基本參數(shù) Z mha*c*四圓、三高四圓、三高 三弧、一角三弧、一角大小匹配大小匹配 m1=m2=m交接及時交接及時 1無側(cè)隙無側(cè)隙 a=a=m(z1+z2)/2 m 不同刀不同不同刀不同 m 相同滾刀同相同滾刀同若問可否同刀銑若問可否同刀銑要看齒數(shù)相差幾要看齒數(shù)相差幾類型不同調(diào)距離類型不同調(diào)距離齒數(shù)不同調(diào)速比齒數(shù)不同調(diào)速比展成法展成法 根切根切 仿形法仿形法 與與z有關(guān)有關(guān) Zmin=17No 變位變位=1+2端面端面參數(shù)參數(shù)法向法向標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值選刀值選刀值非標(biāo)值非標(biāo)值計算值計算值 可湊可湊中心距中心距單輪與斜單輪與斜齒輪同齒輪同蝸輪蝸輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向 中心距中心距a=m(q+z2)/2只有變位蝸桿只有變位蝸桿變位變位沒有變位蝸輪沒有變位蝸輪主主平平面面過桿軸過桿軸垂輪軸垂輪軸右右旋旋左左手手定定左左旋旋右右手手定定齒輪齒輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)