機(jī)械原理齒輪機(jī)構(gòu)第一頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

（1）傳遞功率大，最大可達(dá)幾萬(wàn)KW;（2）速度高，圓周速度可達(dá)300m/s;（3）傳動(dòng)比恒定，如無(wú)制造安裝誤差，傳動(dòng)比恒定不變;（4）壽命長(zhǎng)，工作可靠，如正常使用與維護(hù)，可達(dá)幾十年;（5）尺寸范圍大，齒輪直徑從1mm以下到100m以上;（6）效率高，可達(dá)0.99.缺點(diǎn)

（1）制造和安裝精度要求高;（2）不適于中心距較大的傳動(dòng).第二頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2齒輪傳動(dòng)的分類(lèi)按齒輪傳動(dòng)角速度比是否恒定定傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)：主、從動(dòng)輪均等速轉(zhuǎn)動(dòng)（圓柱齒輪機(jī)構(gòu)）變傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)：主動(dòng)輪等角速，從動(dòng)輪按一定角速度比作變速運(yùn)動(dòng)（非圓柱齒輪機(jī)構(gòu)）——齒輪非圓形按一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)兩軸線的相對(duì)位置平行軸齒輪傳動(dòng)——直齒、斜齒圓柱齒輪、人字齒輪傳動(dòng)、齒條傳動(dòng)兩軸相交齒輪傳動(dòng)——圓錐齒輪傳動(dòng)兩軸交錯(cuò)齒輪傳動(dòng)——蝸輪蝸桿傳動(dòng)第三頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)A形齒輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型第四頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)齒廓嚙合基本定律第五頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日vK1=vK2=ω1O1K=ω2O2K

i12===

12節(jié)點(diǎn)把相對(duì)速度瞬心P稱(chēng)為嚙合的節(jié)點(diǎn)。對(duì)齒輪齒廓曲線的基本要求第六頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日3齒廓嚙合基本定律兩齒廓在任何位置嚙合，過(guò)嚙合點(diǎn)的公法線必通過(guò)該瞬時(shí)按角速度比要求確定的節(jié)點(diǎn)。4節(jié)圓以O(shè)1、O2為圓心，O1P、O2P為半徑所作兩個(gè)相切的圓。兩節(jié)圓的圓周速度相等，即兩節(jié)圓作純滾動(dòng)。

凡滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒輪的齒廓——漸開(kāi)線齒廓5共扼齒廓第七頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)漸開(kāi)線齒廓的嚙合性質(zhì)第八頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日1漸開(kāi)線的形成及其特性漸開(kāi)線的形成基圓——rb直線n-n為漸開(kāi)線的發(fā)生線。漸開(kāi)線的性質(zhì)（1）（2）漸開(kāi)線上任意點(diǎn)的法線必與基圓相切，其切點(diǎn)N為漸開(kāi)線上I點(diǎn)的曲率半徑中心，IN為其曲率半徑，起點(diǎn)IN=0。（3）漸開(kāi)線的形狀與基圓的大小有關(guān)，rb相等的基圓漸開(kāi)線形狀相同，rb越大，漸開(kāi)線越直。齒條為rb無(wú)窮大的漸開(kāi)線齒廓。（4）基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。第九頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日漸開(kāi)線上某點(diǎn)K的壓力角αKI點(diǎn)的法線與該點(diǎn)速度方向所夾銳角。

cosαi==

ri大，αi大，說(shuō)明同一基圓的漸開(kāi)線齒廓各點(diǎn)αi不等，離基圓愈近，αi越小，基圓上的αi=0。（5）同一基圓上展開(kāi)的任意兩條漸開(kāi)線上各法向距離相等。（6）漸開(kāi)線齒廓上各點(diǎn)的壓力角不同。第十頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2漸開(kāi)線齒廓傳動(dòng)嚙合特性“三線合一”性——一對(duì)漸開(kāi)線齒廓的嚙合線、公法線、基圓的內(nèi)公切線重合。嚙合線：一對(duì)漸開(kāi)線齒廓嚙合過(guò)程中，其嚙合的軌跡。2)嚙合角α/：嚙合線N1N2與節(jié)點(diǎn)公切線間的夾角。α/=arccos=arccos=αk結(jié)論：節(jié)點(diǎn)處的壓力角αk=嚙合角α/漸開(kāi)線齒廓嚙合滿足定傳動(dòng)比要求。漸開(kāi)線齒廓可分性。漸開(kāi)線齒廓間正壓力線與N1N2重合，方向始終不變，保證齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)。αk第十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)漸開(kāi)線齒輪各部分的名稱(chēng)和尺寸第十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日1齒輪各部分名稱(chēng)齒頂圓：ra(da)

齒根圓：rf(df)

分度圓：r(d)

基圓：rb

齒頂高：ha=ra－r

齒根高：hf=r－rf

齒全高：h=ha+hf=ra－rf

齒厚：s——分度圓上的輪齒弧長(zhǎng)

齒槽寬：e——分度圓上的齒槽弧長(zhǎng)

齒距（周節(jié)）p=s+e——分度圓上弧長(zhǎng)

分度圓：?jiǎn)蝹€(gè)齒輪，度量尺寸——不變

節(jié)圓：一對(duì)嚙合齒輪——變化第十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)模數(shù)m

齒輪分度圓周長(zhǎng)πd=zpd=z，規(guī)定：m=模數(shù)，單位mm標(biāo)準(zhǔn)值，表4-2。則d=mz，p=πm第十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日壓力角α

規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角為α=20°

標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)均指分度圓處，齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)m，標(biāo)準(zhǔn)α的圓即為分度圓，即：分度圓處的m、α為標(biāo)準(zhǔn)值。齒頂高

ha=ha*mha*=1——齒頂高系數(shù)——正常齒制齒根高

hf=(ha*+c*))mc*=0.25——頂隙系數(shù)——正常齒制

齒輪的基本參數(shù)z、m、α、ha*、c*標(biāo)準(zhǔn)齒輪：m、α、ha*、c*均取標(biāo)準(zhǔn)值，且有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根高，且分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪。標(biāo)準(zhǔn)直齒輪幾何尺寸計(jì)算公式——表4-33標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸第十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日齒條：當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒數(shù)無(wú)窮多時(shí)，齒輪的各圓變成了互相平行的直線，同側(cè)漸開(kāi)線齒廓也變成了互相平行的斜直線具廓。2.齒條的特點(diǎn)（1）、與齒頂線平行的各直線上的齒距都相等，且有p=mπ。分度線：齒距=齒槽寬的直線（2）、齒條直線齒廓上各點(diǎn)具有相同的壓力角，且等于齒廓的傾斜角，此角為齒形角=20°。4標(biāo)準(zhǔn)齒條的特點(diǎn)第十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日sk——任意圓上rk上的齒厚

αk——任意圓上的壓力角

θ——任意圓上的漸開(kāi)線展角

ψk——sk對(duì)應(yīng)的中心角

sk=rk[－2(θk－θ)]=s－2rk(invαk－invα)

αk=arcos()

例9-1：α=20°，ha*=1，c*=0.25，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪根圓與基圓重合時(shí)，Z=？若齒數(shù)大于或小于這個(gè)數(shù)，基圓、根圓哪個(gè)大？

例9-2：外標(biāo)準(zhǔn)嚙合圓柱齒輪，m=4，α=20°，z1=24，z2=36當(dāng)a/比a大2mm時(shí)，求α/和r/1、r2/。

5任意圓上的齒厚第十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第五節(jié)漸開(kāi)線齒輪的嚙合傳動(dòng)第十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日1B1B2為實(shí)際嚙合線因基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線，N1N2為理論嚙合線。

齒廓工作段：參加嚙合的齒廓。一對(duì)齒輪的嚙合過(guò)程第十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2正確嚙合條件齒輪傳動(dòng)時(shí)，當(dāng)前一對(duì)齒脫離嚙合（或尚未脫離嚙合）時(shí)，后一對(duì)齒應(yīng)進(jìn)入嚙合，而且兩對(duì)齒的嚙合點(diǎn)均在N1N2上，因此保證兩齒輪相鄰兩齒同側(cè)齒廓間的法線距離Pb1=Pb2=Pb

Pb1==cosα1=πm1cosα1Pb2=πm2cosα2

m1cosα1=m2cosα2

一對(duì)直齒圓柱齒輪正確嚙合條件：m1=m2=m

α1=α2=α

第二十頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日3連續(xù)傳動(dòng)條件1、重合度ε：一對(duì)漸開(kāi)線齒輪的實(shí)際嚙合線B1B2與其法向齒距之比。ε==≥1——保證齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)

理論上，ε=1，即能保證齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)際上，由于制造、安裝誤差的存在，ε>1。一般ε≥1.3～1.4第二十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2、計(jì)算公式：ε=[z(tanαa1－tanα/)+z2(tanαa2－tanα/)]

αa1、αa2——輪1、2齒頂圓壓力角

αa1=arccosαa2=arccosα/——嚙合角標(biāo)準(zhǔn)安裝α/=α3、意義：齒輪重合度的大小，表明同時(shí)參與嚙合輪齒對(duì)數(shù)的多少。例4-3：一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪，已知：m=5，α=20°，ha*=1，c*=0.25，z1=20，z2=40，求這對(duì)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)的重合度ε，如ε=1.2為極限值時(shí)的中心距偏差Δa。第二十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第六節(jié)漸開(kāi)線齒輪的加工方法及變位齒輪第二十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日1齒輪輪齒的加工方法1、仿形法：利用與相鄰兩齒間齒槽形狀相同的刀具直接銑出齒廓。

當(dāng)m、α一定時(shí)，漸開(kāi)線的形狀隨z變化，這樣一齒數(shù)的齒輪需要一把刀。實(shí)際中，把m、α相同的銑刀按加工齒輪齒數(shù)分類(lèi)8組，一組加工一定z齒輪，因此，這種方法加工齒輪精度低。

盤(pán)形銑刀指形銑刀第二十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2、范成法：利用刀具和輪坯間按一對(duì)齒輪嚙合時(shí)其齒廓互為包絡(luò)的原理來(lái)加工齒廓。

1)齒輪插刀形狀與外齒輪相似，仿齒輪嚙合。2)齒條型刀具與齒輪嚙合的運(yùn)動(dòng)關(guān)系加工。

3)齒輪滾刀滾齒。第二十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2用標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪第二十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日3根切現(xiàn)象及最少齒數(shù)1、根切現(xiàn)象：用范成法加工齒輪時(shí)，有時(shí)刀具的齒頂部切入了齒的根部，將齒根的漸開(kāi)線齒廓切去一部分的現(xiàn)象。2、產(chǎn)生根切的原因：齒輪齒數(shù)太少。

3、根切的危害：抗彎強(qiáng)度降低，重合度降低。

第二十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日4、不產(chǎn)生根切最少齒數(shù)計(jì)算公式

zmin=當(dāng)α=20°，ha*=1時(shí)zmin=17

第二十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日5、避免根切的方法：1）限制齒輪的最少齒數(shù)A、減小刀具的齒頂高系數(shù)B、加大分度圓壓力角2）變位齒輪第二十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日4變位齒輪1、定義：切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，被加工齒輪的分度圓應(yīng)與齒條插刀的分度線相切，發(fā)改變刀具與輪坯的相對(duì)位置，切制出來(lái)的齒輪即為變位齒輪。以切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)的位置為基準(zhǔn)，刀具沿輪坯徑向移動(dòng)的距離xm稱(chēng)為變位量。

X=xm，x——變位系數(shù)。

x>0——正變位，遠(yuǎn)離軸心

x<0——負(fù)變位，靠近軸心x=0——零變位。

2、變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的區(qū)別：

z、m、α、分度圓、基圓不變齒頂圓、齒根圓、齒厚、齒形變化。3、變位齒輪的功用避免根切；提高齒面的接觸強(qiáng)度和齒根的彎曲強(qiáng)度；提高齒面的抗膠合和耐磨能力；配湊中心距；修復(fù)舊齒輪第三十頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日3、變位齒輪的功用：避免根切

提高齒面的接觸強(qiáng)度和齒根的彎曲強(qiáng)度

提高齒面的抗膠合和耐磨能力

配湊中心距

修復(fù)舊齒輪

第三十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第七節(jié)平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)第三十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日1斜齒輪齒廓曲面的形成及嚙合特性第三十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第三十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的嚙合特點(diǎn)1）傳動(dòng)平穩(wěn)2）傳動(dòng)時(shí)同時(shí)嚙合的輪齒對(duì)數(shù)較多，重合度大，所以高速重載中常用。第三十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2斜齒輪的基本參數(shù)1、斜齒輪的螺旋角β

分度圓上的螺旋角2、法面模數(shù)mn和端面模數(shù)mt

mn=mtcosβ

3、壓力角αn和αt

tgαn=tgαtcosβ

4、齒頂高系數(shù)han*和hat*及頂隙系數(shù)cn*和ct*

hat*=han*cosβct*=cn*cosβ

斜齒輪法面齒形與刀具齒形相同，即法面mn、αn、han*、cn*為標(biāo)準(zhǔn)值。設(shè)計(jì)、測(cè)量、加工斜齒輪時(shí)，均以法面為基準(zhǔn)。3斜齒輪的幾何尺寸表9-4第三十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日4斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件及重合度1、正確嚙合條件

兩輪法面模數(shù)相等mn1=mn2mn(mt1=mt2=mt)

兩輪法面壓力角相等αn1=αn2=αn(αt1=αt2=αt)

兩輪螺旋角大小相等β1=±β2

“－”外嚙合

“+”內(nèi)嚙合第三十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2、重合度

斜齒輪實(shí)際嚙合區(qū)比直齒輪增大了s=btgβb。實(shí)際嚙合區(qū)增加部分的重合度為εβ==

==

斜齒輪總重合度ε=εα+εβ

εα——端面重合度εβ——縱向重合度εα=[z1(tanαat1－tanαt/)+z2(tanαat2－tanαt/)]b第三十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)量齒輪：ρ為分度圓半徑，模數(shù)為mn，壓力角為αn直齒圓柱齒輪。

當(dāng)量齒數(shù)：zv==

5斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)

Zv優(yōu)點(diǎn)：1）重合度大、齒面接觸情況好，故傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力高2）斜齒輪的最少齒數(shù)比直齒輪的少，故機(jī)構(gòu)更緊湊

缺點(diǎn)：因存在螺旋角β，故傳動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力，不利于傳動(dòng)。故需限制螺旋角。一般β=8°～20°6斜齒輪的優(yōu)、缺點(diǎn)第三十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第八節(jié)蝸輪蝸桿傳動(dòng)第四十頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日1蝸桿蝸輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及類(lèi)型空間900交錯(cuò)軸傳動(dòng)蝸桿：分度圓上具有完整螺旋齒的斜齒輪蝸輪：與蝸輪相嚙合的斜齒輪分類(lèi)：左旋、右旋；單頭、多頭常用單頭右旋特點(diǎn)：傳動(dòng)比大結(jié)構(gòu)緊湊傳動(dòng)平穩(wěn)振動(dòng)、沖擊、噪音小單頭蝸桿自鎖性好傳動(dòng)效率低，易產(chǎn)生熱量成本高第四十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)按蝸桿形狀不同圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿圓柱蝸桿按其齒廓曲線形狀分：阿基米德蝸桿ZA——應(yīng)用最廣法向直廓圓柱蝸桿ZN漸開(kāi)線圓柱蝸桿ZI錐面包絡(luò)圓柱蝸桿ZK圓弧圓柱蝸桿第四十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日3蝸桿蝸輪傳動(dòng)正確嚙合條件阿基米德蝸桿中間平面垂直于蝸輪軸線通過(guò)蝸桿軸線的平面正確嚙合條件mt2=ma1=m

αt2=αa1=α

λ1=β2第四十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日4蝸桿蝸輪傳動(dòng)主要參數(shù)及幾何尺寸1、齒數(shù)z：蝸桿頭數(shù)z1=1、2、4、6蝸輪的齒數(shù)z2=z1i12=28~802、模數(shù)m：按標(biāo)準(zhǔn)選，表9-53、壓力角αa1：αa1=2004、蝸桿導(dǎo)角λ1：5、蝸桿分度圓直徑d1和直徑系數(shù)q：表9-6，d1=mq6、蝸輪分度圓直徑d2：d2=mz2

7、蝸桿機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)中心距a：8、傳動(dòng)比i：第四十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日第九節(jié)圓錐齒輪機(jī)構(gòu)第四十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日1圓錐齒輪傳動(dòng)1、應(yīng)用：兩相交軸間的傳動(dòng)。

2、特點(diǎn)：相當(dāng)于一對(duì)節(jié)圓錐純滾動(dòng)。

名稱(chēng)：節(jié)圓錐、分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐、基圓錐。

一對(duì)正確安裝的標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪，節(jié)圓錐與分度圓錐重合。

4、術(shù)語(yǔ)：分度圓錐角小齒輪δ1大齒輪δ2

r1=Rsinδ1r2=Rsinδ2傳動(dòng)比i=

Σ=δ1+δ2。多數(shù)情況下Σ=900

此時(shí)，i=cotδ1=tanδ2

第四十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，2022年，8月28日2背錐和當(dāng)量齒數(shù)1、背錐

圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，其上任一點(diǎn)與錐頂O的距離保持不變，所以該點(diǎn)與另