第3章常用機構和機械傳動目錄3.1認識平面四桿機構的類型及其判別條件

3.2鉸鏈四桿機構的性質(zhì)3.3鉸鏈四桿機構的性質(zhì)3.4摩擦傳動步進運動機構鉸鏈四桿機構的性質(zhì)3.5鏈傳動和齒輪傳動3.6平面連桿機構螺旋傳動

凸

輪

機

構學習目標1.熟悉齒輪傳動的基本參數(shù)。2.掌握正確嚙合條件及其應用場合。3.5.2.1齒輪傳動概述3.5.2齒輪傳動

齒輪傳動是應用最為廣泛和特別重要的一種機械傳動形式，在工程機械以及汽車、機械式鐘表中都有齒輪傳動，齒輪傳動是機器所占比重最大的傳動形式。1.齒輪傳動的組成

齒輪傳動是利用齒輪副來傳遞運動和動力的一種機械傳動。3-5-8齒輪傳動

齒輪傳動的傳動比是主動齒輪與從動齒輪角速度（或轉(zhuǎn)速）的比值，也等于兩齒輪齒數(shù)的反比，即

i=ω1／ω2=n1/n2=z2/z1

式中

ω1，

n1———

主動齒輪角速度、轉(zhuǎn)速；

ω2，

n2———

從動齒輪角速度、轉(zhuǎn)速；

z1，

z2———

主動齒輪齒數(shù)、從動齒輪齒數(shù)。齒輪傳動與摩擦輪、帶傳動和鏈傳動等相比，具有以下優(yōu)點：（1）能保持瞬時傳動比的恒定，傳動平穩(wěn)可靠。（2）傳遞功率和速度范圍大。（3）傳動效率高。一般傳動效率為η=0.94—0.98。（4）結(jié)構緊湊、維護簡便、使用壽命長。齒輪傳動也存在一定不足：（1）齒輪的制造、安裝精度要求高，成本高。（2）不能實現(xiàn)無極變速，沒有過載保護作用，工作時有噪音。（3）不適宜用于中心距較大的場合。2．齒輪傳動的應用特點3.齒輪傳動的常用類型序號分類方法類型應用舉例1根據(jù)齒輪副兩傳動軸的相對位置不同平行軸齒輪傳動人字齒齒輪傳動相交軸齒輪傳動斜齒錐齒輪傳動交錯軸齒輪傳動

蝸桿傳動2根據(jù)齒輪分度曲面不同圓柱齒輪傳動直齒齒輪傳動錐齒輪傳動直齒錐齒輪傳動3根據(jù)齒線形狀不同直齒齒輪傳動內(nèi)嚙合直齒齒輪傳動斜齒齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動曲線齒齒輪傳動準雙曲面齒輪傳動4根據(jù)齒輪傳動的工作條件不同閉式齒輪傳動汽車變速器齒輪、減速器齒輪、機床主軸箱齒輪開式齒輪傳動水泥攪拌機齒輪、卷揚機齒輪5根據(jù)輪齒齒廓曲線不同漸開線齒輪傳動常用機械上的齒輪傳動擺線齒輪傳動鐘表和某些儀器中的齒輪傳動圓弧齒輪傳動高速重載的汽輪機、壓縮機和低速重載的軋鋼機上的齒輪傳動3.5.2.2漸開線齒輪1．漸開線齒輪的主要參數(shù)（1）漸開線直齒圓柱齒輪的幾何要素及基本參數(shù)漸開線直齒圓柱齒輪幾何要素的名稱及代號見圖3-5-9。圖3-5-9漸開線直齒圓柱齒輪各部分名稱(a)---外齒輪(b)--為內(nèi)齒輪(c)--為齒條表3-5-2漸開線直齒圓柱齒輪幾何要素的名稱及代號序號名稱

相關說明代號1端平面在圓柱齒輪上，垂直于齒輪軸線的表面。

2齒頂圓圓柱齒輪的齒頂曲面稱為齒頂圓柱面。齒頂圓柱面與端平面的交線稱為齒頂圓。da3齒根圓圓柱齒輪的齒根曲面稱為齒根圓柱面。齒根圓柱面與端平面的交線稱為齒根圓。df4分度圓圓柱齒輪的分度曲面稱分度圓柱面。分度圓柱面與端平面的交線稱為分度圓。分度圓是一個假想的圓，齒輪的輪齒尺寸均以此曲面為基準而加以確定。d5齒寬齒輪的有齒部位分度圓柱直母線方向度量的寬度b6齒距兩個相鄰而同側(cè)的端面齒廓間的分度圓弧長p7齒厚一個齒的兩側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長s8齒槽寬一個齒槽的兩側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長e9齒頂高齒頂圓與分度圓之間的徑向距離ha10齒根高齒根圓與分度圓之間的徑向距離hf11全齒高齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離h12基圓形成齒廓漸開線的圓db13基圓齒距兩個相鄰而同側(cè)的端面齒廓間的基圓弧長pb

漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有：齒數(shù)z、模數(shù)m、齒形角α、齒頂高系數(shù)ha＊和頂隙系數(shù)c＊五個。序號名稱

相關說明代號1齒數(shù)一個齒輪的輪齒總數(shù)。當齒輪的模數(shù)一定時，齒數(shù)越多，齒輪的幾何尺寸越大。輪齒漸開線的曲率半徑也越大，齒廓曲線越平直。z2模數(shù)齒距除以π所得的商（m=，有理數(shù)）。單位為mm，已經(jīng)標準化。模數(shù)越大，輪齒的尺寸越大，承載能力也越強。m3齒形角通常指分度圓上的齒形角。國家標準規(guī)定漸開線圓柱齒輪分度圓上的齒形角α＝20°。α4齒頂高系數(shù)齒頂高與模數(shù)之比。標準直齒圓柱齒輪的齒頂高系數(shù)ha＊＝1。ha＊5頂隙系數(shù)一齒輪齒頂圓與另一齒輪齒根圓之間的徑向距離稱為頂隙。頂隙可避免傳動時一齒輪的齒頂與另一齒輪的齒根相碰撞，而且能貯存潤滑油，有利于齒輪的嚙合傳動。頂隙與模數(shù)之比稱為頂隙系數(shù)。標準直齒圓柱齒輪的頂隙系數(shù)c＊＝0.25c＊(2)斜齒輪的主要參數(shù)①螺旋角β

斜齒輪的齒廓曲面與分度圓柱面相交為一螺旋線，該螺旋線上的切線與齒輪軸線的夾角稱為斜齒輪的螺旋角，一般β=8°~20°。根據(jù)螺旋線的方向，斜齒輪有左旋和右旋之分。②端面參數(shù)和法向參數(shù)

垂直于斜齒輪軸線的平面稱為斜齒輪的端平面，垂直于分度圓柱上螺旋線切線方向的平面稱為斜齒輪的法平面。

規(guī)定斜齒輪的法面參數(shù)為標準值且與直齒圓柱齒輪的標準值相同。

法向壓力角an=20o，

法面齒頂高系數(shù)和法面頂隙系數(shù)分別為han*=1，cn*=0.25斜齒輪的法面模數(shù)mn和法面壓力角an與端面模數(shù)m

t和端面壓力角at之間的換算關系。

m

n=m

tcosβ；

斜齒輪的法面齒頂高系數(shù)和法面頂隙系數(shù)與端面齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)的換算公式為：

；

（3）標準直齒錐齒輪的主要參數(shù)

標準直齒錐齒輪的大端模數(shù)為標準模數(shù)，法向齒形角α＝20°，齒頂高等于模數(shù)，齒高等于2.2m。2.標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算公式參表3-5-4。表3－5-4漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動幾何尺寸(mm)例：一對標準直齒圓柱齒輪傳動，已知兩齒輪傳動的標準中心距a=225mm。小齒輪的齒數(shù)z1=24，齒頂圓直徑da1=130mm，試計算這對齒輪中大齒輪的幾何尺寸。

解：ha=ha*m=1×5==5mm

hf=(ha*+c*)m=(1+0．25)×5=6.25mm

h=ha+hf=(5+6.25)=11.25mm

p=πm=3.14×5=15.70mms=e=p/2=15.70/2=7.85mm3．漸開線圓柱齒輪的正確嚙合條件(1)直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件

要使兩齒輪能正確嚙合，即兩輪齒之間不產(chǎn)生間隙或卡住，就必須滿足兩齒輪的法向齒距相等的條件，亦即pb1=pb2，而

故有：m

1cosa1=m2cosa2由于模數(shù)和壓力角都已標準化，所以要滿足上式，應使

即一對漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：

兩齒輪的模數(shù)和壓力角應分別相等。(2)斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件

在端面內(nèi)，斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪一樣，都是漸開線齒廓。因此一對斜齒圓柱齒輪傳動時，必須滿足：mn1=m

n2

at1=a

t2

。另外，斜齒輪要正確嚙合，還必須要求兩齒輪的螺旋角相等。斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件為：式中：“一”號用于外嚙合，表示兩齒輪輪齒旋向相反；“+”號用于內(nèi)嚙合，表示兩齒輪輪齒旋向相同。

分度曲面為圓錐面的齒輪稱為錐齒輪。

其正確嚙合條件如下：①兩齒輪的大端端面模數(shù)相等，即m1=m2。②兩齒輪的齒形角相等，即a1=a2。(3)直齒錐齒輪的正確嚙合條件布置作業(yè)：1.什么是齒輪傳動？齒輪傳動有哪些優(yōu)缺點？2.斜齒輪的模數(shù)、齒形角各有哪幾種？哪一種是標準值？

計算斜齒輪齒形尺寸時應該用什么模數(shù)？它與標準模數(shù)有什么關系？3．直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、直齒錐齒輪傳動的正確嚙合條件分別是什么？4．一對直齒