《機械基礎(chǔ)》概念梳理與?？碱}選講第8講、齒輪傳動一、考綱要求1.掌握齒輪傳動的特點、分類及應(yīng)用。2.掌握漸開線的形成及特性。3.熟悉漸開線齒輪各部分的名稱、主要參數(shù)。4.掌握漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本尺寸的計算。5.熟悉一對漸開線齒輪傳動的正確嚙合條件，掌握其嚙合特性。6.掌握斜齒圓柱齒輪的傳動特點、應(yīng)用及主要參數(shù)。7.了解直齒錐齒輪傳動的特點、應(yīng)用。8.了解齒輪的加工方法及材料、結(jié)構(gòu)。9.掌握齒輪傳動的失效形式。二、知識梳理一、齒輪傳動概述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。屬于兩構(gòu)件直接嚙合的嚙合傳動。1.傳動特點(1)傳動平穩(wěn)，能保證瞬時傳動比恒定，傳遞運動準確可靠。(2)工作可靠，使用壽命長，傳動效率高。(3)傳動功率、速度和尺寸范圍大。(4)制造成本高，安裝精度要求較高。(5)有噪聲，振動較大。2.齒輪傳動分類(1)根據(jù)兩軸的相對位置和輪齒方向分類1)平行軸齒輪傳動：圓柱齒輪傳動(直齒、斜齒、人字齒)2)相交軸齒輪傳動：錐齒輪傳動(直齒、斜齒、曲齒)3)交錯軸齒輪傳動：螺旋齒輪傳動、蝸桿傳動。(2)根據(jù)齒輪傳動工作條件分類1)開式齒輪傳動：齒輪暴露在外，不能保證良好潤滑。2)閉式齒輪傳動：齒輪在封閉箱體中，潤滑好。3)半開式齒輪傳動：齒輪在油池內(nèi)，但不封閉。(3)按嚙合方式分類1)外嚙合齒輪傳動2)內(nèi)嚙合齒輪傳動3)齒輪齒條傳動(4)按齒廓曲線分類1)漸開線齒輪：用于各種機械傳動，應(yīng)用廣泛。2)擺線齒輪：用于鐘表、儀器等。3)圓弧齒輪：用于重型機械。1.形成

在某平面上，一條動直線沿一固定圓作純滾動，此動直線上任意一點的運動軌跡稱為該圓的漸開線，該圓稱為漸開線的基圓，其半徑用r表示，動直線稱為漸開線的發(fā)生線。以同一個基圓上產(chǎn)生的兩條反向漸開線為齒廓的齒輪就是漸開線齒輪。二、漸開線的形成及性質(zhì)2.性質(zhì)(1)發(fā)生線在基圓上滾過的線段長度等于基圓上被滾過的一段弧長。(2)漸開線上任意一點的法線必切于基圓。(3)漸開線的形狀取決于基圓的大小，同一基圓，得到的漸開線形狀完全相同，基圓越小，漸開線越彎曲；基圓越大，漸開線越趨平直。當基圓半徑趨于無窮大時，漸開線為直線，這種直線型的漸開線就是齒條的齒廓線，也就形成了齒條。(4)漸開線上各點的曲率半徑不相等。點離基圓越遠，其曲率半徑就越大，漸開線越趨平直；反之，曲率半徑越小，漸開線越彎曲。(5)漸開線上各點的齒形角(壓力角)不等。離基圓越遠，齒形角越大，基圓上的齒形角(壓力角)為零。齒形角越小，齒輪傳動越省力。(6)漸開線的起始點在基圓上，基圓內(nèi)無漸開線。1.基本參數(shù)

三、直齒圓柱齒輪

2.基本尺寸計算

3.漸開線齒輪的嚙合特性(1)漸開線齒輪能保持瞬時傳動比的恒定；(2)漸開線齒輪的中心距具有可分離性：制造、安裝時產(chǎn)生的中心距誤差，對傳動比沒有影響，瞬時傳動比不會發(fā)生變化；

1.傳動特點(1)傳動平穩(wěn)，沖擊、噪聲和振動小，適于高速傳動；(2)承載能力強，適合重載情況下工作；(3)使用壽命長；(4)不能作滑移齒輪使用；(5)傳動時有軸向力，這對軸及軸承提出了更高的要求；對于大型齒輪可用人字齒齒輪，將其軸向力抵消。四、斜齒圓柱齒輪2.主要參數(shù)和幾何尺寸計算模數(shù)和壓力角有法面和端面兩種，以法面模數(shù)和法面壓力角為標準值，來計算端面尺寸。標準斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)：

3.正確嚙合條件外嚙合條件：兩斜齒圓柱齒輪法向模數(shù)和法向壓力角分別相等，螺旋角大小相等且旋向相反。內(nèi)嚙合條件：兩斜齒圓柱齒輪法向模數(shù)和法向壓力角分別相等，螺旋角大小相等且旋向相同。1.傳動特點

錐齒輪傳動應(yīng)用于兩軸線相交的場合，通常采用兩軸垂直相交傳動。軸向力小，支承要求簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，容易加工；但傳動不平穩(wěn)，承載能力低。錐齒輪傳動多用于低速、輕載的場合。2.模數(shù)標準值

大端端面模數(shù)作為標準值。3.直齒錐齒輪的正確嚙合條件

兩齒輪的大端端面模數(shù)相等，兩齒輪的大端壓力角相等。五、直齒錐齒輪1.特點

齒輪齒條傳動的主要目的是將齒輪的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)辇X條的直線往復(fù)運動，或?qū)X條的直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的回轉(zhuǎn)運動。

六、齒輪齒條傳動(2)由于齒條上各齒的同側(cè)齒廓互相平行，所以無論是在分度線(即基本齒廓的基準線)上、齒頂線上，還是在與分度線平行的其他直線上，齒距均相等，模數(shù)為同一標準值。

齒條分度線上的齒厚和齒槽寬相等，齒條分度線是確定齒條各部分尺寸的基準線。2.齒條的移動速度和距離的計算

1.材料常用齒輪的材料有鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料。2.結(jié)構(gòu)常見的圓柱齒輪結(jié)構(gòu)有：(1)齒輪軸。

七、齒輪的材料、結(jié)構(gòu)和加工方法3.加工方法(1)齒輪的切削加工方法1)展成法是根據(jù)漸開線形成原理加工的方法，常用的有滾齒、插齒、刨齒等。用這種方法加工齒數(shù)小于17的齒輪時會發(fā)生根切現(xiàn)象。2)仿形法是用與齒廓曲線相耦合的成形刀在銑床上銑齒的方法。

(3)變位齒輪的概念

加工齒輪時，調(diào)整刀具與齒輪毛坯的中心距，可避免根切。當中心距大于標準中心距時，加工的齒輪為正變位齒輪，分度圓齒厚大于齒槽寬；當中心距小于標準中心距時，加工的齒輪為負變位齒輪，分度圓齒厚小于齒槽寬。齒輪的失效形式有輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕、齒面膠合、齒面塑性變形。齒輪的失效形式與齒輪傳動的工作條件、齒輪材料的性質(zhì)及表面的硬度、表面結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。實踐證明，在閉式傳動中可能發(fā)生齒面點蝕、齒面膠合；在開式傳動中可能發(fā)生齒面磨損和輪齒折斷。八、齒輪的失效形式三、高考?？碱}選講(一)、判斷題1.正確嚙合的一對漸開線齒輪，其傳動比大小與兩輪安裝的中心距無關(guān)。(

)√2.標準直齒錐齒輪，規(guī)定以小端的幾何參數(shù)為標準值。(

)×3.齒輪傳動中，主動輪的轉(zhuǎn)速與從動輪的轉(zhuǎn)速成正比，與齒數(shù)成反比。(

)×4.在齒輪傳動中，當主動輪轉(zhuǎn)速很低時，從動輪的轉(zhuǎn)速也一定很低。(

)×5.一對直齒錐齒輪傳動，主動輪轉(zhuǎn)速增加一倍，從動輪轉(zhuǎn)速也增加一倍。(

)×(二)、填空題1.一對齒輪傳動在中心距稍有改變時，其傳動比并不發(fā)生改變，這就是齒輪______________性。中心距可分離

4100

3.14

4.斜齒圓柱齒輪以____面壓力角為標準壓力角。法

5.齒輪常用的切削加工方法有______法和______法兩種。標準齒輪加工過程中，由于__________原因，會出現(xiàn)根切現(xiàn)象。仿形展成齒數(shù)過少6.齒輪傳動的常見失效形式有__________、__________、__________、齒面膠合和__________。在閉式齒輪傳動中，主要失效形式為__________。齒面點蝕齒根折斷齒面磨損齒面塑變齒面點蝕7.開式齒輪傳動的主要失效形式是__________。齒面磨損8.齒輪的標準壓力角是指________的壓力角。分度圓9.直齒圓柱齒輪的輪齒方向與齒輪軸線______，通常采用的切齒方法為______。平行銑齒10.在蝸桿傳動中，蝸桿的導(dǎo)程角等于蝸桿的螺旋升角。導(dǎo)程角的大小決定了蝸桿傳動的__________和________。傳動效率自鎖性(三)、單項選擇題1.用于傳遞兩交錯軸間運動的是(

)。BA.錐齒輪傳動

B.蝸桿蝸輪傳動

C.鏈傳動

D.V帶傳動2.關(guān)于漸開線齒輪的壓力角，敘述正確的是(

)。DA.齒廓曲線上各點壓力角都相等B.齒廓壓力角大小取決于基圓的尺寸C.在漸開線不同位置壓力角不同，距基圓越遠壓力角越小D.在漸開線不同位置壓力角不同，距基圓越遠壓力角越大3.漸開線上任一點的法線必和基圓(

)。BA.相交

B.相切

C.相分離

D.不確定4.漸開線齒廓齒輪嚙合，嚙合點越靠近齒根其壓力角(

)。CA.越大

B.不變

C.越小

D.不確定5.漸開線的形狀直接取決于(

)。CA.齒數(shù)的多少

B.模數(shù)的大小

C.基圓的大小

D.壓力角的大小6.漸開線上各點的壓力角，隨著漸開線的展開(

)。CA.逐漸減小

B.保持不變

C.逐漸加大

D.不確定7.關(guān)于漸開線齒輪傳動，下列敘述錯誤的是(

)。A

8.一對漸開線齒輪傳動，當中心距略有改變時，不變的是(

)。BA.嚙合角

B.傳動比

C.節(jié)圓

D.嚙合線9.直接影響標準漸開線直齒圓柱齒輪輪齒大小的參數(shù)是(

)。AA.模數(shù)

B.齒數(shù)

C.壓力角

D.都不影響10.一對漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是(

)。CA.分度圓壓力角等于嚙合角

B.齒輪的分度圓與節(jié)圓重合C.分度圓上的壓力角和模數(shù)分別相等

D.兩齒輪節(jié)圓必須相切11.斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件是法面模數(shù)和壓力角分別相等，(

)。BA.內(nèi)嚙合螺旋角大小相等，旋向相反

B.外嚙合螺旋角大小相等，旋向相反C.外嚙合螺旋角大小不等，旋向相反

D.外嚙合螺旋角大小相等，旋向相同12.下列對斜齒輪描述錯誤的是(

)。CA.傳動更平穩(wěn)

B.承載能力大C.可