齒輪傳動(dòng)機(jī)械基礎(chǔ)

齒輪傳動(dòng)§4—2外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)§4—1齒輪傳動(dòng)概述§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介§4—4齒輪的結(jié)構(gòu)、材料、潤(rùn)滑與失效

齒輪傳動(dòng)

齒輪傳動(dòng)是利用齒輪副來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和（或）動(dòng)力的一種機(jī)械傳動(dòng)，可以用來(lái)傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)，而且傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，效率高

齒輪傳動(dòng)§4—1齒輪傳動(dòng)概述一、齒輪傳動(dòng)的常用類型1．兩軸平行§4—1齒輪傳動(dòng)概述2．兩軸不平行§4—1齒輪傳動(dòng)概述§4—1齒輪傳動(dòng)概述二、齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比n1z1=n2z2齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比：n1、n2——主、從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速，r/minz1、z2——主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)§4—1齒輪傳動(dòng)概述三、齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn)（1）能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，工作可靠性高，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確（2）傳遞功率和圓周速度范圍較寬，傳遞功率可高達(dá)5×104kW，圓周速度可達(dá)300m/s（3）結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比（4）傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便1．優(yōu)點(diǎn)§4—1齒輪傳動(dòng)概述（1）運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有振動(dòng)、沖擊和噪聲（2）對(duì)齒輪的安裝要求較高（3）不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速（4）不適用于中心距較大的場(chǎng)合2．缺點(diǎn)

齒輪傳動(dòng)一、漸開(kāi)線齒廓1．齒輪傳動(dòng)對(duì)齒廓曲線的基本要求（1）傳動(dòng)要平穩(wěn)（2）承載能力要強(qiáng)2．漸開(kāi)線的形成動(dòng)直線AB沿一固定圓作純滾動(dòng)，此動(dòng)直線AB上任意一點(diǎn)K的運(yùn)動(dòng)軌跡CD稱為該圓的漸開(kāi)線3．漸開(kāi)線齒廓的嚙合特性（1）能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比的恒定，保證了傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減小了振動(dòng)和沖擊（2）即使兩輪的實(shí)際中心距與設(shè)計(jì)的中心距稍有改變，其瞬時(shí)傳動(dòng)比仍能保持不變二、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪各部分名稱三、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1．壓力角壓力角：齒廓上某點(diǎn)所受正壓力方向（即齒廓上該點(diǎn)法向）與速度方向線之間所夾的銳角分度圓上的壓力角α=20°分度圓上壓力角大小對(duì)輪齒形狀的影響α<20°

α=20°

α>20°2．齒數(shù)z齒數(shù)z：一個(gè)齒輪的輪齒總數(shù)3．模數(shù)mm＝p/π模數(shù)：齒距p除以圓周率π所得的商m的單位為mm模數(shù)越大，輪齒厚度也越大，承載能力越強(qiáng)齒數(shù)相同模數(shù)不同

分度圓直徑相同

四、外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算例

一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，z1=20，z2=32，m=10。試計(jì)算d、da、df、s、db和a解五、漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件1．兩齒輪的模數(shù)必須相等，即m1=m22．兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等，即α1=α2知識(shí)鏈接標(biāo)準(zhǔn)齒輪

§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介

齒輪傳動(dòng)一、內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪的特點(diǎn)：1．齒頂圓＜分度圓，

齒根圓＞分度圓2．齒廓是內(nèi)凹的，齒

厚和齒槽寬分別對(duì)

應(yīng)于外嚙合齒輪的

齒槽寬和齒厚3．齒頂圓必須大于基圓§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介

當(dāng)要求齒輪傳動(dòng)軸平行，回轉(zhuǎn)方向一致，且傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊時(shí)，可采用內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介二、齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)可以將齒輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為齒條的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)X條的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為齒輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)齒條就像一個(gè)直徑無(wú)限大的齒輪§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介1．齒條（1）齒條的齒廓是直線，壓力角為20°（2）齒條上各齒的同側(cè)齒廓互相平行§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介2．齒條移動(dòng)速度計(jì)算v=n1πd1=n1πmz1齒條的移動(dòng)速度：v——齒條的移動(dòng)速度，mm/minn1——齒輪的轉(zhuǎn)速，r/mind1——齒輪分度圓直徑，mmm——齒輪的模數(shù)，mmz1——齒輪的齒數(shù)齒輪回轉(zhuǎn)一周，齒條移動(dòng)距離：L=πd1=πmz1§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介三、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)1．斜齒圓柱齒輪的形成

漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的齒廓是發(fā)生面在基圓柱上作純滾動(dòng)時(shí)，面上任意一條與基圓柱母線NN′平行的直線KK′的運(yùn)動(dòng)軌跡§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介斜齒圓柱齒輪的齒廓發(fā)生面上的直線KK′不是與基圓柱母線NN′平行，而是成一個(gè)夾角βb直線KK′所形成的一個(gè)螺旋形的漸開(kāi)線曲面稱為漸開(kāi)線螺旋面。βb稱為基圓柱上的螺旋角§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介2．斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)（1）斜齒圓柱齒輪的螺旋角斜齒圓柱齒輪的螺旋角：分度圓柱面與齒廓相交的螺旋線的螺旋角，用β表示β越大，輪齒傾斜程度越大，因而傳動(dòng)平穩(wěn)性越好，但軸向力也越大§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介（2）模數(shù)Pn＝Ptcosβmn＝mtcosβ斜齒圓柱齒輪的法向模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值（3）壓力角壓力角取標(biāo)準(zhǔn)值，即αn=20°§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介（4）旋向?qū)X輪軸線垂直放置，輪齒自左至右上升者為右旋，反之為左旋§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介3．斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件（1）兩齒輪法向模數(shù)相等，即：mn1=mn2=m（2）兩齒輪法向壓力角相等，即：αn1=αn2=α（3）兩齒輪螺旋角相等、旋向相反，即：β1=－β2§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介4．斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的嚙合性能（1）同時(shí)嚙合的輪齒數(shù)量多，重合度大，承載能力高（2）輪齒上的載荷逐漸增加，又逐漸卸掉。承載和卸載平穩(wěn)，沖擊、振動(dòng)和噪聲?。?）產(chǎn)生軸向力，增大了摩擦損失§4—3其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介四、直齒錐齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪用于兩軸相交時(shí)的傳動(dòng)，大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值直齒錐齒輪傳動(dòng)正確嚙合的條件：（1）兩齒輪的大端模數(shù)相等，m1=m2=m（2）兩齒輪的壓力角相等，α1=α2=α一、齒輪的結(jié)構(gòu)1．齒輪軸圓柱齒輪

錐齒輪

齒輪傳動(dòng)2．實(shí)體式齒輪圓柱齒輪

錐齒輪３．腹板式齒輪圓柱齒輪

錐齒輪4．輪輻式齒輪二、齒輪常用材料及熱處理（1）齒面具有足夠的硬度和耐磨性（2）齒心具有足夠的韌性（3）具有良好的冷、熱加工的工藝性1．對(duì)齒輪材料的基本要求（1）常用材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料（2）齒輪結(jié)構(gòu)尺寸較大時(shí)用鑄鋼（3）開(kāi)式低速傳動(dòng)齒輪用灰鑄鐵或球墨鑄鐵（4）低速重載齒輪選用綜合性能較好的鋼材（5）高速齒輪選用齒面硬度高的材料（6）受沖擊載荷的齒輪選用韌性好的材料（7）高速、輕載而又要求低噪聲的齒輪傳動(dòng)，用非金屬材料、如夾布膠木、尼龍2．常用的齒輪材料主要有表面淬火、滲碳淬火、滲氮、調(diào)質(zhì)、正火等3．鋼制齒輪的熱處理方法三、齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑1．開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑采用人工定期潤(rùn)滑，可采用油潤(rùn)滑或脂潤(rùn)滑油池潤(rùn)滑

噴油潤(rùn)滑2．閉式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑（1）v＜12m/s時(shí)，多采用油池潤(rùn)滑（2）v＞12m/s時(shí)，應(yīng)采用噴油潤(rùn)滑四、齒輪傳動(dòng)的失效1．齒面點(diǎn)蝕表