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1、第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置CPvc2、齿轮传动的速比、齿轮传动的速比速比（也称传动比）速比（也称传动比）主动轮与从动轮的转速或角速主动轮与从动轮的转速或角速度之比，通常用度之比，通常用i i表示。表示。可得齿轮传动的速比为：可得齿轮传动的速比为：若主动轮的齿数为若主动轮的齿数为z z1 1，从动轮的齿从动轮的齿数为数为z z2 2，齿轮的齿距为齿轮的齿距为p p。齿轮每转一齿轮每转一周时，节圆上的周长为周时，节圆上的周长为p pz z ，同时两轮同时两轮节圆上的线速度相等，即节圆上的线速度相等，即主动轮节圆主动轮节圆节点齿廓节点齿廓法线法线节点节点从动轮节圆从动轮节圆第四章
2、第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置 若主动轮的转速为若主动轮的转速为n1，节圆直径为节圆直径为d1,从动轮的转速为从动轮的转速为n2，节圆直径为节圆直径为d2,则两齿轮的节圆速度另可表示为：则两齿轮的节圆速度另可表示为：齿轮传动的速比另表示为：齿轮传动的速比另表示为：第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置3、齿轮传动的特点、齿轮传动的特点1)1)保证瞬时传动比恒定不变；保证瞬时传动比恒定不变；2)2)速度适用范围大（速度适用范围大（v=0v=0 300m/s300m/s）；）；3)3)功率适用范围大（功率适用范围大（P=0 P=0 10 105 5KWKW）；）；4)4)传动效率
3、高（传动效率高（=0.96=0.96 0.99 0.99）；）；5)5)使用寿命长（使用寿命长（h12h12年）；年）；6)6)制造和安装精度高，制造工艺较复杂，故成本高制造和安装精度高，制造工艺较复杂，故成本高；7 7）不宜大中心距传动。）不宜大中心距传动。齿轮传动广泛应用于各种机械中，大到巨型设备，齿轮传动广泛应用于各种机械中，大到巨型设备，小至仪器仪表。既可用于传递动力，又可用于传递运动。小至仪器仪表。既可用于传递动力，又可用于传递运动。第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置4、齿轮传动的类型、齿轮传动的类型（1）按啮合方式分）按啮合方式分外啮合外啮合内啮合内啮合齿轮齿条啮合齿轮
4、齿条啮合第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置（2）按两齿轮轴线位置和轮齿齿线方向分）按两齿轮轴线位置和轮齿齿线方向分a)两轴平行两轴平行直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动斜齿斜齿圆柱圆柱齿轮齿轮传动传动人字人字齿圆齿圆柱齿柱齿轮传轮传动动第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置b)b)两轴相交两轴相交曲齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置c)c)两轴交错两轴交错交错轴斜齿轮传动交错轴斜齿轮传动（螺旋齿轮传动）（螺旋齿轮传动）第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置（3）按防护方式分）按防护方式分闭式传动
5、闭式传动开式传动开式传动第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置二、渐开线齿廓曲线二、渐开线齿廓曲线 目前使用的齿轮轮齿的齿廓曲线，绝大部分是渐开线目前使用的齿轮轮齿的齿廓曲线，绝大部分是渐开线。1 1、渐开线的形成、渐开线的形成基圆基圆发生线发生线渐开线渐开线 当一直线在某圆上作纯滚当一直线在某圆上作纯滚动时，该直线上任一点的轨迹动时，该直线上任一点的轨迹即为渐开线，该圆称为基圆，即为渐开线，该圆称为基圆，该直线称为发生线。该直线称为发生线。第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置2 2、渐开线的性质、渐开线的性质（1 1）发生线在基圆上滚过的长度等）发生线在基圆上滚过的长度等于
6、基圆上被滚过的弧长，即于基圆上被滚过的弧长，即 NK=NA（2 2）渐开线上任一点的法线必与）渐开线上任一点的法线必与基圆相切，切点为基圆相切，切点为N 。NK是是渐开渐开线上线上K 点的曲率半径。由此可见，点的曲率半径。由此可见，渐开线上各点的曲率半径是变化的，渐开线上各点的曲率半径是变化的，离基圆越远，曲率半径就越大，渐离基圆越远，曲率半径就越大，渐开线形状就越平缓，反之，渐开线开线形状就越平缓，反之，渐开线形状就越弯曲；形状就越弯曲；第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置（3 3）渐开线的弯曲形状决定于基圆大）渐开线的弯曲形状决定于基圆大小。基圆越小，渐开线越弯曲，基圆小。基圆越
7、小，渐开线越弯曲，基圆越大，渐开线越平直，当基圆无穷大越大，渐开线越平直，当基圆无穷大时，渐开线将变成一条直线；时，渐开线将变成一条直线；（4 4）由于渐开线是从基圆开始向外）由于渐开线是从基圆开始向外展开的，所以基圆内无渐开线。展开的，所以基圆内无渐开线。基圆内为一基圆内为一圆弧，不参圆弧，不参与啮合与啮合第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置（5 5）渐开线上各点的压力角大小不等，）渐开线上各点的压力角大小不等，离基圆越远压力角越大，基圆上压力角离基圆越远压力角越大，基圆上压力角等于零；等于零；压力角压力角渐开线上渐开线上K点的正压力点的正压力Fn与与该点速度该点速度VK方向间所夹
8、锐角方向间所夹锐角K 。压力角公式：压力角公式：rb 基圆半径；基圆半径；rK 渐开线上渐开线上K K点的向径；点的向径；基圆公式：基圆公式：第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置3、渐开线齿廓的啮合特性、渐开线齿廓的啮合特性1 1）渐开线齿廓满足传）渐开线齿廓满足传动比恒定性动比恒定性;2 2）渐开线齿廓间正压）渐开线齿廓间正压力方向不变性力方向不变性;3 3）渐开线齿轮的中心距可分性）渐开线齿轮的中心距可分性;CP第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置三、渐开线直齿圆柱齿轮传动三、渐开线直齿圆柱齿轮传动1 1、渐开线直齿圆柱齿轮的各部分名称和符号、渐开线直齿圆柱齿轮的各部分
9、名称和符号第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置2 2、标准渐开线直齿圆柱齿轮的参数和几何尺寸、标准渐开线直齿圆柱齿轮的参数和几何尺寸（1 1）主要参数）主要参数 分度圆分度圆d人为规定的特定圆，作为齿轮计算和加人为规定的特定圆，作为齿轮计算和加工的基准，无法测量。规定分度圆直径为：工的基准，无法测量。规定分度圆直径为：式中：式中：p分度圆分度圆齿距，齿距，z齿数齿数 模数模数m使分度圆数值成为有理数，并使其标准化的重要参数。使分度圆数值成为有理数，并使其标准化的重要参数。m是人为规定的一些整数或较是人为规定的一些整数或较为完整的有理数（为完整的有理数（P81表表43）。）。第四章第四
10、章 常用机械传动装置常用机械传动装置关于模数关于模数m m的讨论：的讨论：（1 1）国标规定了模数国标规定了模数m 标准标准(标准见表标准见表443 3）即对齿轮尺寸确定了规范，从而为齿轮的）即对齿轮尺寸确定了规范，从而为齿轮的计算、测量和加工带来了方便；计算、测量和加工带来了方便；（2 2）模数的单位是：模数的单位是：mm ；（3 3）模数模数m 好比衣服的号码，好比衣服的号码，m 愈大，齿轮各部分的尺寸都随愈大，齿轮各部分的尺寸都随着增大着增大.由公式由公式d=mz 看出，当看出，当齿数齿数z 一定时，一定时，m 愈大愈大,分度圆直分度圆直径径d 愈大，齿形就愈大，从而轮愈大，齿形就愈大，
11、从而轮齿的承载力也愈大。齿的承载力也愈大。m=1mmZ=16m=2mmZ=16m=4mmZ=16第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置 压力角压力角反映齿轮齿廓间传力性质的重要参数，通常所说的反映齿轮齿廓间传力性质的重要参数，通常所说的压力角，特指分度圆压力角。压力角，特指分度圆压力角。我国规定标准分度我国规定标准分度圆压力圆压力=20o*至此，可得确切而完整的分度圆概念和定义：至此，可得确切而完整的分度圆概念和定义：具有标准模数和压力角数值的圆，称为分度圆。具有标准模数和压力角数值的圆，称为分度圆。第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置 对于一对标准齿轮，当对于一对标准齿轮，
12、当它们正确啮合时，两轮的分它们正确啮合时，两轮的分度圆与节圆是重合的！度圆与节圆是重合的！Cr1=r1r2=r2 标准齿轮分度圆上的标准齿轮分度圆上的齿厚与齿槽宽是相等的。齿厚与齿槽宽是相等的。d1d2S1e2第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置已知：齿顶高为已知：齿顶高为ha，齿根高为齿根高为hf ，顶隙为顶隙为c顶隙作用：储存润滑顶隙作用：储存润滑油、防顶碰。油、防顶碰。规定齿顶高为：规定齿顶高为：规定顶隙为：规定顶隙为：三者关系为：三者关系为：齿顶高齿顶高齿根高齿根高我国规定：我国规定：正常齿正常齿 ha*=1,c*=0.25短短 齿齿 ha*=0.8,c*=0.3 齿顶高系数
13、齿顶高系数ha*、顶隙系数、顶隙系数c*反映齿轮轮齿高度和形状的重要参数。反映齿轮轮齿高度和形状的重要参数。第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置（2 2）标准直齿圆柱齿轮标准直齿圆柱齿轮几何尺寸几何尺寸名名 称称公公 式式分度圆直径分度圆直径齿顶高齿顶高齿根高齿根高全齿高全齿高齿顶圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿根圆直径齿距齿距齿厚齿厚齿槽宽齿槽宽齿宽齿宽中心距中心距变速箱齿轮：，减速器齿轮：第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置3 3、标准直齿圆柱齿轮的啮合传动、标准直齿圆柱齿轮的啮合传动（1 1）正确啮合的条件）正确啮合的条件直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：直齿圆柱齿轮正确啮合
14、的条件是：两轮的模数和压力角应分别相等。两轮的模数和压力角应分别相等。（2 2）连续传动的条件）连续传动的条件标准直齿圆柱齿轮连续传动的条件是：标准直齿圆柱齿轮连续传动的条件是：同时啮合的齿对有一对以上同时啮合的齿对有一对以上齿轮的齿数齿轮的齿数z z越多，啮合角越多，啮合角越大，传动的连续性越好。越大，传动的连续性越好。第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置（3 3）避免根切的条件）避免根切的条件根切根切 当用当用范成法（如滚齿、插齿等方法）范成法（如滚齿、插齿等方法）加工齿轮时，若被切齿轮的齿数选择不当，加工齿轮时，若被切齿轮的齿数选择不当，则齿轮毛坯的根部的根部会被刀具过多地则齿
15、轮毛坯的根部的根部会被刀具过多地切削，形成根切。切削，形成根切。根切与否决定于被加工齿轮的齿数选择。根切与否决定于被加工齿轮的齿数选择。其危害：其危害：削弱了齿轮的抗弯曲折断能力；削弱了齿轮的抗弯曲折断能力；根部渐开线形状被破坏，啮合齿对减少，影响平稳性。根部渐开线形状被破坏，啮合齿对减少，影响平稳性。标准直齿圆柱齿轮不发标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为：生根切的最少齿数为：第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置课课 后后 小小 结结一、概述一、概述原理原理 依靠两齿轮相互啮合传递运动和动力。依靠两齿轮相互啮合传递运动和动力。速比速比特点特点1 1）速比恒定；）速比恒定；2 2）
16、速度功率范围大；）速度功率范围大；3 3）效率）效率高；高；4 4）寿命长；）寿命长；5 5）成本高。）成本高。类型类型啮啮合合内内外外条条轴轴线线平行：直圆、斜圆、人圆平行：直圆、斜圆、人圆相交：直锥、曲锥相交：直锥、曲锥相错：螺旋齿轮相错：螺旋齿轮第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置二、渐开线齿廓曲线二、渐开线齿廓曲线形成形成（见图）（见图）性质性质1 1）发生线上滚长等于基圆上滚弧；）发生线上滚长等于基圆上滚弧；2 2）渐开线上一点的法线必切于基圆；）渐开线上一点的法线必切于基圆；3 3）渐开线的形状取决于基圆大小；）渐开线的形状取决于基圆大小；4 4）基圆内无渐开线；）基圆内
17、无渐开线；5 5）渐开线上各点的压力角不一样（）渐开线上各点的压力角不一样（coscosk k=r rb b/r/rk k)特性特性1 1）速比恒定性；）速比恒定性；2 2）力向不变性；）力向不变性；3 3）中心距可分性）中心距可分性第四章第四章 常用机械传动装置常用机械传动装置三、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动三、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动参数参数1 1）模数）模数 m=P/;2m=P/;2）压力角压力角 =20=20o o ;3 3）齿顶高系数齿顶高系数 h ha a*=1;4=1;4）顶隙系数顶隙系数 c c*=0.25=0.25概念概念1）具有标准模数和压力角的圆，称为分度圆。）具有标准模数和压力角的圆，称为分度圆。2）一对标准齿轮正确啮合时，两轮的分度圆与）一对标准齿轮正确啮合时，两轮的分度圆与节圆是重合的！节圆是重合的！尺寸尺寸（公式见表）公式见表）正确啮合条件正确啮合条件连续传动条件连续传动条件同时参与啮合的齿对有一对以上。同时参与啮合的齿对有一对以上。不发生根切的条件不发生根切的条件最少齿数为最少齿数为Z Zminmin=17=17