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1、制作：陈晓岑制作：陈晓岑4-14-1概述概述一、齿轮一、齿轮（gear）传动的优缺点传动的优缺点 可用来传递空间任意两轴间的运动和动力；可用来传递空间任意两轴间的运动和动力；适用的速度和传递的功率范围大。适用的速度和传递的功率范围大。传动效率高、使用寿命长、工作安全可靠、传动效率高、使用寿命长、工作安全可靠、传动比准确、机构紧凑；传动比准确、机构紧凑；优点：优点：缺点：缺点：制造精度要求高，成本高；制造精度要求高，成本高；精度底时躁声大；精度底时躁声大；不宜用于轴间距离大的传动。不宜用于轴间距离大的传动。1、按传动轴线的相对位置分：、按传动轴线的相对位置分：二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的
2、主要类型1）平行轴齿轮机构）平行轴齿轮机构(Gears with Parallel Axes)直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动spur gear斜齿斜齿圆柱圆柱齿轮齿轮传动传动helical gear 人字齿圆柱齿轮传动人字齿圆柱齿轮传动double-helical gear4-14-1概述概述1）平行轴齿轮机构）平行轴齿轮机构(Gears with Parallel Axes)直齿齿轮齿条传动直齿齿轮齿条传动斜齿齿轮齿条传动斜齿齿轮齿条传动二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型1）平行轴齿轮机构）平行轴齿轮机构(Gears with Para
3、llel Axes)直齿内齿轮传动直齿内齿轮传动internal gear斜齿内齿轮传动斜齿内齿轮传动helical internal gear2、相交轴齿轮机构相交轴齿轮机构(Gears with Intersecting Axes)直齿圆直齿圆锥齿轮锥齿轮传动传动straight bevel gear斜齿斜齿圆锥圆锥齿轮齿轮传动传动skew bevel gear曲线曲线齿圆齿圆锥齿锥齿轮传轮传动动spiral bevel gear二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型3、交错轴齿轮机构交错轴齿轮机构(Gears with Skew Axes
4、)交错轴斜齿轮传动交错轴斜齿轮传动crossed helical gear蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动worm drive3、交错轴齿轮机构交错轴齿轮机构(Gears with Skew Axes)蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆蜗杆下置蜗杆下置蜗杆上置蜗杆上置二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型齿齿轮轮机机构构分分类类用于平行轴间传用于平行轴间传动的齿轮机构动的齿轮机构螺旋齿轮传动螺旋齿轮传动蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动外啮合齿轮传动外啮合齿轮传动内啮合齿轮传动内啮合齿轮传动齿轮齿条传动齿轮齿条传动用于相交轴间传用于相交轴间传动的齿轮机构动的齿轮机构用于交错轴间传用于交错轴间传动的齿轮机构动的齿轮机构直齿轮
5、传动直齿轮传动斜齿轮传动斜齿轮传动人字齿轮传动人字齿轮传动圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动直齿直齿斜齿斜齿曲齿曲齿二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型2 2、按齿廓曲线的形状分：、按齿廓曲线的形状分：渐开线齿轮渐开线齿轮摆线齿轮摆线齿轮圆弧齿轮圆弧齿轮3、按齿轮传动是否封闭分：、按齿轮传动是否封闭分：开式齿轮传动开式齿轮传动封闭式齿轮传动封闭式齿轮传动4、按一对齿轮传动的角速比是否恒定分：、按一对齿轮传动的角速比是否恒定分：定传动比定传动比(即即i12常数常数)传动的齿轮机构传动的齿轮机构(圆形齿轮机构圆形齿轮机构)（circular Gear)。变
6、传动比变传动比(即即i12常数）传动的齿轮机构常数）传动的齿轮机构(非圆形齿轮机构非圆形齿轮机构)(Non-circular Gear)。二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型椭圆齿轮机构椭圆齿轮机构对数螺线非圆齿轮机构对数螺线非圆齿轮机构4、按一对齿轮传动的角速比是否恒定分：、按一对齿轮传动的角速比是否恒定分：二、齿轮传动的主要类型二、齿轮传动的主要类型变传动比变传动比(即即i12常数）传动的齿轮机构常数）传动的齿轮机构(非圆形齿轮机构非圆形齿轮机构)(Non-circular Gear)。三、三、齿轮传动的基本要求齿轮传动的基本要求 1 1必要的工作平稳性。必要的工作平稳性。即要求瞬
7、时传动比即要求瞬时传动比 为常数，为此要研究齿轮廓及啮合原理。为常数，为此要研究齿轮廓及啮合原理。2 2足够的强度。足够的强度。即要求齿轮的尺寸小、重即要求齿轮的尺寸小、重 量轻，在保证承载能力条件下，寿命长。量轻，在保证承载能力条件下，寿命长。4-14-1概述概述一、齿廓啮合基本定律一、齿廓啮合基本定律 4-2 4-2 齿轮齿廓设计齿轮齿廓设计对齿轮传动的基本要求对齿轮传动的基本要求是保证瞬时传动比：是保证瞬时传动比：i12=1/2=C C点点p是两齿轮廓在点是两齿轮廓在点K K接触接触时的相对速度瞬心，则：时的相对速度瞬心，则：Vp=1 1o o1 1p=p=2 2o o2 2p ppnn
8、kP13P23(P12)o1o231212一、齿廓啮合基本定律一、齿廓啮合基本定律21pnnkP13P23(P12)o1o2312 由此可见：两轮由此可见：两轮瞬时传动比瞬时传动比都与其都与其连连心线心线O O1 1O O2 2被其啮合齿廓被其啮合齿廓在接触点处的在接触点处的公法线公法线所分成的两段成反比所分成的两段成反比。4-2 4-2 齿轮齿廓设计齿轮齿廓设计一、齿廓啮合基本定律一、齿廓啮合基本定律k121pnnkP13P23(P12)o1o2312 1 1、要使两齿轮的瞬时要使两齿轮的瞬时传动比为一常数，则不论传动比为一常数，则不论两齿廓在任何位置接触，两齿廓在任何位置接触，过接触点所作
9、的两齿廓公过接触点所作的两齿廓公法线都必须与连心线交于法线都必须与连心线交于一定点一定点p（节点）节点）。平面齿廓啮合基本定律。平面齿廓啮合基本定律。结论：结论：4-2 4-2 齿轮齿廓设计齿轮齿廓设计一、齿廓啮合基本定律一、齿廓啮合基本定律结论：结论：中心距k121pnnkP13P23(P12)o1o2312 2 2、定点定点p p称为节称为节点点，以，以o1和和o2为圆心，为圆心，过节点过节点p作的两相切作的两相切圆称为圆称为节圆节圆，其半径，其半径用、用、r1和和r2表示。表示。两两圆心圆心之间距离之间距离称为称为中中心距，用心距，用a 表示。表示。4-2 4-2 齿轮齿廓设计齿轮齿廓设
10、计一、齿廓啮合基本定律一、齿廓啮合基本定律中心距k121pnnkP13P23(P12)o1o2312 3 3、凡能满足齿廓凡能满足齿廓啮合基本定律的一对啮合基本定律的一对齿廓称为齿廓称为共轭齿廓共轭齿廓，理论上有无穷多对共理论上有无穷多对共轭齿廓，其中以渐开轭齿廓，其中以渐开线齿廓应用最广。线齿廓应用最广。4-2 4-2 齿轮齿廓设计齿轮齿廓设计二、渐开线及渐开线齿廓二、渐开线及渐开线齿廓K0K渐开线渐开线渐开线渐开线k0k的的展角展角O基圆基圆rb1、渐开线的形成及其性质、渐开线的形成及其性质rk向径向径 当直线沿一圆周作纯滚动时，直线上当直线沿一圆周作纯滚动时，直线上任一点任一点K K轨迹
11、轨迹k0k，称为该圆的渐开线。称为该圆的渐开线。N发生线发生线1）渐开线形成）渐开线形成二、渐开线及渐开线齿廓二、渐开线及渐开线齿廓1、渐开线的形成及其性质、渐开线的形成及其性质2）渐开线性质）渐开线性质(2)(2)渐开线上任意一渐开线上任意一点的法线必切于基圆，点的法线必切于基圆，(1)(1)NK=N K0）与基圆的切点为渐与基圆的切点为渐开线在开线在K K点的曲率中心，点的曲率中心，而线段而线段NK是渐开线在是渐开线在点点K K处的曲率半径处的曲率半径k。N发生线发生线渐开线渐开线k0k的的展角展角K0KO基圆基圆渐开线渐开线rk曲率曲率中心中心k 曲率半径曲率半径PkVkrb1、渐开线的
12、形成及其性质、渐开线的形成及其性质2）渐开线性质）渐开线性质二、渐开线及渐开线齿廓二、渐开线及渐开线齿廓()渐开线齿廓上渐开线齿廓上各点的压力角不同。各点的压力角不同。点离基圆中心点离基圆中心愈远，压力角愈大。愈远，压力角愈大。NOK=N发生线发生线渐开线渐开线k0k的的展角展角K0KO基圆基圆渐开线渐开线rk曲率曲率中心中心k 曲率半径曲率半径2）渐开线性质）渐开线性质二、渐开线及渐开线齿廓二、渐开线及渐开线齿廓KO12rb1o112rb2o23 KN2N1KO11(4)(4)渐开线的形状取决渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直，当大，渐开线越平直，当基圆
13、半径趋于无穷大时，基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为斜直线，它渐开线成为斜直线，它就是齿条的齿廓。就是齿条的齿廓。AK1K2B（5)同一基圆上任意两条渐开线间的法向距离相等。同一基圆上任意两条渐开线间的法向距离相等。N1N2A1B1A2B2异侧异侧A1B1=A1N1+N1B1N1B=A1B1=A2B2AN1=AB=+A2B2=A2N2+N2B2N2B=AN2=AB=+所以：所以：二、渐开线及渐开线齿廓二、渐开线及渐开线齿廓(6)(6)基圆内无渐开线。基圆内无渐开线。3 3）渐开线的方程式）渐开线的方程式(二、渐开线及渐开线齿廓二、渐开线及渐开线齿廓N发生线发生线渐开线渐开线k0k的的展角展角K0
14、KO基圆基圆渐开线渐开线PkVkrbrk 以以O为中心，以为中心，以OK0为极轴为极轴的渐开线上的渐开线上K点的极坐标方程：点的极坐标方程：三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性1 1、能保证实现恒定传动比传动、能保证实现恒定传动比传动N2N1Pk1k2o2o11rb1rb22 分析：分析：由渐开线质知，法线由渐开线质知，法线N1N2必同时与两轮的基圆相切，即必同时与两轮的基圆相切，即N1N2为两基圆的为两基圆的条内公切线条内公切线。两轮的基圆为定圆，其在两轮的基圆为定圆，其在同一方向的内公切线只有同一方向的内公切线只有条条切必为一定线，与连心线的交切必为
15、一定线，与连心线的交点点P必为一定点。必为一定点。N2N1Pk1k2o2o11rb1rb22三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性1 1、能保证实现恒定传动比传动、能保证实现恒定传动比传动 故渐开线齿廓齿轮的传动比故渐开线齿廓齿轮的传动比为常数，即：为常数，即：根据齿廓啮合基本定理可得：根据齿廓啮合基本定理可得：因此渐开线齿轮齿廓的啮因此渐开线齿轮齿廓的啮合传动满足齿廓啮合基本律。合传动满足齿廓啮合基本律。三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性三、一对渐开线直齿圆柱齿轮齿廓啮合特性1 1、能保证实现恒定传动比传动、能保证实现恒定传动比传动 一般用作功率传动的齿轮机构，若一般用作功率传动的齿轮机构，若i=c，则可以减，则可以减少因速度变化而产生的附加动载荷、振动和躁声，延长少因速度变化而产生的附加动载荷、振动和躁声，延长其使用寿命，提高其工作精度。这一特性在工程上具有其使用寿命，提高其工作精度。这一特性在工程上具有重大意义。重大意义。传动比保持恒定在工程实际中有什么意义呢？传动比保持恒定在工程实际中有什么意义呢？