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1、YCF（中职）机械基础第3章教学课件项目三项目三轮传动和轮系机构的类型及功轮传动和轮系机构的类型及功能能本章概要与教学目标本章概要与教学目标任务一任务一摩擦轮传动摩擦轮传动任务二任务二齿轮传动齿轮传动任务三任务三轮系轮系下一页返回本章概要与教学目标本章概要与教学目标本章概要本章概要 通过本章的学习，使学生了解轮传动可以分为摩擦轮传动和齿轮传动通过本章的学习，使学生了解轮传动可以分为摩擦轮传动和齿轮传动两种方式，它们的共同特点是直接接触类两种方式，它们的共同特点是直接接触类.教学目标教学目标1.了解枪系是由一系列轮子组成的传动系统，这些转子通常是齿转，了解枪系是由一系列轮子组成的传动系统，这些转
2、子通常是齿转，也可以是摩擦柑。也可以是摩擦柑。2。掌握轮传动和转系机构的种类和功能、并且掌握其一般羊作原担。掌握轮传动和转系机构的种类和功能、并且掌握其一般羊作原担和应用。和应用。3.在掌握理论基础上，能够独宾计算标准直齿圆一柱齿枪的元何计算在掌握理论基础上，能够独宾计算标准直齿圆一柱齿枪的元何计算方法，并且会计算定轴转索中任意从动轮的转速。方法，并且会计算定轴转索中任意从动轮的转速。返回任务一任务一摩擦轮传动摩擦轮传动一、摩擦轮传动的一般工作原理一、摩擦轮传动的一般工作原理 利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力的机械传动称利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力的机械传动称之
3、为摩擦轮传动。如之为摩擦轮传动。如图图3-1(a)所示，两个相互压紧的圆柱形摩擦轮组所示，两个相互压紧的圆柱形摩擦轮组成最简单的摩擦轮传动。在正常传动时，主动轮依靠摩擦力的作用带成最简单的摩擦轮传动。在正常传动时，主动轮依靠摩擦力的作用带动从动轮转动，并保证两轮面的接触处有足够大的摩擦力，使主动轮动从动轮转动，并保证两轮面的接触处有足够大的摩擦力，使主动轮产生的摩擦力矩足以克服从动轮上的阻力矩。如果阻力矩大于摩擦力产生的摩擦力矩足以克服从动轮上的阻力矩。如果阻力矩大于摩擦力矩，两轮面接触处在传动中会出现相对滑移现象，这种现象称为矩，两轮面接触处在传动中会出现相对滑移现象，这种现象称为“打打滑滑
4、”。下一页返回任务一任务一摩擦轮传动摩擦轮传动有两种方法可以增大摩擦力有两种方法可以增大摩擦力:一是增大摩擦因数一是增大摩擦因数;二是增大正压力。增二是增大正压力。增大摩擦因数的方法，通常是将其中一个摩擦轮用钢或铸铁材料制造，大摩擦因数的方法，通常是将其中一个摩擦轮用钢或铸铁材料制造，在另一个摩擦轮的工作表面，豁上一层石棉、皮革、橡胶布、塑料或在另一个摩擦轮的工作表面，豁上一层石棉、皮革、橡胶布、塑料或纤维材料等。增大正压力可以在摩擦轮上安装弹簧或其他的施力装置纤维材料等。增大正压力可以在摩擦轮上安装弹簧或其他的施力装置图图3-2(a)。但这样会增加作用在轴与轴承上的载荷，导致增大传。但这样会
5、增加作用在轴与轴承上的载荷，导致增大传动件的尺寸，使机构笨重。因此，正压力只能适当增加。主动轮适合动件的尺寸，使机构笨重。因此，正压力只能适当增加。主动轮适合选择轮面较软的摩擦轮，这样可以避免传动中产生的打滑，进一步避选择轮面较软的摩擦轮，这样可以避免传动中产生的打滑，进一步避免从动轮的轮面遭受局部磨损而影响传动质量的现象。免从动轮的轮面遭受局部磨损而影响传动质量的现象。上一页 下一页返回任务一任务一摩擦轮传动摩擦轮传动二、摩擦轮传动的基本类型二、摩擦轮传动的基本类型 按两轮轴线相对位置摩擦轮传动可分为两轴平行和两轴相交两类。按两轮轴线相对位置摩擦轮传动可分为两轴平行和两轴相交两类。1.两轴平
6、行的摩擦轮传动两轴平行的摩擦轮传动 两轴平行的摩擦轮传动，有外接圆柱式摩擦轮传动图两轴平行的摩擦轮传动，有外接圆柱式摩擦轮传动图3-1(a)和内和内接圆柱式摩擦轮传动接圆柱式摩擦轮传动图图3-1(b)两种。前者两轴转动方向相反，后两种。前者两轴转动方向相反，后者两轴转动方向相同。者两轴转动方向相同。2.两轴相交的摩擦轮传动两轴相交的摩擦轮传动 两轴相交的摩擦轮传动，其摩擦轮多为圆锥形，并有外接圆锥式两轴相交的摩擦轮传动，其摩擦轮多为圆锥形，并有外接圆锥式图图3-2(a)和内接圆锥式和内接圆锥式图图3-2(b)两种。此外，还有圆柱圆盘式两种。此外，还有圆柱圆盘式结构，如结构，如图图3-3所示。圆
7、锥形摩擦轮安装时，应使两轮的锥顶重合，所示。圆锥形摩擦轮安装时，应使两轮的锥顶重合，以保证两轮锥面上各接触点处的线速度相等。以保证两轮锥面上各接触点处的线速度相等。上一页 下一页返回任务一任务一摩擦轮传动摩擦轮传动图图3-3所示为滚子平盘式机械无级变速机构的示意图。当动力源带动所示为滚子平盘式机械无级变速机构的示意图。当动力源带动轴轴I上的滚子上的滚子1以恒定的转速以恒定的转速n，回转时，因滚子紧压在平盘，回转时，因滚子紧压在平盘2上，靠摩上，靠摩擦力的作用，使平盘转动并带动从动轴擦力的作用，使平盘转动并带动从动轴B以转速以转速n:回转，假定滚子与回转，假定滚子与平盘接触线平盘接触线AB的中点
8、的中点C处无相对滑移，为纯滚动，则滚子与平盘在点处无相对滑移，为纯滚动，则滚子与平盘在点C处的线速度相等，可得处的线速度相等，可得所以从动轴所以从动轴n的转速为的转速为式中，式中，r1为滚子半径，单位为滚子半径，单位mm;r2为滚子素线中点到从动轴轴线的距为滚子素线中点到从动轴轴线的距离，单位离，单位mm.上一页 下一页返回任务一任务一摩擦轮传动摩擦轮传动若将滚子若将滚子1沿平盘沿平盘2表面做径向移动，改变表面做径向移动，改变r2，从动轴，从动轴B的转速的转速n2随之随之改变。由于改变。由于r2可在一定范围内任意改变，所以轴可在一定范围内任意改变，所以轴n可以获得无级变速。可以获得无级变速。素
9、线素线:曲面可以看做是动线在空间运动的轨迹，该动线称为母线，曲面可以看做是动线在空间运动的轨迹，该动线称为母线，母线处于曲面上任意位置时称为素线。母线处于曲面上任意位置时称为素线。三、摩擦轮传动的传动比三、摩擦轮传动的传动比机构的传动比机构中瞬时输入速度与输出速度的比值。对于摩擦轮传机构的传动比机构中瞬时输入速度与输出速度的比值。对于摩擦轮传动，其传动比就是主动轮转速与从动轮转速的比值。传动比用符号动，其传动比就是主动轮转速与从动轮转速的比值。传动比用符号i表表示，表达式为示，表达式为其中其中n1为主动轮转速，单位为为主动轮转速，单位为r/min;n2为从动轮转速，单位为为从动轮转速，单位为r
10、/min.如如图图3-1(a)所示，传动时如果两摩擦轮在接触处所示，传动时如果两摩擦轮在接触处D点没有相对滑移，点没有相对滑移，则两轮在则两轮在P点的线速度相等，即点的线速度相等，即v1=v2。因为。因为上一页 下一页返回任务一任务一摩擦轮传动摩擦轮传动上一页 下一页返回任务一任务一摩擦轮传动摩擦轮传动四、摩擦轮传动的特点四、摩擦轮传动的特点 直接接触的摩擦轮传动一般应用于摩擦压力机、摩擦离合器、制动直接接触的摩擦轮传动一般应用于摩擦压力机、摩擦离合器、制动器、机械无级变速器及仪器的传动机构等场合。与其他传动相比较，器、机械无级变速器及仪器的传动机构等场合。与其他传动相比较，摩擦轮传动具有下列
11、特点摩擦轮传动具有下列特点:传动时噪声小，并可在运转中变速、变向传动时噪声小，并可在运转中变速、变向;结构简单，使用维修方便，适用于两轴中心距较近的传动结构简单，使用维修方便，适用于两轴中心距较近的传动;.传动效率较低，不宜传递较大的转矩，主要适用于高速、小功率传动效率较低，不宜传递较大的转矩，主要适用于高速、小功率传动的场合传动的场合;.过载时，两轮接触处会产生打滑，因而可防止薄弱零件的损坏，过载时，两轮接触处会产生打滑，因而可防止薄弱零件的损坏，起到安全保护作用。起到安全保护作用。在两轮接触处有产生打滑的可能，所以不能保持准确的传动比。在两轮接触处有产生打滑的可能，所以不能保持准确的传动比
12、。上一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动一、齿轮的构成及特点一、齿轮的构成及特点 1.齿轮及其构成齿轮及其构成 齿轮是一个有齿的机械元件，它能利用它的齿与另一个有齿元件连齿轮是一个有齿的机械元件，它能利用它的齿与另一个有齿元件连续啮合，从而将运动传递给后者，或者从后者接受运动。齿轮副是由续啮合，从而将运动传递给后者，或者从后者接受运动。齿轮副是由两个相互啮合的齿轮组成的基本机构，两齿轮轴线相对位置不变，并两个相互啮合的齿轮组成的基本机构，两齿轮轴线相对位置不变，并各绕其自身的轴线转动。各绕其自身的轴线转动。齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和(或或)动力的一种机械传
13、动。齿轮动力的一种机械传动。齿轮副的一对齿轮的齿依次交替地接触，从而实现一定规律的相对运动的副的一对齿轮的齿依次交替地接触，从而实现一定规律的相对运动的过程和形态称为啮合。齿轮传动属啮合传动。如过程和形态称为啮合。齿轮传动属啮合传动。如图图3-4所示，当齿轮所示，当齿轮副工作时，主动轮副工作时，主动轮0,的轮齿的轮齿1,2,3,4,，通过啮合点，通过啮合点(两齿轮轮齿的两齿轮轮齿的接触点接触点)处的法向作用力处的法向作用力Fn，逐个推动从动轮，逐个推动从动轮0:的轮齿的轮齿1，2，3，4，使从动轮转动并带动从动轴回转，从而实现将主动轴的运动，使从动轮转动并带动从动轴回转，从而实现将主动轴的运动
14、和动力传递给从动轴。和动力传递给从动轴。下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动2.齿轮机构的分类齿轮机构的分类 机械设备不同对齿轮传动的要求也不同，齿轮齿廓的曲面也是不同机械设备不同对齿轮传动的要求也不同，齿轮齿廓的曲面也是不同的。按相互啮合的一对齿轮轴线位置的不同，同一属性的齿廓曲面也的。按相互啮合的一对齿轮轴线位置的不同，同一属性的齿廓曲面也可以分为几种不同的形式。现代齿轮机构的种类较多，有不同的分类可以分为几种不同的形式。现代齿轮机构的种类较多，有不同的分类方法，但通常按以下方式对齿轮机构进行分类。方法，但通常按以下方式对齿轮机构进行分类。(1)按照两齿轮轴线之间的相对位置、齿轮齿形及齿
15、轮转向分类按照按照两齿轮轴线之间的相对位置、齿轮齿形及齿轮转向分类按照齿轮机构中两相互啮合的齿轮之间轴线的位置关系，齿轮机构可以分齿轮机构中两相互啮合的齿轮之间轴线的位置关系，齿轮机构可以分为平面齿轮机构和空间齿轮机构。为平面齿轮机构和空间齿轮机构。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动平面齿轮机构，是指两齿轮的轴线相互平行的齿轮机构。平面齿轮机构，是指两齿轮的轴线相互平行的齿轮机构。空间齿轮，空间齿轮机构又分为相交轴齿轮机构和交错轴齿轮机构。空间齿轮，空间齿轮机构又分为相交轴齿轮机构和交错轴齿轮机构。(2)按照齿轮的齿廓曲面分类按照齿轮的齿廓曲面分类 渐开线齿轮。渐开线齿轮的齿面是具
16、有渐开线性质的曲面，这是应渐开线齿轮。渐开线齿轮的齿面是具有渐开线性质的曲面，这是应用最广泛的一类齿轮，渐开线齿轮机构的形式很多，但直齿圆柱齿轮用最广泛的一类齿轮，渐开线齿轮机构的形式很多，但直齿圆柱齿轮机构是齿轮机构中最简单、最基本、应用最广泛的一种形式。因而我机构是齿轮机构中最简单、最基本、应用最广泛的一种形式。因而我们将直齿圆柱齿轮作为本章重点进行讨论。们将直齿圆柱齿轮作为本章重点进行讨论。.圆弧齿轮圆弧齿轮机构是近几十年来新发展起来的一种齿轮机构，圆弧齿轮圆弧齿轮机构是近几十年来新发展起来的一种齿轮机构，其齿面是圆弧曲面。这种齿轮的承载能力高于渐开线齿轮，适用于高其齿面是圆弧曲面。这种
17、齿轮的承载能力高于渐开线齿轮，适用于高速重载的场合。速重载的场合。摆线齿轮摆线齿轮机构目前主要用于摆线少齿差传动，其齿廓曲摆线齿轮摆线齿轮机构目前主要用于摆线少齿差传动，其齿廓曲线为外摆线。线为外摆线。.谐波齿轮与前三种齿轮不同，该齿轮传动中含有柔性轮，其传动谐波齿轮与前三种齿轮不同，该齿轮传动中含有柔性轮，其传动比较大，传递的功率较大。比较大，传递的功率较大。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动表表3-1中列出了机械传动中常用渐开线齿轮机构的名称、特点及应用。中列出了机械传动中常用渐开线齿轮机构的名称、特点及应用。3.齿轮的传动比齿轮的传动比 齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿轮角
18、速度齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿轮角速度(或转速或转速)的比值，的比值，也等于两齿轮齿数的反比，即也等于两齿轮齿数的反比，即上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动齿轮副的传动比不宜过大，否则会使结构尺寸过大，不利于制造和安齿轮副的传动比不宜过大，否则会使结构尺寸过大，不利于制造和安装。通常，圆柱齿轮副的传动比装。通常，圆柱齿轮副的传动比i 8，圆锥齿轮副的传动比，圆锥齿轮副的传动比i 5。区墓夔区墓夔一齿轮传动，已知主动齿轮转速一齿轮传动，已知主动齿轮转速n1=960 r/min，齿数，齿数z1=20，从动齿轮齿数，从动齿轮齿数z2=50。试计算传动比。试计算传动比i和从动轮转速
19、和从动轮转速n2。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动 4.齿轮传动的条件齿轮传动的条件 从传递运动和动力两个方面来考虑，齿轮传动应满足下列两个基本从传递运动和动力两个方面来考虑，齿轮传动应满足下列两个基本要求。要求。(1)传动要平稳在齿轮传动过程中，应保证瞬时传动比恒定不变，以传动要平稳在齿轮传动过程中，应保证瞬时传动比恒定不变，以保持传动的平稳胜，避免或减小传动中的冲击、振动和噪声。保持传动的平稳胜，避免或减小传动中的冲击、振动和噪声。(2)承载能力要大要求齿轮的结构尺寸小、体积小、质量轻，而承受承载能力要大要求齿轮的结构尺寸小、体积小、质量轻，而承受载荷的能力强，即强度高，耐磨
20、性好，寿命长。载荷的能力强，即强度高，耐磨性好，寿命长。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动 5.齿轮传动的应用特点齿轮传动的应用特点 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种机械传动形式。在工程机械、齿轮传动是现代机械中应用最广的一种机械传动形式。在工程机械、矿山机械、冶金机械、各种机床及仪器、仪表工业中被广泛地用来传矿山机械、冶金机械、各种机床及仪器、仪表工业中被广泛地用来传递运动和动力。齿轮传动除传递回转运动外，也可以用来把回转运动递运动和动力。齿轮传动除传递回转运动外，也可以用来把回转运动转变为直线往复运动转变为直线往复运动(如齿轮齿条传动如齿轮齿条传动)。与摩擦轮传动、带传动和链
21、。与摩擦轮传动、带传动和链传动等比较，齿轮传动具有如下特点。传动等比较，齿轮传动具有如下特点。(1)齿轮传动的优点齿轮传动最重要的特点是传动比恒定，传动效率齿轮传动的优点齿轮传动最重要的特点是传动比恒定，传动效率高，一般传动效率高，一般传动效率=0.940.99;其圆周速度和所传递功率范围大其圆周速度和所传递功率范围大;结构紧凑，可以传递空间任意两轴之间的运动结构紧凑，可以传递空间任意两轴之间的运动;使用寿命较长。使用寿命较长。(2)齿轮传动的缺点不适用于两轴距离较远时的传动齿轮传动的缺点不适用于两轴距离较远时的传动;制造和安装的制造和安装的精度要求较高，成本较高精度要求较高，成本较高;精度低
22、时，噪声较大，且没有过载保护作用。精度低时，噪声较大，且没有过载保护作用。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动二、直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸计算二、直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸计算1.直齿圆柱齿轮的基本参数直齿圆柱齿轮的基本参数直齿圆柱齿轮的主要有以下基本参数直齿圆柱齿轮的主要有以下基本参数:齿数齿数z、模数、模数m、压力角、压力角a、齿顶、齿顶高系数高系数ha*和顶隙系数和顶隙系数c*五个。基本参数是齿轮各部几何尺寸计算的五个。基本参数是齿轮各部几何尺寸计算的依据。依据。(1)齿数齿数:一个齿轮的轮齿总数叫作齿数，用代号一个齿轮的轮齿总数叫作齿数，用代号z表示。当齿轮的模数表示。
23、当齿轮的模数一定时齿数越多，齿轮的几何尺寸越大，轮齿渐开线的曲率半径也越一定时齿数越多，齿轮的几何尺寸越大，轮齿渐开线的曲率半径也越大，齿廓曲线越趋平直。大，齿廓曲线越趋平直。(2)模数模数m齿距除以圆周率二所得到的商称为模数。模数的代号为齿距除以圆周率二所得到的商称为模数。模数的代号为m，单位为单位为mm。模数是齿轮几何尺寸计算中最基本的一个参数。模数是齿轮几何尺寸计算中最基本的一个参数。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动 由齿距定义可知由齿距定义可知:齿距与齿数的乘积等于分度圆周长，即齿距与齿数的乘积等于分度圆周长，即pz=d。由。由于式中有无理数于式中有无理数，齿数，齿数z又
24、是自然数，所以不论由齿距求分度圆直又是自然数，所以不论由齿距求分度圆直径，还是由分度圆直径求齿距，都不能计算出准确的数值。为了使分径，还是由分度圆直径求齿距，都不能计算出准确的数值。为了使分度圆直径成为一个有理数，以便于齿轮几何尺寸的计算和制造，由度圆直径成为一个有理数，以便于齿轮几何尺寸的计算和制造，由d=p z/z可知，可知，d为有理数的条件是卫必须为有理数，所以人为地规为有理数的条件是卫必须为有理数，所以人为地规定卫为有理数，称为模数，记作，定卫为有理数，称为模数，记作，d=p z/z，可得，可得d=mz。下下 可以看出，模数可以看出，模数m越大，则齿轮的分度圆尺寸也越大。齿轮的模数越大
25、，则齿轮的分度圆尺寸也越大。齿轮的模数已经标准化，已经标准化，表表3-2为我国国家标准中的标准模数系列，模数是齿轮为我国国家标准中的标准模数系列，模数是齿轮传动计算中重要的基本参数。传动计算中重要的基本参数。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动(3)压力角通过前面讨论已经知道，同一渐开线齿廓上不同位置的压力压力角通过前面讨论已经知道，同一渐开线齿廓上不同位置的压力角是不同的，即渐开线齿廓在不同的圆上有不同的压力角。通常所说角是不同的，即渐开线齿廓在不同的圆上有不同的压力角。通常所说的齿轮压力角，是指分度圆上的压力角，以。表示，并规定分度圆上的齿轮压力角，是指分度圆上的压力角，以。表示
26、，并规定分度圆上的压力角为标准值，在普通机械传动中我国取的压力角为标准值，在普通机械传动中我国取=20 ，由式，由式(表表3-3)可推知可推知:所以，分度圆可以定义为所以，分度圆可以定义为:齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动(4)齿顶高系数齿顶高系数ha*齿顶高与模数之比值称为齿顶高系数，用齿顶高与模数之比值称为齿顶高系数，用ha*表表示，即示，即(5)顶隙系数顶隙系数c*当一对齿轮啮合时，为使一个齿轮的齿顶面不当一对齿轮啮合时，为使一个齿轮的齿顶面不致与另一个齿轮的齿槽底面相抵触，轮齿的齿根高致与另一个齿轮的
27、齿槽底面相抵触，轮齿的齿根高hf应大于齿顶高应大于齿顶高hd，以保证两齿轮啮合时，一齿轮的齿顶与另一齿轮的槽底间有一定的，以保证两齿轮啮合时，一齿轮的齿顶与另一齿轮的槽底间有一定的径向间隙，称为顶隙。顶隙在齿轮的齿根圆柱面与配对齿轮的齿顶圆径向间隙，称为顶隙。顶隙在齿轮的齿根圆柱面与配对齿轮的齿顶圆柱面之间的连心线上量度，用柱面之间的连心线上量度，用c表示。表示。顶隙与模数之比值称为顶隙系数，用顶隙与模数之比值称为顶隙系数，用c*表示，即表示，即 标准直齿圆柱齿轮的顶隙系数标准直齿圆柱齿轮的顶隙系数c*=0.25.顶隙还可以储存润滑油，有利于齿面的润滑。顶隙还可以储存润滑油，有利于齿面的润滑。
28、上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动2.直齿圆柱齿轮几何要素的名称和代号直齿圆柱齿轮几何要素的名称和代号图图3-5所示为直齿圆柱齿轮的一部分。所示为直齿圆柱齿轮的一部分。(1)齿宽齿轮的有齿部位沿分度圆柱面的直母线方向量度的宽度称齿宽，齿宽齿轮的有齿部位沿分度圆柱面的直母线方向量度的宽度称齿宽，代号为代号为b.(2)齿顶高齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，代号为齿顶高齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，代号为ha。(3)齿根高齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，代号为齿根高齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，代号为hf.(4)端平面在圆柱齿轮上，垂直于齿轮轴线的表面
29、。端平面在圆柱齿轮上，垂直于齿轮轴线的表面。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动(5)端面齿距在齿轮上，两个相邻而同侧的端面齿廓之间的分度圆弧长，端面齿距在齿轮上，两个相邻而同侧的端面齿廓之间的分度圆弧长，称为端面齿距。在一般情况下，端面齿距可以简称为齿距。齿距的代称为端面齿距。在一般情况下，端面齿距可以简称为齿距。齿距的代号为号为P.(6)齿根圆柱面、齿根圆圆柱齿轮的齿根曲面称齿根圆柱面。在圆柱齿根圆柱面、齿根圆圆柱齿轮的齿根曲面称齿根圆柱面。在圆柱齿轮上，其齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。齿根圆直径的代齿轮上，其齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。齿根圆直径的代号为号为df.
30、(7)端面齿厚在圆柱齿轮的端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分端面齿厚在圆柱齿轮的端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长，称为端面齿厚，简称齿厚。齿厚的代号为度圆弧长，称为端面齿厚，简称齿厚。齿厚的代号为e。(8)端面齿槽宽在端平面上，一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长，端面齿槽宽在端平面上，一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长，称为端面齿槽宽，简称槽宽。槽宽的代号为称为端面齿槽宽，简称槽宽。槽宽的代号为da。(9)齿顶圆柱面、齿顶圆圆柱齿轮的齿顶曲面称齿顶圆柱面。在圆柱齿齿顶圆柱面、齿顶圆圆柱齿轮的齿顶曲面称齿顶圆柱面。在圆柱齿轮上，其齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。齿顶圆直径的
31、代号轮上，其齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。齿顶圆直径的代号为为d.上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动(10)分度圆柱面、分度圆圆柱齿轮的分度曲面称分度圆柱面。分度曲分度圆柱面、分度圆圆柱齿轮的分度曲面称分度圆柱面。分度曲面是齿轮上的一个假想曲面，齿轮的轮齿尺寸均以此曲面为基准而加面是齿轮上的一个假想曲面，齿轮的轮齿尺寸均以此曲面为基准而加以确定。圆柱齿轮的分度圆柱面与端平面的交线称为分度圆。分度圆以确定。圆柱齿轮的分度圆柱面与端平面的交线称为分度圆。分度圆直径的代号为直径的代号为d.3.标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算 标准直齿圆柱齿轮是采用标准模
32、数，压力角标准直齿圆柱齿轮是采用标准模数，压力角=20 ，齿顶高系数，齿顶高系数为为ha*=1，顶隙系数，顶隙系数c*=0.25，端面齿厚，端面齿厚s等于端面齿槽宽等于端面齿槽宽e的渐开线的渐开线的直齿圆柱齿轮，简称标准直齿轮。的直齿圆柱齿轮，简称标准直齿轮。标准直齿圆柱齿轮几何要素的名称、代号、定义和计算公式列于标准直齿圆柱齿轮几何要素的名称、代号、定义和计算公式列于表表3-4.上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动例例3-2已知一标准直齿圆柱齿轮，已知齿数已知一标准直齿圆柱齿轮，已知齿数z=24，模数，模数m=3 mm，试计算其分度圆直径试计算其分度圆直径d、齿顶高、齿顶高ha、齿
33、根高、齿根高hf、全齿高、全齿高h、齿顶圆直径、齿顶圆直径da、齿根圆直径、齿根圆直径df。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动例例3-3已知标准直齿圆柱齿轮传动，已知已知标准直齿圆柱齿轮传动，已知ha*=1,c*=0.25,m=2.5mm,z1=18,z2=47，试确定两齿轮的主要尺寸，试确定两齿轮的主要尺寸(d,da,db)及中心距及中心距a.上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动 4.直齿圆柱内齿轮直齿圆柱内齿轮 齿轮传动中应用最普遍的是直齿圆柱外齿轮。由两个外齿轮齿轮传动中应用最普遍的是直齿圆柱外齿轮。由两个外齿轮(齿顶齿顶曲面位于齿根曲面之外的齿轮曲面位于齿根曲面之
34、外的齿轮)组成的齿轮副称外齿轮副。当要求齿轮组成的齿轮副称外齿轮副。当要求齿轮传动两轴平行，回转方向相同，且结构紧凑时，可采用内齿轮副传动。传动两轴平行，回转方向相同，且结构紧凑时，可采用内齿轮副传动。齿顶曲面位于齿根曲面之内的齿轮称为内齿轮，有一个齿轮是内齿轮齿顶曲面位于齿根曲面之内的齿轮称为内齿轮，有一个齿轮是内齿轮的齿轮副称为内齿轮副。内齿轮副的另一个齿轮是外齿轮。如的齿轮副称为内齿轮副。内齿轮副的另一个齿轮是外齿轮。如图图3-6所示，大齿轮为直齿圆柱内齿轮，与其啮合的小齿轮为直齿圆柱外齿所示，大齿轮为直齿圆柱内齿轮，与其啮合的小齿轮为直齿圆柱外齿轮。轮。直齿圆柱内齿轮主要几何要素如直齿
35、圆柱内齿轮主要几何要素如图图3-7所示，与外齿轮比较有以下所示，与外齿轮比较有以下几点不同。几点不同。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动.内齿轮的齿厚相当于外齿轮的槽宽，内齿轮的槽宽相当于外齿轮的内齿轮的齿厚相当于外齿轮的槽宽，内齿轮的槽宽相当于外齿轮的齿厚。内齿轮的齿廓曲线也是渐开线，但内齿轮的齿廓是内凹的齿厚。内齿轮的齿廓曲线也是渐开线，但内齿轮的齿廓是内凹的(外齿外齿轮的齿廓是外凸的轮的齿廓是外凸的)。.内齿轮的齿顶圆在它的分度圆之内，齿根圆在它的分度圆之外。内齿轮的齿顶圆在它的分度圆之内，齿根圆在它的分度圆之外。.为了使内齿轮齿顶两侧齿廓全部为渐开线，齿顶圆必须大于齿轮为了
36、使内齿轮齿顶两侧齿廓全部为渐开线，齿顶圆必须大于齿轮的基圆。的基圆。标准直齿圆柱内齿轮的几何要素计算公式中，顶圆直径标准直齿圆柱内齿轮的几何要素计算公式中，顶圆直径d2a、根圆、根圆直径直径df2,及中心距。及中心距。与外齿轮的计算公式不同，公式如下与外齿轮的计算公式不同，公式如下:上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动下角标下角标1,2分别表示内齿轮副中的外齿轮和内齿轮。分别表示内齿轮副中的外齿轮和内齿轮。5.齿轮副的正确啮合条件齿轮副的正确啮合条件 一对齿轮连续顺利地传动的一个必要条件是各对轮齿依次正确啮合一对齿轮连续顺利地传动的一个必要条件是各对轮齿依次正确啮合互不干涉。为保证传
37、动时不出现因两齿廓局部重叠或侧隙过大而引起互不干涉。为保证传动时不出现因两齿廓局部重叠或侧隙过大而引起的卡死或冲击现象，必须使两轮的基圆齿距相等，即的卡死或冲击现象，必须使两轮的基圆齿距相等，即Pb1=Pb2。由于。由于模数模数m和压力角和压力角a均已标准化，所以齿轮副的正确啮合条件如下均已标准化，所以齿轮副的正确啮合条件如下:.两齿轮分度圆上的压力角必须相等，两齿轮分度圆上的压力角必须相等，1=2 .两齿轮的模数必须相等，两齿轮的模数必须相等，m1=m2.上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动6.齿轮副连续传动条件齿轮副连续传动条件 为了齿轮副连续顺利地传动，还必须保证在前一对轮齿尚
38、未结束啮为了齿轮副连续顺利地传动，还必须保证在前一对轮齿尚未结束啮合，后继的一对轮齿已进入啮合状态。合，后继的一对轮齿已进入啮合状态。如如图图3-8所示，主动齿轮所示，主动齿轮0:推动从动齿轮推动从动齿轮OZ回转时，每一对轮齿从回转时，每一对轮齿从B点开始啮合，传动过程中啮合点沿着啮合线点开始啮合，传动过程中啮合点沿着啮合线N,凡移动，到凡移动，到B啮合终啮合终止，而当前一对轮齿回转到啮合点止，而当前一对轮齿回转到啮合点K时，后继一对轮齿已在时，后继一对轮齿已在B点开始点开始啮合，因此在啮合，因此在KB段啮合线处两对轮齿同时处于啮合状态，从而保证段啮合线处两对轮齿同时处于啮合状态，从而保证了传
39、动的连续性。了传动的连续性。在齿轮的啮合过程中，它的一个齿面从啮合开始到啮合终庄所转过在齿轮的啮合过程中，它的一个齿面从啮合开始到啮合终庄所转过的分度圆弧长叫做总作用弧。总作用弧所对圆心角称为总作用角，用的分度圆弧长叫做总作用弧。总作用弧所对圆心角称为总作用角，用甲，表示，整个圆周甲，表示，整个圆周(以角单位表示以角单位表示)与齿数之比值，称为齿距角，用与齿数之比值，称为齿距角，用表示。对于圆柱齿轮，齿距角也就是端表示。对于圆柱齿轮，齿距角也就是端上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动总作用角与齿距角的比值，称为总重合度，用总作用角与齿距角的比值，称为总重合度，用r表示。对于直齿圆柱表
40、示。对于直齿圆柱齿轮，总作用角、总重合度可简称为作用角齿轮，总作用角、总重合度可简称为作用角、重合度、重合度。可得。可得:理论上，当重合度理论上，当重合度=1时，齿轮副即能连续传动，也就是说，前一对时，齿轮副即能连续传动，也就是说，前一对轮齿啮合终止的瞬间，后继的一对轮齿正好开始啮合，但由于制造、轮齿啮合终止的瞬间，后继的一对轮齿正好开始啮合，但由于制造、安装误差的影响，实际上必须使安装误差的影响，实际上必须使 1,才能可靠地保证传动的连续性，才能可靠地保证传动的连续性，重合度重合度E越大，传动越平稳。越大，传动越平稳。对于一般齿轮传动，连续传动的条件是对于一般齿轮传动，连续传动的条件是 1.
41、2。对直齿圆柱齿轮。对直齿圆柱齿轮(=20,ha*=1)来说，来说，1 a时，采时，采用标准齿轮传动虽仍能保持传动比用标准齿轮传动虽仍能保持传动比i等于常数，但齿侧间隙增大，重合等于常数，但齿侧间隙增大，重合度将减小度将减小;当当a 0时，称为正角度变位齿轮传动，简称时，称为正角度变位齿轮传动，简称正传动正传动;当当x1+x20时，称为负角度变位齿轮传动，简称负传动。时，称为负角度变位齿轮传动，简称负传动。采用角变位齿轮传动可以用来凑配中心距。正传动啮合中心距大于采用角变位齿轮传动可以用来凑配中心距。正传动啮合中心距大于标准中心距，啮合角大于分度圆上压力角，两轮轮齿根部厚度增加，标准中心距，啮
42、合角大于分度圆上压力角，两轮轮齿根部厚度增加，可提高轮齿的强度和减轻齿根处的相对滑动磨损，因而得到较广泛的可提高轮齿的强度和减轻齿根处的相对滑动磨损，因而得到较广泛的应用应用;负传动啮合角小于分度圆上压力角，轮齿强度减弱，并须防止根负传动啮合角小于分度圆上压力角，轮齿强度减弱，并须防止根切，只有在凑配啮合中心距小于标准中心距时才使用。切，只有在凑配啮合中心距小于标准中心距时才使用。七、其他常用齿轮及其传动七、其他常用齿轮及其传动1.齿轮齿条传动齿轮齿条传动(1)齿条一个平板或直杆，当其具有一系列等距离分布的齿时，就称为齿条一个平板或直杆，当其具有一系列等距离分布的齿时，就称为齿条。齿条分为直齿
43、条和斜齿条。直齿条的齿线是垂直于齿的运动方齿条。齿条分为直齿条和斜齿条。直齿条的齿线是垂直于齿的运动方向的直线向的直线;斜齿条的齿线是倾斜于齿的运动方向的直线。斜齿条的齿线是倾斜于齿的运动方向的直线。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动(2)齿条的形成传动时，齿轮可沿齿条滚动或齿条在齿轮上移动。齿条的形成传动时，齿轮可沿齿条滚动或齿条在齿轮上移动。如如图图3-20所示为齿条。据渐开线形成原理可知所示为齿条。据渐开线形成原理可知:渐开线齿轮的基圆渐开线齿轮的基圆越大，所形成的渐开线曲率就越小。当基圆趋于无穷大时，渐开线就越大，所形成的渐开线曲率就越小。当基圆趋于无穷大时，渐开线就成了直
44、线，齿条齿廓两侧就成为直线。由于基圆的直径无穷大时，圆成了直线，齿条齿廓两侧就成为直线。由于基圆的直径无穷大时，圆周成为一条直线，所以齿条的各个圆也都成了直线，分别称为齿顶线、周成为一条直线，所以齿条的各个圆也都成了直线，分别称为齿顶线、分度线和齿根线。分度线和齿根线。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动(3)齿条的特点齿条与齿轮相比，有以下特点。齿条的特点齿条与齿轮相比，有以下特点。.由于齿条的齿廓是直线，所以齿廓上各点法线是互相平行的，而由于齿条的齿廓是直线，所以齿廓上各点法线是互相平行的，而且在传动时齿条是作平动的。其上各点的速度的大小和方向均相同，且在传动时齿条是作平动的。其
45、上各点的速度的大小和方向均相同，所以齿条齿廓上各点压力角均相等，且等于齿廓的倾料角所以齿条齿廓上各点压力角均相等，且等于齿廓的倾料角a=2000 .由于齿条上各齿同侧的齿廓都是平行的，所以无论在分度线上、由于齿条上各齿同侧的齿廓都是平行的，所以无论在分度线上、齿顶线上或与分度线平行的其他直线上，其齿距均相等，即齿顶线上或与分度线平行的其他直线上，其齿距均相等，即p=m齿齿条各部分的尺寸计算可按外啮合圆柱齿轮的有关计算公式进行。如条各部分的尺寸计算可按外啮合圆柱齿轮的有关计算公式进行。如:上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动(4)齿轮齿条传动由直齿条齿轮齿条传动由直齿条(或斜齿条或斜齿
46、条)与直齿与直齿(或斜齿或斜齿)圆柱齿轮组成的圆柱齿轮组成的运动副称为齿条副。运动副称为齿条副。齿轮齿条的传动齿轮齿条的传动(图图3-21)的主要目的是将齿轮的回转运动变为齿条的主要目的是将齿轮的回转运动变为齿条的往复直线运动，或将齿条的直线往复运动变为齿轮的回转运动。的往复直线运动，或将齿条的直线往复运动变为齿轮的回转运动。齿条的移动速度可用下式计算齿条的移动速度可用下式计算:上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动 2.直齿锥齿轮及其传动直齿锥齿轮及其传动 (1)直齿锥齿轮分度曲面为圆锥面的齿轮称为锥齿轮。按齿线形状分直齿锥齿轮分度曲面为圆锥面的齿轮称为锥齿轮。按齿线形状分锥齿轮有锥
47、齿轮有:直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮、曲线齿锥齿轮等。锥齿轮用于相直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮、曲线齿锥齿轮等。锥齿轮用于相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动。交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动。齿线是分度圆锥面的直母线的锥齿轮称为直齿锥齿轮。直齿锥齿轮齿线是分度圆锥面的直母线的锥齿轮称为直齿锥齿轮。直齿锥齿轮用于相交轴齿轮传动，两轴的交角通常为用于相交轴齿轮传动，两轴的交角通常为90(即即=90)，如，如图图3-22所示。所示。直齿锥齿轮的几何特点是直齿锥齿轮的几何特点是:齿顶圆锥面齿顶圆锥面(顶锥顶锥)、分度圆锥面、分度圆锥面(分锥分锥)和和齿根圆锥面齿根圆锥面(根锥根锥)三个圆锥面相交于一点三个圆锥面相交于一点
48、;轮齿分布在圆锥面上，齿槽轮齿分布在圆锥面上，齿槽在大端处宽而深，在小端处窄而浅，轮齿从大端逐渐向锥顶缩小在大端处宽而深，在小端处窄而浅，轮齿从大端逐渐向锥顶缩小;在其在其母线垂直于分锥的背锥母线垂直于分锥的背锥(通常为锥齿轮轮齿的大端端面通常为锥齿轮轮齿的大端端面)的展开面上，的展开面上，齿廓曲线为渐开线。锥齿轮由大端至小端，其模数不同。在设计与计齿廓曲线为渐开线。锥齿轮由大端至小端，其模数不同。在设计与计算中，规定以大端模数为依据并采用标准模数。算中，规定以大端模数为依据并采用标准模数。上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动GB 12368-1990锥齿轮模数锥齿轮模数规定了锥齿轮
49、大端端面模数的标准值规定了锥齿轮大端端面模数的标准值(表表3-6)，适用于直齿、斜齿及曲线齿锥齿轮。，适用于直齿、斜齿及曲线齿锥齿轮。(2)标准直齿锥齿轮几何尺寸的计算大端端面模数采用标准模数标准直齿锥齿轮几何尺寸的计算大端端面模数采用标准模数(表表3-7)、法向压力角、法向压力角=20 、齿顶高等于模数、齿高等于、齿顶高等于模数、齿高等于2.2倍模数的直倍模数的直齿锥齿轮称为标准直齿锥齿轮。齿锥齿轮称为标准直齿锥齿轮。(3)直齿锥齿轮的正确啮合条件标准直齿锥齿轮副的轴交角直齿锥齿轮的正确啮合条件标准直齿锥齿轮副的轴交角=9000直齿锥齿轮的正确啮合条件如下直齿锥齿轮的正确啮合条件如下:两齿轮
50、的大端端面模数相等，即两齿轮的大端端面模数相等，即m1=m2。两齿轮的压力角相等，即两齿轮的压力角相等，即a1=a2.上一页 下一页返回任务二任务二齿轮传动齿轮传动 3.斜齿圆柱齿轮及其传动斜齿圆柱齿轮及其传动 (1)斜齿圆柱齿轮齿线为螺旋线的圆柱齿轮称为斜齿圆柱齿轮，简称斜齿圆柱齿轮齿线为螺旋线的圆柱齿轮称为斜齿圆柱齿轮，简称斜齿轮。平面沿着一个固定的圆柱面斜齿轮。平面沿着一个固定的圆柱面(基圆柱面基圆柱面)作纯滚动时，此平面作纯滚动时，此平面上的一条以恒定角度与基圆柱的轴线倾斜交错的直线在固定空间内的上的一条以恒定角度与基圆柱的轴线倾斜交错的直线在固定空间内的轨迹曲面，称为渐开螺旋面，如轨