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1、齿轮传动和轮系齿轮传动和轮系第十六章第十六章 三一工业职业技术学院三一工业职业技术学院主主 讲讲 蔡启方蔡启方苏通大桥工程起于通启高速公路的小海互通立交，终于苏嘉杭高速公路董浜互通立交。路线全长32.4公里，是目前世界最大主跨、最深基础、最高桥塔、最长拉索大桥。苏 通 大 桥 2006年，在苏通大桥，三一两台超高压混凝土泵将C50高强度钢纤维混凝土泵送至306米的高度，在世界桥梁史上创下主桥墩泵送高度第一的纪录。我为三一而自豪成就成就第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸第二讲齿轮各部分的名称及基本尺寸3第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸教学目的及教学重点 教学目的和要求：教学目的和要求：1、掌握
2、标准、掌握标准直齿圆柱齿轮的直齿圆柱齿轮的主要参数主要参数2、掌握标准直齿圆柱齿轮尺寸计算公式、掌握标准直齿圆柱齿轮尺寸计算公式 教学重点和难点：教学重点和难点：1、模数、模数m的定义的定义2、齿轮各部分的名称、齿轮各部分的名称3、外啮合、外啮合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4第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸复习上次课教学内容1.齿轮传动的基本要求是什么齿轮传动的基本要求是什么?2.齿廓啮合的基本定律齿廓啮合的基本定律？3.渐开线渐开线的性质（压力角的定义等）的性质（压力角的定义等）4.关于作业中存在的问题关于作业中存在的问题5第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸
3、新课导入从标准说起从标准说起标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸有标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸有6第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸o da df skek dk一.直齿圆柱齿轮几何要素的名称和代号1.齿顶圆齿顶圆da：齿顶端所确定的圆齿顶端所确定的圆2.齿根圆齿根圆df：齿槽底部所确定的圆齿槽底部所确定的圆3.齿槽齿槽ek：相邻两齿之间的空间称为齿槽，相邻两齿之间的空间称为齿槽，对应的弧长称齿槽宽对应的弧长称齿槽宽4.齿厚齿厚sk：在任意直径在任意直径dk的圆周上，轮齿的圆周上，轮齿两侧齿廓之间的弧长两侧齿廓之间的弧长 pk7第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸o da df skek dk一.直齿圆柱齿
4、轮几何要素的名称和代号5.齿距齿距pk ：相邻两齿同侧齿廓之间的弧长相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿距称为该圆上的齿距pk8第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸oe s d da dfp skek dk h ha hf一.直齿圆柱齿轮几何要素的名称和代号6分度圆分度圆d 标准齿轮上齿厚和齿槽宽标准齿轮上齿厚和齿槽宽相等的圆称为齿轮的分度圆，相等的圆称为齿轮的分度圆，用用d 表示其直径。表示其直径。分度圆上的齿厚以分度圆上的齿厚以 s 表示；表示；齿槽宽用齿槽宽用 e 表示；齿距（又称表示；齿距（又称为周节）用为周节）用 p 表示。表示。显然：显然：P=e+spk9第二讲 齿轮各部分的名称
5、和基本尺寸oe s d da dfp skek dk h ha hf一.直齿圆柱齿轮几何要素的名称和代号7齿顶高齿顶高ha 与齿根高与齿根高hf齿齿顶顶高高ha：齿齿顶顶圆圆和和分分度圆之间径向高度度圆之间径向高度齿齿根根高高hf：根根圆圆和和分分度度圆之间的径向高度圆之间的径向高度全全齿齿高高h：齿齿顶顶圆圆与与齿齿根根圆之间轮齿的径向高度圆之间轮齿的径向高度 h=ha+hf pk10第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸二.直齿圆柱齿轮的基本参数直齿圆柱齿轮的基本参数有：直齿圆柱齿轮的基本参数有：模数模数m、齿数齿数z、齿形角齿形角、齿顶高系数齿顶高系数ha*、顶隙系数顶隙系数c*1.模数模数
6、m(1)模数的定义：模数的定义：11第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸二.直齿圆柱齿轮的基本参数(2)为了便于齿轮的互换使用和简化刀具，齿轮的为了便于齿轮的互换使用和简化刀具，齿轮的模数已模数已经标准化经标准化。国标规定了的模数系列。国标规定了的模数系列(3)模数模数m对齿轮几何尺寸、性能的影响：对齿轮几何尺寸、性能的影响：m齿形几何尺寸齿形几何尺寸抗弯强度抗弯强度承载能力承载能力承载能力承载能力m齿形几何尺寸齿形几何尺寸抗弯强度抗弯强度承载能力承载能力12第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸标准模数系列(GB1357-1987)注：注：本表适用于渐开线圆柱齿轮，对斜齿轮是指法面模数；本表适用于
7、渐开线圆柱齿轮，对斜齿轮是指法面模数；优先采用第一系列，括号内的模数尽可能不用。优先采用第一系列，括号内的模数尽可能不用。第一系列11.251.522.5345681012162025324050第二系列1.752.252.75(3.25)3.53.754.55.5(6.5)79(11)141822283645单位：单位：mm13第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸径节制齿轮简介英、美等国目前仍采用径节制齿轮。径节用英、美等国目前仍采用径节制齿轮。径节用 p 表示。表示。径节与模数互为倒数：径节与模数互为倒数：注意：由径节换算出的模数不是标准值。注意：由径节换算出的模数不是标准值。径节制齿轮的压
8、力角采用径节制齿轮的压力角采用20，还采用，还采用2514第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸二.直齿圆柱齿轮的基本参数渐开线上各点的齿形角不相等。齿轮的齿形角一般指分渐开线上各点的齿形角不相等。齿轮的齿形角一般指分度圆上的齿形角。标准齿轮齿形角度圆上的齿形角。标准齿轮齿形角=202.齿形角齿形角15第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸二.直齿圆柱齿轮的基本参数齿形角对齿形、齿轮性能的影响：齿形角对齿形、齿轮性能的影响：20，s 20，s e，齿根变宽，齿顶变窄，强度，齿根变宽，齿顶变窄，强度，承载能力，承载能力，但传动费力。，但传动费力。2.齿形角齿形角 20=2016第二讲 齿轮各部分的名称和
9、基本尺寸二.直齿圆柱齿轮的基本参数 分分度度圆圆:由由于于齿齿轮轮的的分分度度圆圆上上模模数数和和压压力力角角均均规规定定为为标标准准值值，因因此此，齿齿轮轮的的分分度度圆圆可可定定义义为为：齿齿轮轮上上具具有有标标准准模模数数和和标标准压力角的圆，准压力角的圆，d=mz 同模数的齿轮，同模数的齿轮，z，几何尺寸，几何尺寸 一对齿轮传动，齿数可由传动比计算得到。一对齿轮传动，齿数可由传动比计算得到。3齿数齿数 z：17第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸二.直齿圆柱齿轮的基本参数定义：齿顶高与模数之比称为齿顶高系数定义：齿顶高与模数之比称为齿顶高系数，即，即ha=ha*m 标准直齿圆柱齿轮的齿顶
10、高系数标准直齿圆柱齿轮的齿顶高系数ha*=14齿顶高系数齿顶高系数ha*5顶隙系数顶隙系数C*定义：顶隙与模数之比值称为顶隙系数。定义：顶隙与模数之比值称为顶隙系数。用用c*表示。表示。即即c=c*m 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*=0.2518第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸三.标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 1.何谓标准直齿圆柱齿轮何谓标准直齿圆柱齿轮若一齿轮的模数、分度圆压力角、齿顶高系数、齿根高系若一齿轮的模数、分度圆压力角、齿顶高系数、齿根高系数均为标准值，且其分度圆上齿厚与齿槽宽相等，则称为标准数均为标准值，且其分度圆上齿厚与齿槽宽相等，则称为标准齿轮。齿
11、轮。19第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸三.标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 因此，对于标准直齿齿轮几何尺寸计算基本计算公式：因此，对于标准直齿齿轮几何尺寸计算基本计算公式：20第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸三.标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算2.计算公式推导：计算公式推导：(1)圆周尺寸：齿距圆周尺寸：齿距P、齿厚、齿厚s、齿槽宽、齿槽宽e、基圆齿距、基圆齿距Pb(2)径向尺寸：齿顶高径向尺寸：齿顶高ha、齿根高、齿根高hf、全齿高、全齿高h、顶隙、顶隙c、(3)四圆直径：分度圆四圆直径：分度圆d、齿顶圆、齿顶圆da、齿根圆、齿根圆df、基圆、基圆db(4)标准中心距标准中心距a：（外啮合）、
12、（内啮合）：（外啮合）、（内啮合）21第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸几何尺寸计算公式推导圆周尺寸1分度圆直径d=mz齿厚s=m/2齿槽e=m/2基圆齿距pb=mcos齿距p=m四圆直径da=d+2ha=m(z+2)齿根圆直径df齿顶圆直径da基圆直径db径向尺寸齿顶高ha=h*a m=mh*a=1 c*=0.25m齿根高hf=(h*a+c*)m=1.25m全齿高h=ha+hf=2.25 m23df=d-2hf=m(z-2.5)db=m z cos中心距 a=m(z1+z2)/2中心距422第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸计算例题要点要点：（：（1）记住计算关键公式记住计算关键公式 （2）
13、充分利用已知条件）充分利用已知条件例例1、一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，、一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知已知z1=24、z2=40、模数、模数 m=5mm。试求：试求：d、da、df、db、p、s、ha、hf、h、a例例2、已知一标准直齿圆柱齿轮：、已知一标准直齿圆柱齿轮：z=36、da=304mm，试计算试计算d、df、p、h、23第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸计算例题例例3、已知一标准直齿圆柱齿轮副，、已知一标准直齿圆柱齿轮副，i=3、主动轮转速主动轮转速 n1=750 r/min、a=240mm、模数、模数 m=5mm 试求：试求：n2、z1、z2例例4、一个已经磨损的标准直
14、齿圆柱齿轮，、一个已经磨损的标准直齿圆柱齿轮，da=224mm、z=30，求，求m、d、df、h 24第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸直齿圆柱内齿轮当两轴平行，要求两轮转向相同时，且结构紧当两轴平行，要求两轮转向相同时，且结构紧凑，可采用内齿轮传动。凑，可采用内齿轮传动。内齿轮副25第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸内齿轮几何要素内齿轮与外齿轮比较，有以下不同点：内齿轮与外齿轮比较，有以下不同点：内齿轮内齿轮外齿轮外齿轮(1)S e(2)e S(3)齿廓内凹齿廓内凹 齿廓外凸齿廓外凸(4)顶圆在分度圆之内顶圆在分度圆之内 根圆在分度圆之外根圆在分度圆之外(5)为使齿顶两侧齿廓全部是渐开线，内
15、齿轮齿顶圆必须大于基圆为使齿顶两侧齿廓全部是渐开线，内齿轮齿顶圆必须大于基圆 内齿轮齿外齿轮内、外齿轮轮齿比较26第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸内齿轮几何尺寸计算标准直齿圆柱内齿轮的几何要素计算公式中，只有顶圆直径、根圆直径、中心距与外齿轮的计算公式不同。da2=d-2ha2=m(z2-2)df 2=d+2hf 2=m(z2+2.5)中心距 a=m(z1-z2)/227第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸小结提问思考练习1.直齿圆柱齿轮的基本参数直齿圆柱齿轮的基本参数 模数模数m、齿数齿数z、齿形角齿形角、的、的意义意义2.直齿圆柱齿轮几何尺寸计算？直齿圆柱齿轮几何尺寸计算？28第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸布置作业思考题：思考题：P234习习 题：题：P23529第二讲 齿轮各部分的名称和基本尺寸30