齿轮机构及其设计广西工学院要点.pptx
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1、第十章第十章 齿轮传动设计齿轮传动设计平 行 轴 齿 轮 传 动 相 交 轴 齿 轮 传 动 交错轴齿轮传动 10101 1 齿轮机构的应用及其分类齿轮机构的应用及其分类效率高,传动比稳定,工作可靠,寿命长;实用的速度和传递的功率范围广;可用于平行轴、相交轴和交错轴之间的传动;成本高,噪声大。一、传动特点:平面齿轮机构外啮合内啮合齿轮齿条外齿轮内齿轮齿轮齿条空间齿轮机构圆锥齿轮机构(相交轴)直齿斜齿曲线齿交错轴斜齿轮机构(螺旋齿轮)蜗杆机构直齿圆柱齿轮机构平行轴斜齿轮机构二、类型传动比:常数圆齿轮;f(t)非圆齿轮 设节圆半径 C节点;节圆:节点C在两个齿轮运动平面上轨迹是两个圆。(轮1的节圆
2、是以O1为圆心,O1C为半径的圆。)10102 2 齿轮的齿廓曲线齿轮的齿廓曲线r2r1CO2O1E1E2w2w1nnKvKt2vKt1vK2abvKn1=vKn2ZvK1通常采用渐开线、摆线、变态摆线 凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称共轭齿廓,共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线1.满足定传动比的要求;2.考虑设计、制造等方面。1、齿廓啮合基本定律2、齿廓曲线的选择要使一对齿轮的传动比为常数,那么其齿廓的形状必须是:不论两齿廓在哪一点啮合,过啮合点所作的齿廓公法线都与连心线交与一定点P齿廓啮合基本定律(轮齿齿廓正确啮合的条件)AK渐开线渐开线B发生线发生线渐开线渐开线AkAk的展角的展角O
3、基圆基圆r rb b10103 3 渐开线齿廓的啮合特点渐开线齿廓的啮合特点AK渐开线基圆:rb发生线:n-nK:渐开线AK段的展角1、形成当一直线n-n沿一个圆的圆周作纯滚动时,直线上任一点K的轨迹渐开线方程 1、渐开线的形成及其特性(5)基圆内无渐开线2、性质(1)(2)BK为渐开线在K点的 法线,BK为曲半半径,渐开线上任一点的法线 与基圆相切。(3)渐开线离基圆愈远,曲半半径愈大,渐开 线愈平直(4)渐开线的形状决定于基圆的大小。K 相同时,rb越大,曲半半径越大 rb,渐开线B3K的直线常数 2、渐开线齿廓能保证定传动比传动3、渐开线齿廓啮合的其它特性(1)渐开线传动的可分性i12决
4、定于基圆大小(2)渐开线齿廓的啮合线 和啮合角啮合线N1N2:啮合点的轨迹。啮合线、公法线、两基圆的内公切线三线重合。啮合角:N1N2与节圆公切线之间的夹角 =渐开线在节点处啮合的压力角齿数Z,齿槽1、齿顶圆ra2、齿根圆rf3、在任意圆上rk 齿槽宽ek 齿厚SK 齿距PK=eK+SK10104 4 标准直齿圆柱齿轮各部分名称标准直齿圆柱齿轮各部分名称 及几何尺寸计算及几何尺寸计算一、直齿圆柱齿轮各部分名称及代号基本参数:齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数4、分度圆,r,d,s,e,p5、齿顶高ha:d与da之间6、基节d=m z ,m为标准值P=s+e齿全高h:h=ha+hf齿根高h
5、f:d与df之间基节基圆上的周节(齿距)Pb定义模数 或 d=mz 单位:mm ;m标准化。2、分度圆压力角GB1356-88规定标准值=20某些场合:=14.5、15、22.5、25。分度圆就是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。1、模数m二、直齿圆柱齿轮的基本参数3、齿数z表明:齿轮的大小和渐开线齿轮形状都与齿数有关 4、齿顶高系数 和顶隙系数标准值:=1,=0.25非标准短齿:=0.8,=0.3标准齿轮:标准齿轮是指m、ha*、c*均取标准值,且分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮。一个齿轮:d=mz da=d+2ha=(z+2 ha*)mdf=d-2hf=(z-2 ha*-2 c*)mdb=dc
6、osha=ha*mhf=(ha*+c*)mh=ha+hf=(2 ha*+c*)mP=m一对标准齿轮:m、z决定了分度圆的大小,而齿轮的大小主要取决于分度圆,因此m、z是决定齿轮大小的主要参数轮齿的尺寸与m,ha*,c*有关与z无关至于齿形,与m,z,有关三、标准直齿轮的几何尺寸z 2、齿廓在不同高度上的齿距均相等,但齿厚和槽宽各 不相同。p=m,分度线(齿条中线):s=e3、尺寸计算:同标准齿轮一样1、齿廓不同高度上的压力角均相等,且等于齿廓的倾斜角,此角称为齿形角,标准值为20=齿形角(20)四、标准齿条起始啮合点A,终止啮合点B,啮合极限点N1、N2 实际啮合线段 理论啮合线段 10105
7、 5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动法向齿距(法节)一、啮合过程两对齿分别在a,b点啮合,根据啮合基本定律a,b点在N1N2上ab法向齿距 Pb1=abPb2=ab Pb1=Pb2 二、正确啮合条件或 2.重合度(重叠系数)三、齿轮传动的连续条件和重合度1.连续传动的条件重合度不仅是齿轮传动的连续性条件,而且是衡量齿轮承载能力和传动平稳性的重要指标。端面重合度对于标准齿轮:齿侧间隙(侧隙)1、无侧隙啮合的条件 四、齿轮传动的无侧隙啮合条件及标准中心距(1)标准安装 标准中心距:顶隙 标准值 分度圆与节圆重合实际中心距:啮合角a=a=202、标准齿轮的安装由图可知:有侧
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