电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658-4第四章--齿轮传动.ppt
第四章 齿轮传动,机械基础,第四章 齿轮传动,42 外啮合直齿圆柱齿轮传动,41 齿轮传动概述,43 其他齿轮传动简介,44 齿轮的结构、材料、润滑与失效,第四章 齿轮传动,齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和（或）动力的一种机械传动，可以用来传递空间任意两轴间的运动，而且传动准确可靠，效率高,第四章 齿轮传动,41 齿轮传动概述,一、齿轮传动的常用类型,1两轴平行,41 齿轮传动概述,2两轴不平行,41 齿轮传动概述,41 齿轮传动概述,二、齿轮传动的传动比,n1z1=n2z2,齿轮传动的传动比：,n1、n2主、从动齿轮的转速，r/minz1、z2主、从动齿轮的齿数,41 齿轮传动概述,三、齿轮传动的应用特点,（1）能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确（2）传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可高达5104 kW，圆周速度可达300 m/s（3）结构紧凑，可实现较大的传动比（4）传动效率高，使用寿命长，维护简便,1优点,41 齿轮传动概述,（1）运转过程中有振动、冲击和噪声（2）对齿轮的安装要求较高（3）不能实现无级变速（4）不适用于中心距较大的场合,2缺点,第四章 齿轮传动,一、渐开线齿廓,1齿轮传动对齿廓曲线的基本要求,（1）传动要平稳（2）承载能力要强,2渐开线的形成,动直线AB 沿一固定圆作纯滚动，此动直线AB 上任意一点K 的运动轨迹CD 称为该圆的渐开线,3渐开线齿廓的啮合特性,（1）能保证瞬时传动比的恒定，保证了传动的平稳性，减小了振动和冲击（2）即使两轮的实际中心距与设计的中心距稍有改变，其瞬时传动比仍能保持不变,二、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称,三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数,1压力角,压力角：齿廓上某点所受正压力方向（即齿廓上该点法向）与速度方向线之间所夹的锐角,分度圆上的压力角=20,分度圆上压力角大小对轮齿形状的影响,20,2齿数z,齿数z：一个齿轮的轮齿总数,3模数m,mp/,模数：齿距p除以圆周率所得的商,m的单位为mm,模数越大，轮齿厚度也越大，承载能力越强,齿数相同模数不同 分度圆直径相同,四、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算,例 一对标准直齿圆柱齿轮，z1=20，z2=32，m=10。试计算d、da、df、s、db和a,解,五、渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件,1两齿轮的模数必须相等，即m1=m22两齿轮分度圆上的压力角必须相等，即1=2,知识链接,标准齿轮,43 其他齿轮传动简介,第四章 齿轮传动,一、内啮合直齿圆柱齿轮传动,内啮合直齿圆柱齿轮,43 其他齿轮传动简介,内啮合直齿圆柱齿轮的特点：,1齿顶圆分度圆，齿根圆分度圆2齿廓是内凹的，齿 厚和齿槽宽分别对 应于外啮合齿轮的 齿槽宽和齿厚3齿顶圆必须大于基圆,43 其他齿轮传动简介,当要求齿轮传动轴平行，回转方向一致，且传动结构紧凑时，可采用内啮合直齿圆柱齿轮传动,43 其他齿轮传动简介,二、齿轮齿条传动,齿轮齿条传动可以将齿轮的回转运动转换为齿条的往复直线运动，或将齿条的往复直线运动转换为齿轮的回转运动,43 其他齿轮传动简介,1齿条,（1）齿条的齿廓是直线，压力角为20,（2）齿条上各齿的同侧齿廓互相平行,43 其他齿轮传动简介,2齿条移动速度计算,v=n1d1=n1mz1,齿条的移动速度：,v齿条的移动速度，mm/minn1齿轮的转速，r/mind1齿轮分度圆直径，mmm齿轮的模数，mmz1齿轮的齿数,齿轮回转一周，齿条移动距离：,L=d1=mz1,43 其他齿轮传动简介,三、斜齿圆柱齿轮传动,1斜齿圆柱齿轮的形成,渐开线直齿圆柱齿轮的齿廓是发生面在基圆柱上作纯滚动时，面上任意一条与基圆柱母线NN平行的直线KK的运动轨迹,43 其他齿轮传动简介,斜齿圆柱齿轮的齿廓发生面上的直线KK不是与基圆柱母线NN平行，而是成一个夹角b,直线KK所形成的一个螺旋形的渐开线曲面称为渐开线螺旋面。b称为基圆柱上的螺旋角,43 其他齿轮传动简介,2斜齿圆柱齿轮的主要参数,（1）斜齿圆柱齿轮的螺旋角,斜齿圆柱齿轮的螺旋角：分度圆柱面与齿廓相交的螺旋线的螺旋角，用表示,越大，轮齿倾斜程度越大，因而传动平稳性越好，但轴向力也越大,43 其他齿轮传动简介,（2）模数,PnPtcos,mnmtcos,斜齿圆柱齿轮的法向模数为标准值,（3）压力角,压力角取标准值，即n=20,43 其他齿轮传动简介,（4）旋向,将齿轮轴线垂直放置，轮齿自左至右上升者为右旋，反之为左旋,43 其他齿轮传动简介,3斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件,（1）两齿轮法向模数相等，即：mn1=mn2=m（2）两齿轮法向压力角相等，即：n1=n2=（3）两齿轮螺旋角相等、旋向相反，即：1=2,43 其他齿轮传动简介,4斜齿圆柱齿轮传动的啮合性能,（1）同时啮合的轮齿数量多，重合度大，承载能力高（2）轮齿上的载荷逐渐增加，又逐渐卸掉。承载和卸载平稳，冲击、振动和噪声小（3）产生轴向力，增大了摩擦损失,43 其他齿轮传动简介,四、直齿锥齿轮传动,直齿锥齿轮用于两轴相交时的传动，大端参数为标准值,直齿锥齿轮传动正确啮合的条件：（1）两齿轮的大端模数相等，m1=m2=m（2）两齿轮的压力角相等，1=2=,一、齿轮的结构,1齿轮轴,圆柱齿轮 锥齿轮,第四章 齿轮传动,2实体式齿轮,圆柱齿轮 锥齿轮,腹板式齿轮,圆柱齿轮 锥齿轮,4轮辐式齿轮,二、齿轮常用材料及热处理,（1）齿面具有足够的硬度和耐磨性（2）齿心具有足够的韧性（3）具有良好的冷、热加工的工艺性,1对齿轮材料的基本要求,（1）常用材料为优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料（2）齿轮结构尺寸较大时用铸钢（3）开式低速传动齿轮用灰铸铁或球墨铸铁（4）低速重载齿轮选用综合性能较好的钢材（5）高速齿轮选用齿面硬度高的材料（6）受冲击载荷的齿轮选用韧性好的材料（7）高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动，用非金属材料、如夹布胶木、尼龙,2常用的齿轮材料,主要有表面淬火、渗碳淬火、渗氮、调质、正火等,3钢制齿轮的热处理方法,三、齿轮传动的润滑,1开式齿轮传动的润滑,采用人工定期润滑，可采用油润滑或脂润滑,油池润滑 喷油润滑,2闭式齿轮传动的润滑,（1）v12m/s时，多采用油池润滑,（2）v12m/s时，应采用喷油润滑,四、齿轮传动的失效,1齿面点蚀,表层上小块金属脱落，形成麻点和斑坑,2齿面磨损,齿面磨损严重时，渐开线齿面就会损坏,3齿面胶合,齿面直接接触，产生局部高温，使两齿面发生粘连,4齿面塑性变形,齿面较软时，在重载情况下出现塑性变形,5轮齿折断,（1）受到严重冲击、短期过载而突然折断（2）轮齿长期工作后经过多次反复的弯曲，使齿根发生疲劳折断,制作：王希波,第四章 齿轮传动,
