第6讲齿轮机构及其设计.ppt

精密机械设计基础,精 密 机 械 设 计,第6讲 齿轮机构及其设计,内 容 提 示,齿轮机构的主要类型和功能齿轮机构的机构运动简图瞬时传动比与齿廓曲线渐开线齿廓曲线,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构，与其它传动机构相比，齿轮机构的优点是：结构紧凑，工作可靠，效率高，寿命长，能保证恒定的传动比，而且其传递的功率与适用的速度范围大。缺点是其制造安装费用较高，低精度齿轮传动的振动噪声较大。,齿轮机构是通过一对对齿面的依次啮合来传递两轴之间的运动和动力的，根据一对齿轮实现传动比的情况，它可以分为定传动比和变传动比齿轮机构。本章仅讨论实现定传动比的圆形齿轮机构。,典型的齿轮传动,齿轮机构是依靠轮齿直接接触构成高副来传递两轴之间的运动和动力的。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,1、平行轴之间传递运动,（1）直齿圆柱齿轮机构,轮齿分布在圆柱体外部且与其轴线平行,啮合的两外齿轮转向相反。应用广泛。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,（2）斜齿圆柱齿轮机构,轮齿与其轴线倾斜，两轮转向相反，传动平稳,适合于高速传动,但有轴向力。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,（3）人字齿圆柱齿轮机构,由两排旋向相反的斜齿轮对称组成，其轴向力被相互抵消。适合高速和重载传动，但制造成本较高。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,（4）直齿内啮合圆柱齿轮机构,轮齿与其轴线平行且分布在空心圆柱体的内部，它与外齿轮啮合时两轮的转向相同。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,（5）斜齿内啮合圆柱齿轮机构,轮齿与其轴线倾斜的内齿轮加工困难，它与斜齿外齿轮啮合时两轮转向相同。有轴向力。应用较少。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,（6）直齿齿轮齿条机构,齿数趋于无穷多的外齿轮演变成齿条，它与外齿轮啮合时，齿轮转动，齿条直线移动。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,（7）斜齿齿轮齿条机构,斜齿轮斜齿条啮合传动应用较少。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,（8）非圆齿轮机构,非圆齿轮变传动比,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,2、相交轴之间传递运动,(1)直齿圆锥齿轮机构,轮齿沿圆锥母线排列于截锥表面，是相交轴齿轮传动的基本形式。制造较为简单。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,（2）斜齿圆锥齿轮机构,轮齿倾斜于圆锥母线，制造困难，应用较少。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,（3）曲齿圆锥齿轮机构,轮齿是曲线形，有圆弧齿、螺旋齿等，传动平稳，适用于高速、重载传动，但制造成本较高。现在汽车后桥都采用这种齿轮。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,3、交错轴之间传递运动,（1）交错轴斜齿圆柱齿轮机构,两螺旋角数值不等的斜齿轮啮合时，可组成两轴线任意交错传动，两轮齿为点接触，且滑动速度较大，主要用于传递运动或轻载传动。,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,两轴交错角为90的传动,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,4、特种齿轮传动,同向传动齿轮机构,6-1 齿轮机构的主要类型和功能,6-2 齿轮机构的机构运动简图,6-2 齿轮机构的机构运动简图,6-2 齿轮机构的机构运动简图,6-2 齿轮机构的机构运动简图,6-3 瞬时传动比和齿廓曲线,任意齿廓的两齿轮啮合时，其瞬时角速度的比值等于齿廓接触点公法线将其中心距分成两段长度的反比。,在齿轮机构中，相对速度瞬心P 称为啮合节点，简称节点。,两齿轮啮合传动时，节点P在两轮各自运动平面内的轨迹分别称为齿轮1和齿轮2的节曲线。当该节曲线为圆时，称其为齿轮的节圆。,节曲线是齿轮的动瞬心线，齿轮的啮合传动相当于其两节曲线作无滑动的纯滚动。,点P为节点,6-3 瞬时传动比和齿廓曲线,6-3 瞬时传动比和齿廓曲线,分析,（2）节点P在中心线上按一定规律移动的情况,（1）节点P为中心线上的一个固定点的情况,6-3 瞬时传动比和齿廓曲线,共轭齿廓可以用包络线法、齿廓法线法或动瞬心线法等方法求得。,凡能满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓。,共轭齿廓啮合时，两齿廓在啮合点相切，其啮合点的公法线通过节点P。理论上，只要给定一齿轮的齿廓曲线，并给定中心距和传动比i12，就可以求出与之共轭的另一齿轮的齿廓曲线。,6-4 渐开线齿廓曲线,1.渐开线的形成,当直线x-x沿半径为rb的圆作纯滚动时，该直线上任一点K的轨迹称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，直线x-x称为渐开线的发生线，角K 称为渐开线AK段的展角。,2.渐开线的性质,2)渐开线上任一点的法线切于基圆。,3)基圆以内没有渐开线。,1)发生线在基圆上滚过的线段长度 等于基圆上被滚过的圆弧长度，即,6-4 渐开线齿廓曲线,4)渐开线的形状仅取决于其基圆的大小。基圆越小，渐开线越弯曲，基圆越大，渐开线越平直,6-4 渐开线齿廓曲线,3.啮合线是过节点的直线,1.传动比恒定不变,2.中心距变动不影响传动比（可分性）,