机械原理第4章 齿轮传动机构课件.ppt
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1、第4章 齿轮传动机构4.1 齿轮传动机构的类型、特点和应用4.1.1齿轮传动机构的类型,平面直齿轮,内啮合齿轮传动 两齿轮的转动方向相同,齿轮齿条传动,外啮合齿轮传动 两齿轮的转动方向相反,平面平行轴斜齿圆柱齿轮传动,轮齿与其轴线倾斜一个角度,平面人字齿轮传动,由两个螺旋角方向相反的斜齿轮组成,空间(圆)锥齿轮传动,用于两相交轴之间的传动,空间交错轴斜齿轮传动,用于传递两交错轴之间的运动,空间蜗杆传动,用于传递两交错轴之间的运动,其两轴的交错角一般为90,4.1.2齿轮传动机构的特点(1)直接接触的啮合传动;可传递空间任意两轴之间的运动和动力;(2)功率范围大,速比范围大,效率高,精度高;(3
2、)传动比稳定,工作可靠,结构紧凑;(4)改变运动方向;(5)制造安装精度要求高,不适于大中心距,成本较高,且高速运转时噪声较大。,4.1.3 齿轮传动机构的应用 现代机械中应用最为广泛的一种传动机构例1:机械手,例2:汽车变速箱,例3:摄像机,例4:大型游乐设施,4.2 齿廓啮合基本定律-瞬时传动比恒定条件4.2.1 基本定律-瞬时传动比恒定条件,C点:相对速度瞬心(三心定理)C点:啮合节点,简称节点,齿廓啮合基本定律齿廓接触点的公法线始终通过中心连线上一定点,速比恒定。节圆:由节点决定的圆共轭齿廓凡满足齿廓啮合基本定律而相互啮合的一对齿廓,两头牛背上的架子称为轭,轭使两头牛同步行走。共轭即为
3、按一定规律相配的一对。,轭,4.2.3 齿廓曲线的选择1.理论上满足基本定律的共轭齿廓曲线很多;2.考虑因素:设计、制造、安装和使用;3.常用齿廓曲线:渐开线,摆线,变态摆线,圆弧曲线和抛物线等。本章重点研究渐开线齿廓的齿轮,4.3 渐开线齿廓4.3.1 渐开线的形成,直线BK沿半径为rb的圆作纯滚动时,直线上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆,rb基圆半径;BK渐开线发生线K渐开线上K点的展角,4.3.2 渐开线的性质1.渐开线的发生线展直前后长度不变;,2.B 是渐开线K点处的曲率中心,BK 是曲率半径;A 处的曲率半径为0 KB 为渐开线在K点的法线,并与基圆相切,K
4、,3.渐开线的形状取决于基圆的大小 rb,渐开线直线;,4.基圆内无渐开线,问题1:G1、G3为同一基圆上所生成的两条同向渐开线,试问 和 有何关系?,5.同一基圆上所生成的两条同向渐开线为法向等距曲线。,问题2:G1、G3为同一基圆上所生成的两条反向渐开线,试问 和 有何关系?,6.同一基圆上所生成的两条反向渐开线为法向等距曲线。,4.3.3 渐开线方程1.渐开线的压力角2.渐开线方程,法线与基圆相切;齿轮固定,基圆唯一;法线交于定点C,4.3.4 渐开线齿廓的啮合特性,啮合特性1.中心距的可分离性;,中心距变化后,C点随之变化,但 rb1、rb2 不变,即中心距不变。有利于加工、安装和使用
5、。,2.接触点的轨迹是直线啮合线;3.作用力的方向始终沿啮合线;4.中心距变动,啮合线变化;5.存在相对滑动,导致摩擦磨损。,4.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮4.4.1 基本参数1.模数m,压力角,定义分度圆上:模数m=Pk/,压力角,均为标准值国家标准=20,英制标准=14.5,某些汽车齿轮=22.52.齿顶高系数,顶隙系数,4.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算标准齿轮的特征:分度圆上模数和压力角为标准值;齿距p所包含的齿厚s与齿槽宽e相等;具有标准的齿顶高与齿根高。,渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算式,4.5 渐开线标准齿轮的啮合 节点节圆啮合角4.5.1标准中心距-无侧隙啮合
6、分度圆与节圆重合渐开线齿廓具有可分离性,4.5.2 正确啮合条件条件:齿对交替过程中不发生冲击,保证加工与互换性4.5.3 连续传动条件理论啮合线实际啮合线连续传动条件?,实际啮合线重合度,大意味着什么(物理意义)?表示同时参加啮合的齿对数多或多对齿啮合所占的时间比例大。结论 基本定律解决瞬时传动比恒定的必要条件;m,相等,解决连续传动的必要条件;1,解决连续传动的充分条件。标准齿轮、标准中心距,恒大于1,4.6 渐开线齿轮的加工4.6.1渐开线齿轮的加工方法1.成形法,铣削法 拉削法,渐开线的形状与基圆有关成形铣刀刀号和加工齿数范围,成型法加工齿轮的特点不需要专用机床;齿型误差较大;分齿误差
7、较大。用于9级以下精度的齿轮加工2.范成法(展成法)4.6.2 范成法加工齿轮的原理和方法1.基本原理,一对齿轮作无侧隙啮合时,其共轭齿廓互为包络线包络法,2.加工方法插齿加工,齿轮插刀 齿条插刀,优点:用一把插刀可以加工出 m、相同而齿数不同的各种齿轮(包括内齿轮)。缺点:切削不连续,生产效率较低。,滚齿加工,优点:用一把滚刀可以加工出 m、相同而齿数不同的各种齿轮,切削连续,生产效率高。缺点:不能加工内齿轮。,4.6.3 用标准齿条刀具加工齿轮1.标准齿条刀具 顶部比普通齿条多出一段C*m,用于在被加工齿轮的齿根部分切出齿顶间隙,2.用标准齿条刀具加工齿轮,被加工齿轮的齿数取决于 v刀 和
8、 轮 的比值。,4.6.4 渐开线齿廓的根切1.根切的现象,根切位置,2.根切的危害齿根强度削弱,重合度减小,3.根切的原因标准齿轮:刀具的齿顶线超过了极限啮合点N。,考虑变位,4.6.5 避免根切的措施1.z17(对于标准齿轮)2.变位正变位刀具远离工件中心,变为后,4.6.6 变为齿轮及其应用1.类型零传动 x1+x2=0(包括标准齿轮)通常:小轮x1 0,大轮x2 0中心距a,啮合角不变(高度变位),正传动 x1+x2 0中心距a,啮合角,负传动 x1+x2 0中心距a,啮合角,2.应用凑中心距,修复旧齿轮;减小齿轮尺寸;提高齿轮弯曲疲劳强度。,4.9 斜齿圆柱齿轮4.9.1 渐开线斜齿
9、圆柱齿轮1.斜齿圆柱齿轮齿面的形成,端面是渐开线,符合齿廓啮合基本定律,2.斜齿圆柱齿轮的基本参数(1)螺旋角,(2)齿距和模数(3)压力角(4)齿顶高系数和顶隙系数(5)几何尺寸3.斜齿圆柱齿轮的啮合特性接触线是斜直线逐渐接触,逐渐脱开,传动平稳,冲击和噪声小,产生轴向力角轴向力,对轴承不利角太小,斜齿轮的优点不易发挥一般:=820重合度加大(后面分析)4.9.2 平行轴斜齿轮机构1.平行轴斜齿轮机构的几何尺寸计算,(1)法面参数与端面参数的关系模数,压力角,(2)法面参数的意义法面:加工时的进刀方向,为标准参数端面:渐开线,与直齿轮相当,外啮合1=-2 内啮合1=2,2.平行轴斜齿轮机构的
10、几何尺寸计算(1)正确啮合条件两轮啮合处的轮齿倾斜方向必须一致,端面内的啮合相当于之齿轮啮合,(2)连续传动条件,端面重合度,轴向重合度,斜齿轮传动的重合度比直齿轮大,3.斜齿圆柱齿轮的当量齿轮与斜齿轮法面齿形相当的直齿圆柱齿轮称为斜齿轮的当量齿轮当量齿轮的齿数称为斜齿轮的当量齿数,将C点的曲率半径作为当量齿轮的分度圆半径,标准斜齿圆柱齿轮不发生根切的最小齿数:,4.当量齿轮的用途仿形法加工直齿圆锥齿轮时,选择铣刀;弯曲疲劳强度计算。选择变位系数及测量齿厚,4.10 直齿圆锥齿轮传动机构4.10.1直齿圆锥齿轮齿廓的形成1.理论齿廓的形成,基圆锥球面渐开线球面由于不能展开成平面,给设计和制造带
11、来很大困难,工程上采用近似,用背锥齿形代替圆锥齿轮大端的球面齿型大端模数为标准值2.背锥和当量齿数,将背锥展平(参数与圆锥齿轮大端相同)将扇形齿轮补足成完整的直齿圆柱齿轮,其齿数将增至Zv圆锥齿轮的当量齿轮Zv当量齿数,标准直齿圆锥齿轮不发生根切的最少齿数:3.当量齿轮的用途仿形法加工直齿圆锥齿轮时,选择铣刀;弯曲疲劳强度计算。,4.10.2 直齿圆锥齿轮啮合传动1.正确啮合条件2.连续传动条件重合度1按照当量齿轮进行分析和计算,传动比,4.10.3 直齿圆锥齿轮的几何尺寸,4.11 蜗杆传动机构4.11.1 概述1.蜗轮蜗杆的形成齿轮齿条的演化螺旋传动的演化2.分类(1)按齿廓的截面形状分,
12、阿基米德蜗杆(普通蜗杆),延伸渐开线蜗杆,渐开线蜗杆,(2)按头数分单头,多头(3)按蜗杆形状分圆柱蜗杆弧面蜗杆(提高承载能力),3.传动特点传动比 i 较大(i=880)结构紧凑,工作平稳(连续),噪音较小相对滑动速度大,效率低,需材料匹配(贵重金属)4.11.2 普通蜗杆的主要参数和几何尺寸计算,1.特点主平面内:m、为标准值2.正确啮合条件,3.传动比4.直径系数q和导程角,为限制d1的数量,令蜗杆直径系数为5.齿面间的滑动速度 效率低,磨损、发热,6.传动效率(考虑轴承、搅油)7.蜗杆传动转动方向的判别,8.几何尺寸计算,4.12 非圆齿轮传动机构简介4.12.1 常用非圆齿轮传动机构
13、,椭圆齿轮机构,对数螺线非圆齿轮机构三角形齿轮机构,矩形齿轮机构,4.12.2 非圆齿轮传动需满足的条件,任意瞬时两轮节曲线的向量半径之和等于两轮的中心矩;相互滚动的两端节曲线弧长应时时相等。,4.12.3 应用实例,对数解算装置 解算仪中利用对数螺线非圆齿轮机构实现导数的运算,绕线机 利用椭圆齿轮机构传动比的变化来控制绕线机构往复运动的速度,从而使绕线缠绕成型良好,大学课件出品 版权归原作者所有 联系QQ:910670854 如侵权,请告知,吾即删 更多精品文档请访问我的个人主页 http:/,附赠人生心语,人生太短,聪明太晚,人生太短,聪明太晚(1),我们都老得太快却聪明得太迟把钱省下来,
14、等待退休后再去享受结果退休后,因为年纪大,身体差,行动不方便,哪里也去不成。钱存下来等养老,结果孩子长大了,要出国留学,要创业做生意,要花钱娶老婆,自己的退休金都被拗走了。,人生太短,聪明太晚(2),当自己有足够的能力善待自己时,就立刻去做,老年人有时候是无法做中年人或是青少年人可以做的事,年纪和健康就是一大因素。小孩子从小就告诉他,养你到高中,大学以后就要自立更生,要留学,创业,娶老婆,自己想办法,自己要留多一点钱,不要为了小孩子而活我们都老得太快却聪明得太迟,我的学长去年丧妻。这突如其来的事故,实在叫人难以接受,但是死亡的到来不总是如此。学长说他太太最希望他能送鲜花给他,但是他觉得太浪费,
15、总推说等到下次再买,结果却是在她死后,用鲜花布置她的灵堂。这不是太蠢愚了吗?!等到.、等到.,似乎我们所有的生命,都用在等待。,人生太短,聪明太晚(3),等到我大学毕业以后,我就会如何如何我们对自己说等到我买房子以后!等我最小的孩子结婚之后!等我把这笔生意谈成之后!等到我死了以后人人都很愿意牺牲当下,去换取未知的等待;牺牲今生今世的辛苦钱,去购买后世的安逸在台湾只要往有山的道路上走一走,就随处都可看到农舍变精舍,山坡地变灵塔,无非也是为了等到死后,能图个保障,不必再受苦。许多人认为必须等到某时或某事完成之后再采取行动。明天我就开始运动,明天我就会对他好一点,下星期我们就找时间出去走走;退休后,
16、我们就要好好享受一下。,人生太短,聪明太晚(4),然而,生活总是一直变动,环境总是不可预知,现实生活中,各种突发状况总是层出不穷。身为一个医生,我所见过的死人,比一般人要来得多。这些人早上醒来时,原本预期过的是另一个平凡无奇的日子,没想到一个意料之外的事;交通意外、脑溢血、心脏病发作等等。剎那间生命的巨轮倾覆离轨,突然闯进一片黑暗之中。那么我们要如何面对生命呢?我们毋需等到生活完美无瑕,也毋需等到一切都平稳,想做什么,现在就可以开始做起。一个人永远也无法预料未来,所以不要延缓想过的生活,不要吝于表达心中的话,因为生命只在一瞬间。,人生太短,聪明太晚(5),记住!给活人送一朵鲜花,强过给死人送贵
17、重的花圈,每个人的生命都有尽头,许多人经常在生命即将结束时,才发现自己还有很多事没有做,有许多话来不及说,这实在是人生最大的遗憾。别让自己徒留为时已晚的空余恨。逝者不可追,来者犹未卜,最珍贵、最需要实时掌握的当下,往往在这两者蹉跎间,转眼错失。,人生太短,聪明太晚(6),人生短暂飘忽,包得有一首小诗这样写:高天与原地,悠悠人生路;行行向何方,转眼即长暮。正是道尽了人生如寄,转眼即逝的惶恐。有许多事,在你还不懂得珍惜之前已成旧事;有许多人,在你还来不及用心之前已成旧人。遗憾的事一再发生,但过后再追悔早知道如何如何是没有用的,那时候已经过去,你追念的人也已走过了你。,人生太短,聪明太晚(7),一句
18、瑞典格言说:我们老得太快,却聪明得太迟。不管你是否察觉,生命都一直在前进。人生并未售来回票,失去的便永远不再得到。将希望寄予等到方便的时间才享受,人生太短,聪明太晚(8),我们不知失去了多少可能的幸福不要再等待有一天你可以松口气,或是麻烦都过去了。生命中大部分的美好事物都是短暂易逝的,享受它们、品尝它们,善待你周围的每一个人,别把时间浪费在等待所有难题的完满结局上。找回迷失的生命死亡也许是免费的 但是,却要付出生命的代价。劝大家一句话:把握当下,莫等待。,成功人生的十堂课,人生成功第1课,做一个终生学习的人,离开学校并不意味着学习就结束了。学习可以成为一种生活方式,帮助你发挥最大的潜能。我们从
19、未停止学习,总会有新的,有趣的东西等待我们去发现。学习新的技能可能让人感到有一点恐惧,但每当我们在个人学习上停滞不前时,我们都需要去学习新的东西。积极地寻求支援和建议,突破停滞期。参加一些培训,进修,夜校任何新的兴趣都将会有助于发展你的优势。多看,多听,让你的头脑保持活跃。活到老,学到老。,人生成功第2课,令自己感到沮丧的秘诀就是用空闲时间去烦恼自己是否快乐。所以不要费事去想它!摩拳擦掌干起来吧。你将热血沸腾,你会头脑清醒。很快,在你身体中的这种高涨的积极人生观将把烦恼从你的头脑中赶出去。行动起来,忙碌起来。这是世界上最便宜的一种药,也是最好的一种。,人生成功第3课,在困境中寻找成功的希望逆境
20、是一所最好的学校。每一次失败,每一次打击,每一次损失,都蕴育着成功的萌芽,都教会我在下一次有更出色的表现。我再也不会逃避现实,也不会拒绝从以往的错误中获取经验,我不再因此而促成自己的失败。因为我知道,宝玉不经磨砺就不能发光,没有,我也不能完善自我。现在我知道,灵魂倍受煎熬的时刻,也正是生命中最多选择与机会的时刻。任何事情的成败取决于我在寻求帮助时是抬起头还是低下头。无论何时,当我被可怕的失败击倒,在最初的阵痛过去之后,我都要想方设法将苦难变成好事。伟大的机遇就在这一刻闪现这苦涩的根必将迎来满园芬芳!我将一直在困境中寻找成功的希望。,人生成功第4课,没有人可以使你感到自卑我选择自我感觉良好,这样
21、我能更加开放地学习。如果人们给我负面的回应或是批评我做的事情,我不会认为他们所说的就表明我是一个“差劲的”人。我坚信自尊由我掌控,这让我毫无戒心地去听取别人的反馈,想看看是否有我可以学习的东西。我们每天都有两种选择。我们可以感到自己很棒,也可以感到自己很差劲。难道有人会选择后者吗?,人生成功第5课,紧紧抓住梦想我们每个人都有梦想。我们每个人都希望能发自内心地相信自已有一种特殊的天赋,相信自己能发挥重要的作用,相信自己能以一种特殊的方式感动他人,相信自己能够把世界变得更加美好。在一生中,我们都曾经对自己渴望并追求的生活品质抱有憧憬。然而,对我们大多数人来说,这些憧憬在日常生活的成规和挫败中已经变
22、得如此渺茫,以到于我们甚至不再努力去实现它们。对太多人来说,梦想已经远离,随之远离的还有塑造我们命运的意愿。很多人已经推动了坚定的信念,而正是坚定的信念为胜利者创造了优势。我们所要做的就是重拴梦想,并实现梦想,让我们每个人都记住,并去运用深藏在自己身上的无限潜能。,人生成功第6课,毅力无法替代世界上没有任何东西可以替代毅力。才干不可以,无所作为的能人十分普遍;天分不可以,碌碌无为的天才尽人皆知;教育不可以,受过良好教育的没落者更是随处可见。只要有毅力和决心,就是无所不能的。毅力并不总是意味着永远坚持做同一件事。它意味着无论你做任何事情,你都要立刻全心投入,竭尽全力;它意味着先做艰苦的工作,再去
23、期待随之而来的满足和回报。它意味着开心地工作,渴望更多的知识和进步。它意味着多打几个电话,多夏装几里路,多除草,早起床,意味着总是寻求更好的方式去做你在做的事情。毅力就是经历考验和过失的成功。,人生成功第7课,驻足片刻闻花香在现代生活的忙忙碌碌中,人们很少会停下来欣赏自然的美。问问自己,你有多少次倾听过鸟儿的歌唱。你最近一次抬头仰望闪耀的星空又是在什么时候?时光飞逝,人生苦短。不要忘记驻足闻闻花香。我们在急于谋生的过程中,往往忽视了我们生活的品质。多少次,你听见人们为这为那说“我忙死了。”多可惜啊!有一天,当他们真的找到时间能够驻足片刻闻花香时,可能已经太迟了。,人生成功第8课,加入到微笑者和
24、赞美者的行列来当你对别人,别人也会对你报以,你自然会感觉很棒。即使他有对你报以,你也会感觉很棒,因为你认识到世界上最贫穷的人就是从不微笑的人,当你对那个人微笑,你立刻变得更加富有。赞美也是这个道理。当你真诚地毛病抑或恭维一个人时,他将立刻受益,更喜欢自己。当你让别人感觉更好时,你自己也会感觉更好。,人生成功第9课,让自己快乐。调查表明,我们当中70%的人在生活中时间有临床性的抑郁现象。如今我们有这么多的机遇,为什么我们还这么不快乐呢?人们尝试各种东西:金钱,权利,事业,婚姻,离婚,酒精,摇滚甚至毒品,但我们大多数人只是想要得到一样东西快乐。快乐是人的一种自然的身心状态;我们只要去相信快乐,让自
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