机械设计基础课件!齿轮机构H.ppt
《机械设计基础课件!齿轮机构H.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械设计基础课件!齿轮机构H.ppt(87页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第四章 齿轮机构 Gear Mechanisms,41齿轮机构的特点和类型42齿廓啮合基本定律43渐开线齿廓44渐开线标准直齿圆柱齿轮45渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动46渐开线齿轮的切齿原理47根切、最少齿数与变位齿轮48平行轴斜齿轮机构49圆锥齿轮机构,1,1.传动比恒定;2.适用圆周速度和功率范围广;3.效率高;4.结构紧凑,工作可靠且寿命长。5.制造安装精度高,成本高;6.不适宜传递远距离的运动。,一.齿轮机构的特点,优缺点,应用最广的传动机构之一,用来传递空间任意两轴的运动和动力。,41齿轮机构特点和类型,2,两轴平行的,直齿,平行轴斜齿轮传动,人字齿,外啮合齿轮传动,内啮合齿轮传
2、动,齿轮与齿条传动,圆锥齿轮传动,交错轴斜齿轮传动,蜗轮蜗杆传动,齿轮机构,两轴不平行的,二.齿轮机构的类型,(平面齿轮机构)Planar Gear Mech.,圆柱齿轮,(空间齿轮机构)Spatial Gear Mech.,3,直齿圆柱齿轮机构(二轴平行)spur gear mech.,外啮合传动二轮转向相反,内啮合传动二轮转向相同,齿轮齿条传动转动移动,内齿轮,外齿轮,齿条,外齿轮,rack,2023/3/23,编制:吕亚清,4,斜齿圆柱齿轮机构helical gear mech.,外啮合external,内啮合internal,齿轮齿条,5,人字齿轮传动double helical ge
3、ar mech.(herringbone),外啮合传动内啮合传动齿轮齿条传动,空间齿轮机构spatial gear mech.,圆锥齿轮传动bevel gear mech.二轴相交,直齿圆锥齿轮机构Straight bevel gear,曲齿圆锥齿轮机构Helical bevel gear,交错轴斜齿轮传动(螺旋齿轮传动)crossed helical gear mech.,二轴交错,8,蜗杆蜗轮传动worm and worm wheel mech.,二轴交错,通常交90,K,O1,O2,n,n,v1,v2,Z,P,不卡不离.,处处相切接触.,法线上没有相对运动.,a,b,c,瞬时传动比 i1
4、2=,对齿廓曲线的要求:,4-2 齿廓啮合基本定律Foundamental Law of Gearing,一、齿轮传动的瞬时角速比(传动比),因为Kab 与KO2Z相似,则,10,4-2 齿廓啮合基本定律Fundamental Law of Gearing,一、齿轮传动的瞬时角速比(传动比),齿廓形状影响传动性能,若传动比变化 从动轮转速不均匀惯性力、振动、噪音传动精度。,K,O1,O2,1,2,n,n,P,分析可知:P为齿廓1、2 的瞬心则,即:,i12=,w1,w2,11,定点P节点pitch point(公法线与连心线的交点)节圆(d1,d2):过节点所作的两圆,二、齿廓啮合的基本定律,
5、不论两齿廓在何位置接触,过其接触点所作两齿廓的公法线均须与连心线交于一定点P。,瞬时传动比等于齿廓接触点的公法线将连心线截为两段线段的反比。,传动比恒定的条件:,节圆,节圆,12,三、齿廓曲线的确定,凡能满足齿廓啮合基本定律(或某种变传动比规律)的一对齿廓,称为共轭齿廓。Conjugate Profiles在理论上,可作为一对齿轮共轭齿廓的曲线有无穷多个。,实际选用,须考虑设计、制造、安装、使用等因素常用:渐开线、摆线、圆弧线、抛物线等本章主要研究渐开线齿廓的齿轮,节圆,节圆,43 渐开线齿廓The Involute Profiles,一、渐开线的形成二、渐开线的性质三、渐开线齿廓的啮合特性,
6、14,一、渐开线的形成Generation of Involute,当一直线在一圆周上作纯滚动时,此直线上任一点的轨迹-该圆的渐开线involute该圆称基圆(rb);该直线称为发生线generating line,渐开线,发生线,基圆,向径,压力角,基圆半径 rb,rK,展角,基圆,15,二、渐开线的性质Properties of the Involute,1)发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长,2)渐开线上任一点法线恒切于基圆,切点是渐开线上K点的曲率中心,KB为曲率半径;越接近基圆,曲率半径越小,反之越大3)渐开线上K点的法线(正压力的方向线),与该点的速度方向线所夹的锐角k称
7、为渐开线在该点的压力角。,渐开线的性质(续),4)渐开线的形状决于基圆半径,圆半径越大,渐开线越平展(综合曲率半径越大)直线也是渐开线,O1,rb1,5)基圆内无渐开线,17,推论,同一基圆上渐开线形状相同同一基圆所生成的同向渐开线为法向等距曲线,两反向渐开线公法线 处处相等(等于两渐开线间的基圆弧长),?,?,三、渐开线齿廓的啮合特性Gearing of Involute Profiles,渐开线齿轮符合齿廓啮合基本定律,即能保证定传动比传动由齿廓啮合基本定律知,C,C,由渐开线性质知,啮合点公法线与二基圆内公切线重合二基圆为定圆,N1N2为定直线,则节点P为定点,2023/3/23,编制:
8、吕亚清,19,渐开线齿轮在传动过程中,啮合线和啮合角始终不变。,渐开线齿轮传动的啮合线和啮合角,啮合线trajectory of contact:是指两齿轮啮合点的轨迹。,啮合角:啮合线和两齿轮节圆的内公切线之间的夹角,在数值上恒等于节圆压力角,用a表示。,渐开线齿轮传力性能好。,三、渐开线齿廓的啮合特性(续),C,C,t,t,a,2023/3/23,编制:吕亚清,20,O1,O2,O1,O2,中心距变化不影响传动比-可分性separability of the centre distance,i12=i12,若中心距略有误差,传动比不变,三、渐开线齿廓的啮合特性(续),节圆,节圆,三、渐开线
9、齿廓的啮合特性(续),渐开线齿廓间有相对滑动,t,t,引起啮合传动时齿面间的摩擦和磨损,一、外齿轮External Gears二、内齿轮Internal Gears三、齿条The Rack,44渐开线标准直齿圆柱齿轮 Standard Involute Spur Gears,23,一、外齿轮 External Gears,1 各部分名称和符号2 基本参数3 几何尺寸4 例题,1.各部分名称和符号,基圆(basic circle)db(rb):产生渐开线的圆齿顶圆(addendum c.)da(ra):连接齿轮各齿顶的圆齿根圆(root c.)df(rf):齿槽底部连接的圆齿厚(tooth th
10、ickness)si:在di圆周上,一个轮齿左右两侧齿廓间的弧线长齿槽宽(spacewidth)ei:在di圆周上,齿间的弧线长齿距(pitch)pi:pi=si+ei,分度圆(reference c.)d(r):设计齿轮的基准圆分度圆上,p=s+e齿顶高(addendum)ha:齿根高(dedendum)hf:齿全高(tooth depth)h=ha+hf,齿间(齿槽),齿z,2.基本参数 the foundamental parameters,齿数:z模数module:md=zp d=zp/令 m=p/则d=zm压力角a:分度圆压力角的简称,标准压力角:20(人为规定)少数场合有14.5、
11、15、22.5、25,齿间(齿槽),齿z,不同模数齿轮尺寸比较(放大),模数m,是齿轮计算的基本参数,也为轮齿大小的标志人为地规定一些特定模数值,称标准模数如:1、1.25、1.5、2、2.5、3、m 愈大,轮齿愈厚,抗弯能力愈大它是轮齿抗弯能力的重要标志,压力角a,同一齿廓的不同半径处,压力角不同分度圆:齿顶圆:基圆:,轮齿上,基圆压力角等于零齿顶圆上压力角最大分度圆上压力角为标准值分度圆(定义):模数和压力角均为标准值的圆,2023/3/23,标准系数,ha=ha*mhf=(ha*+c*)m齿顶高系数ha*顶隙系数c*正常齿:m1 mm:ha*=1,c*=0.25m1 mm:ha*=1,c
12、*=0.35短齿:ha*=0.8,c*=0.3,标准齿轮:m,a,ha*,c*等于标准数值,s=e,2.基本参数(续),标准齿轮参数:,2023/3/23,3.几何尺寸,分度圆直径d:齿顶高ha:齿顶高系数ha*:齿根高hf:顶隙系数c*:齿全高h:齿顶圆直径da:齿根圆直径df:基圆直径db:齿距p:齿厚s与齿间e:基圆齿距b:,齿间(齿槽),齿z,2023/3/23,编制:吕亚清,30,例题1,已知:法向距离(即公法线长度)分别为:W3=61.84mm,W2=37.56mm,m=8mm,z=24;ha*=1;c*=0.25求:a,pb,sb,db,解:,31,例题2,已知:一渐开线直齿圆柱
13、齿轮,用卡尺测量出齿顶圆直径da=208mm,齿根圆直径df=172mm,数得齿数z=24。求:该齿轮的模数m,齿顶高系数ha*和顶隙系数c*,解:,正常齿:,短齿:,32,二、内齿轮Internal Gears,特点:内齿轮的齿廓内凹,其齿厚和槽宽分别对应于外齿轮的槽宽与齿厚齿顶圆小于分度圆,齿根圆大于分度圆,其它尺寸同外齿轮,三、齿条The Rack,特点:中线为分度线齿廓为直线,齿廓上各点法线平行,各点速度相同各点压力角相等,等于齿廓斜角齿形角,标准值为20同侧齿廓平行,各处齿距相等,p=m,其它尺寸同外齿轮,中线,34,一、正确啮合条件二、标准中心距三、连续传动条件,45渐开线标准直齿
14、圆柱齿轮的啮合传动Gearing of Involute Spur Gears,一、正确啮合条件Proper Meshing Conditions for Involute Gears,正确啮合条件:pn1=pn2若pn1pn2,情况如何?,正确啮合条件:两轮的模数和压力角分别相等一对齿轮的传动比:,pm1cosa1=pm2cosa2,36,两轮法向齿距不等时,两轮法向齿距不等时(pn1pn2),轮齿发生干涉,两轮不能正确啮合传动,两轮法向齿距相等时(pn1=pn2),两轮能正确啮合传动,37,二、齿轮传动的中心距(无侧隙、顶隙为标准值),a,1.节圆 d、啮合角,2.具有标准顶隙的中心距,a
15、=r1+r2,=r1(h*+c*)m+c*m+r2+h*m,=rf1+c+ra2,rf1,ra2,=r1+r2,标准中心距,3.无侧隙啮合中心距,条件:,S1=e2;e1=S2,4.标准中心距the reference centre distance,标准齿轮:S=e=m/2 且 m1=m2,当两标准直齿轮按分度圆相切来安装,为正确安装。,a,S1=e2=e1=S2,2023/3/23,编制:吕亚清,38,三、重合度Contact Ratio,1.渐开线齿廓传动平稳性啮合线:啮合点的轨迹 N1N2啮合点的公法线:N1N2二基圆内公切线:N1N2接触点正压力方向:N1N2基圆的内公切线N1N2为
16、(理论)啮合线啮合点均在啮合线N1N2上,四线合一,2023/3/23,编制:吕亚清,39,2.一对齿轮的啮合过程,啮合线N1N2理论啮合线段:N1N2(啮合极限点)开始啮合时,主动轮的齿根与从动轮的齿顶接触,逐渐下移主动轮:齿根齿顶从动轮:齿顶齿根脱离啮合时,主动轮齿顶与从动轮的齿根接触开始啮合点:从动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B2终止啮合点:主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B1实际啮合线段:B1B2齿顶圆加大,B2、B1就趋近于N1、N2,齿廓实际工作段,2023/3/23,编制:吕亚清,40,3.重合度Contact Ratio,连续传动:前一对轮齿尚未脱离啮合时,后一对轮齿就
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械设计 基础 课件 齿轮 机构
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3833232.html