啮合轮齿的对数多，每对齿的负荷小，传动平稳。
三、齿轮传动的无侧隙啮合条件及标准中心距
一对齿轮节圆与分度圆重合的安装称为标准安装，标准安装时的 中心距成为标准中心距，以α表示。对于外啮合传动标准齿轮的 安装：s1=e1=s2=e2=1/2 π m （能实现无侧隙啮合:理论状况） 标准中心距：a=r1+r2==r1’+r2’=1/2m(z1+z2)
渐开线齿轮的几何尺寸
3、齿制参数：齿顶高系数ha* 和顶隙系数c*
标准齿轮的尺寸与模数成正比
ha= ha*m； hf= (ha*+ c*)m h = (2ha*+ c*)m
正常齿制 短齿制
ha*
1.0
0.8
c*
0.25
0.3
标准齿轮：标准齿轮是指m、α、 ha* 、c* 均取标准值， 具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚等于齿槽 宽的齿轮
内 燃 机 配 气 机 构
由于凸轮机构结构紧凑，能使工作件实现较复杂的 运动，因此在机械、电子、自动控制、计算机等许多 领域中被广泛应用。
凸轮
主动件
凸轮机构概述
凸轮机构的组成 从动件
低副？ Or 高副？
机架
连杆
机架
实现较复杂的工作运动
凸轮
凸轮机构作用：将凸轮的连续转动或移动转换成 从动件的移动或摆动
凸轮机构概述
凸轮机构的应用 (Application of Cams)
凸轮 推杆 机架
内燃机配气系统-汽车发动机
凸轮机构概述
当圆柱凸轮匀速转动时，通过凹槽中的滚子驱使从动件 往复移动。凸轮每回转一周，从动件即从储料器中推出 一个毛坯，送到加工位置。
凸轮机构概述
盘形凸轮
一）按凸轮的形状分： 移动凸轮
渐开线齿轮的几何尺寸
一、直齿圆柱齿轮各部分的名称
分度圆 为了便于设计、制造及互 换，在齿顶圆和齿根圆之 间规定了一个圆，作为计 算齿轮各部分尺寸的基准， 这个圆就称为分度圆，以d 表示。
分度圆是一个十分重要的圆，各参数的代号不带下标。
渐开线齿轮的几何尺寸
一、直齿圆柱齿轮各部分的名称
齿顶高：在轮齿上，介于齿顶圆和分 度圆之间的部分称为齿顶，其径向高 度称为齿顶高，用ha表示。 齿根高：介于齿根圆和分度圆之间的 部分称为齿根，其径向高度称为齿根 高，用hf表示。 全齿高：齿顶圆与齿根圆之轮齿的径 向高度称为全齿高，用h表示，h=ha+hf。
从动件的运动规律由凸轮的轮廓曲线所决定的 运动线图：用函数或直角坐标系表示从动件与凸轮关系的 线图。
从动件的常用运动规律
1、如何确定从动件的运动规律？
（1）工作行程（推程）：从动件的运动规律由机器工作过 程的要求来决定； （2）空行程（回程）：从动件的运动规律可根据机械的动 力性能或缩短空回时间的要求确定
从动件工作规律 （已知）
绘制运动线图
设计凸轮轮廓曲线
在设计凸轮机构以前，必须先了解从动件的运动规律
从动件的常用运动规律
等速运动规律 从动件等速运动时，加速度为零。 在开始和终止运动的瞬间，速度突变，加速度趋于无
穷大，理论上会产生无穷大的惯性力，使从动件与凸轮产 生冲击（刚性冲击）。
等速运动规律只适用于低速、轻载的凸轮机构
一. 渐开线齿轮的加工方法
齿轮的加工方法很多，有铸造、热轧、冲压、模 锻、粉末冶金和切削法等。
切削法加工也有多种方法，但从加工原理看，可 概括为仿形法和范成法两种。
1、仿形法
齿轮传动在具体的工作条件下，必须有足够的工作能力， 以保证齿轮在整个工作过程中不致产生各种失效。这与齿轮 的尺寸、材料、热处理工艺因素有关。
齿廓啮合基本定律
啮合：一对轮齿相互接触并进行 相对运动的状态称为啮合。 主 动 齿 轮 1 的 齿 廓 C1 与 从 动 齿 轮2的齿廓C2在K点啮合，要保 证两齿轮齿廓高副接触，它们 在K点的速度沿公法线N1N2方 向的分量应相等。即
已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=20°， m=4mm，传动比i=3，中心距a=144mm。 试求两齿 轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径、 基圆半径。
已知一正常齿标准渐开线直齿轮，其齿数为39，外径 为102.5mm,欲设计一大齿轮与其相啮合，现要求安装 中心距为116.25mm,试求这对齿轮主要尺寸。
凸
圆柱凸轮
轮
尖顶从动件
机
构 的
二）按从动件上高副元 滚子从动件 素的几何形状分： 平底从动件
分
类
对心移动从动件
三）按从动件的运动分 移动从动件 偏置移动从动件 摆动从动件
凸轮机构概述
凸轮机构的分类
盘形凸轮
1、按凸轮形状分
移动凸轮
圆柱凸轮
盘形凸轮
移动凸轮
圆柱凸轮
凸轮机构概述
2、按从动件端部结构分
渐开线齿轮的几何尺寸
一、直齿圆柱齿轮各部分的名称
齿槽宽：相邻两齿之间的空间 称 为 齿 槽 ， 在 任 意 dk 的 圆 周 上 ， 轮齿槽两侧齿廓之间的弧线上 称为该圆的齿槽宽，用ek表示； 齿厚：轮齿两侧齿廓之间的弧 长称为该圆的齿厚，用sk表示； 齿距 ：相邻的两齿同侧齿廓之 间的弧长称为该圆的齿距，用 pk表示。所以pk = sk + ek。
渐开线齿轮齿廓的形成
渐开线的性质：
③渐开线的形状取决于基圆的大 小。如果基圆越大那么渐开线就 越平直，当基圆的半径无穷大时， 那么渐开线就是直线了； ④基圆内无渐开线
渐开线齿轮的几何尺寸
一、直齿圆柱齿轮各部分的名称
齿数：Z，齿轮圆周上轮齿的数 目； 齿宽：在齿轮轴线方向量得的齿 轮宽度，用B表示； 齿顶圆：齿顶所确定的圆称为齿 顶圆，其直径用da表示； 齿根圆：由齿槽底部所确定的圆 称为齿根圆，其直径用df表示；
尖顶从动件 滚子从动件 平底从动件
尖顶从动件
滚子从动件
平底从动件
凸轮机构概述
3、按从动件运动方式分
对心移动从动件 移动从动件
偏置移动从动件
摆动从动件
凸轮机构概述
4、按锁合方式分
锁合：保持从动件与凸轮的接触
力锁合：重力、弹簧力 形锁合（几何锁合）
凸轮机构概述
凸轮机构优缺点 优点：
构件少，运动链短，结构简单紧凑，易于设计；
vK1 cosK1 vK2 cosK2
齿廓啮合基本定律
由于 vK1 1O1K vK2 2 O2 K
那么
1 O2 K c os K2
2
O1K c os K1
故两轮的瞬时Βιβλιοθήκη 动比为i121 2
O2K cosK2 O1K cosK1
O2 N2 O1N1
O2C O1C
C为连心线 O1 O2与公法线 N1N2的 交点，称为啮合节点，简称节点。
m1 = m2 = m α1 = α2 = α 这样齿轮的传动比计算可为：
二、渐开线齿轮连续传动的条件
两齿轮的实际啮合线两齿轮的实际啮合线B1B2 应大于 或等于齿轮的基圆齿距pb。通常B1B2与pb 的比值,称为 重合度重合。度即表：明ε同=时B参1B与2/啮pb合≥1轮。齿的对数。 ε大表明同时参与
练习题
已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数z=36，顶圆 da=304mm。试计算其分度圆直径d、根圆直径df、齿距 p以及齿高h。
渐开线齿轮的啮合传动
一、 一对渐开线齿轮的正确啮合条件 两齿轮要想正确啮合，它们的法向齿距必须相等。法向齿距和基圆齿距相等， 即K1K2=Pb。 由于 pb1=pb2 而 且pb=pcosα 故 pb1= pcosα1=πm1cosα1 pb2= pcosα2=πm1cosα2 渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合的（必要）条件为：
注意：齿轮不同圆周上的模数是不同的，只有分度圆上的模数才是标准
渐开线齿轮的几何尺寸
2、压力角α
在渐开线上不同点K1、K2处的压力 角各不相同，接近基圆渐开线上压力 角小，远离基圆渐开线上压力角大。
分度圆上的压力角简称为压力角， 以α表示。
大，传力特性变差。
小，传力特性好，但齿根变薄，弯曲强度差。
为便于设计、制造、维修，规定分度圆上的压力角为标准值 标准值 20o
凸轮、齿轮、蜗轮机构及轮系
项目任务
任务一 凸轮机构
凸轮机的应用 凸轮机从动件的规律
任务二 齿轮机构
齿轮传动的类型和特点 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸 齿轮传动的失效形式和材料
任务三 蜗杆机构
蜗杆传动的类型及特点 蜗杆传动的主要参数 蜗杆传动的失效形式
任务四 轮系
凸轮机构
凸轮机构
齿廓啮合基本定律
共轭齿廓： 满足预定传动比要求的一对齿廓称为共轭齿廓。
齿廓啮合基本定律： 相互啮合传动的一对齿廓，在任意瞬时的传动比，必
等于该瞬时两轮连心线被齿廓接触点公法线所分割的两线 段长度的反比。
分别以 O1 和O2 为圆心、 O1C O2C 为半径作圆，这两个 圆分别称为两轮的啮合节圆，简称节圆。 两轮齿廓在节点啮合时,相对速度为零，即一对齿轮的啮 合传动相当于它们的节圆作纯滚动。
应用范围最广
齿廓硬度：软齿面、硬齿面
齿轮轮廓曲线：渐开线、摆线、圆弧齿轮
齿轮机构概述
渐开线齿轮
齿轮机构概述
圆弧齿轮
摆线齿轮
齿轮机构概述
对齿轮传动的基本要求：
齿轮用于传递运动和动力，必须满足以下两个要求: 1. 传动准确、平稳
齿轮传动的最基本要求之一是瞬时传动比恒定不变。以避 免产生动载荷、冲击、震动和噪声。这与齿轮的齿廓形状、 制造和安装精度有关。 2. 承载能力强
渐开线齿轮的几何尺寸
三、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算(外啮合)
分度圆直径 d=mz 齿顶高 ha= ha*m= m 齿根高hf= (ha*+ c*)m=1.25m 全齿高 h=ha+hf=2.25m 齿顶圆直径 da=d+2ha=(z+2)m 齿根圆直径df=d-2hf=(z-2.5)m 基圆直径 db=dcosα 齿距 P=πm； 基圆齿距Pb=πmcosα。 齿厚和齿槽宽 s=e=1/2 π m 一对标准齿轮：中心距 a=1/2(d1+d2)=1/2 m(z1+z2)