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机械基础之齿轮传动的特点、应用与分类
6.分度圆:齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称 为分度圆,其直径用d表示。 7.齿距:两个相邻而同侧的端面齿廓之间的弧长称为 齿距,用p表示。即 p=s+e 8.齿高:齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高, 用h表示。 9.齿顶高:齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶 高,用ha表示。 10.齿根高:齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根 高,用hf表示。 11.齿宽:沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度,用b表示。
2)渐开线上任意一点K的法线,NK必切于基圆 ,即过渐开线上任意一点K的法线与过K点的基圆切 线重合,并且也与发生线重合。
3)渐开线上各点的曲率半径不相等。 K点离基圆越远,其曲率半径越大,渐开线越平 直。反之,曲率半径越小,渐开线越弯曲。
Vk
k
发生线
K
Fn rk
NB rb k k
KA0
O
基圆
BOK= k
与其他传动相比齿轮传动有如下特点: ①瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠; ②适用范围广;可实现平行轴、相交轴、交错轴之间的 传动;传递的功率和速度范围较大;
③结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比; ④传动效率高、使用寿命长; ⑤齿轮的制造、安装要求较高; ⑥不适宜远距离两轴之间的传动。
1、渐开线的形成 当一条动直线(发生线 ),沿着一个固定的圆 (基圆)作纯滚动时, 动直线上任意一点K的 轨迹称为该圆的渐开线 。
发生线
K
B
rb
基圆
A O
渐开线齿轮的轮齿由两条对称的渐开线作齿廓而 组成,见下图所示。
渐开线轮廓的形成
2、渐开线的性质
1)发生线在基圆上滚过的线段长等于基圆上被 滚过的一段弧长,即NK=AN。
(4)按齿宽方向齿与轴的歪斜形式分直齿、 斜齿和曲齿三种; (5)按齿轮的齿廓曲线不同分为渐开线齿轮 、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种;其中渐开线制 造容易、便于安装、互换性好,应用最广。 (6)按齿轮的啮合方式分为外啮合齿轮传动 、内啮合齿轮传动和齿条传动。
6.2 渐开线的形成原理和基本性质
一、渐开线的形成和基本性质
(3)对齿轮传动的基本要求
采用齿轮传动时,因啮合传动是个比较复杂的运动过程 ,对其要求是: ①传动要平稳 要求齿轮在传动过程中,任何瞬时的传动 比保持恒定不变。以保持传动的平稳性,避免或减少传动 中的噪声、冲击和振动。 ②承载能力强 要求齿轮的尺寸小,重量轻,而承受载荷 的能力大。即要求强度高,耐磨性好,寿命长。
二、齿轮传动的分类
齿轮的种类很多,可以按不同方法进行分类。 (1)根据轴的相对位置分为平面齿轮传动(两轴 平行)与空间齿轮传动(两轴不平行)两大类 (2)按工作时圆周速度的不同分低速( v 3)m、s 中 速( v 3)~ 5、m 高s 速( )v三 1种5m;s (3)按工作条件不同分闭式齿轮传动(封闭在箱 体内,并能保证良好润滑的齿轮传动)、半开式齿 轮传动(齿轮浸入油池,有护罩,但不封闭)和开 式齿轮传动(齿轮暴露在外,不能保证良好润滑) 三种;
6.1 齿轮传动的特点、应用和分类
一、齿轮传动的应用特点
1.齿轮传动的应用特点 齿轮传动由主动轮、从动轮和机架组成。齿
轮传动是靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿直接啮 合来传递运动和动力的装置。下图所示,当一对 齿轮相互啮合而工作时,主动轮O1的轮齿1、2 、3,…,通过啮合点法向力Fn的作用逐个地推 动从动轮O2的轮齿1’、2’、3’,…,使从动 轮转动,从而将主动轮的动力和运动传递给从动 轮。
cos k
rb rk
4)渐开线的形状取决于基圆的大小。 基圆相同,渐开线形状完全相同。基圆越小,渐开
线越弯曲。基圆越大,渐开线越平直。当基圆半径趋 于无穷大时,渐开线就变成一条直线,此时,齿轮就 变成了齿条。 5)基圆内无渐开线。 因为发生线是沿基圆滚动的,所以基圆内无渐开线。 6)渐开线上各点压力角不相等,越远离基圆压力角 越大,基圆上的压力角等于零。渐开线上任意点的法 线与该点的速度方向线所夹的锐角称为压力角.
一.齿轮各部分的名称
1.齿槽:齿轮上相邻两轮齿之间的空间。 2.齿顶圆:轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆,其直径 用da表示。 3.齿根圆:齿槽底部所在的圆称为齿根圆,其直径 用df表示。 4.齿厚:一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿 厚,用s表示。 5.齿槽宽:一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿 槽宽,用e表示。
(1)传动比
右图所示的一对齿轮中,设主动齿轮的转于是啮合传动,
在单位时间里两轮转过的齿数应相等,即
得一对齿轮的传动比为
i n1 z2
z1
n1
z,2 由n2 此可
n2 z1
上式说明一对齿轮传动比,就是主
动齿轮与从动齿轮转速(角速度)之比,
机械基础
2010年09月
第6章 齿轮传动
齿轮传动是依靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿啮合 来传递运动和动力的,是现代机械中应用最广泛的机械 传动形式之一;蜗杆传动用来传递交错轴之间的运动和 动力,常用作减速传动。
6.1 齿轮传动的特点、应用和分类 6.2 渐开线的形成原理和基本性质 6.3 渐开线齿轮的基本参数和几何尺寸计算 6.4 渐开线齿轮传动的啮合 6.5 渐开线齿轮的切齿原理与根切现象 6.6 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 6.7 渐开线圆柱齿轮传动的设计 6.8 锥齿轮传动 6.9 蜗杆传动 6.10 齿轮的结构设计
二、渐开线函数
1、渐开线上任意一点的表示法:极坐标( rk ,θk ) 2、渐开线函数 θk = invαk =tanαk – αk 3、渐开线函数表 P145表 6.2
例1:试查出αk =20°的渐开线函数。
例2:试查出αk =23°18′的渐开线函数。
第三节 渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸计算
与其齿数成反比。
若两齿轮的旋转方向相同,规定传
动比为正;若两齿轮的旋转方向相反
,规定传动比为负,则一对齿轮的传
动比可写为
i n1 z2
n2
z1
(2)应用特点
在机械传动中,齿轮传动应用最广泛。在工程机械、矿 山机械、冶金机械以及各类机床中都应用着齿轮传动。齿 轮传动所传递的功率从几w至几万kW;它的直径从不到 1mm的仪表齿轮,到10 m以上的重型齿轮;它的圆周速 度从很低到100m/s以上。大部分齿轮是用来传递旋转运 动的,但也可以把旋转运动变为直线往复运动,如齿轮齿 条传动。