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机械基础齿轮传动讲课课件


齿轮传动

想一想: 日常学习生活中哪里用到了齿 轮传动呢?

钟表、机床、汽车、 减速器等

4-1齿轮传动的类型及应用
? 齿轮传动:利用齿轮副来传递运动和动力的一种 机械传动。

? 啮合:齿轮副的一对齿轮的齿依次交替接触,从而实 现一定规律的相对运动的过程和形态。
<

br /> 齿轮传动的常见类型:

齿 直 圆 柱 齿 轮 传 动

斜齿圆柱齿轮传动

人 字 齿 圆 柱 齿 轮 传 动

外啮合齿轮传动

内啮合齿轮传动

齿轮齿条传动

锥齿轮传动

交错轴斜齿轮传动

蜗轮蜗杆传动

直齿外啮合

内啮合

平行轴间齿轮传动

齿轮齿条

齿 轮 传 动

斜齿
人字齿 直齿

相交轴间齿轮传动

斜齿
曲齿

交错轴间齿轮传动
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弧齿轮传动 准双曲面锥齿轮传动
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传动比
? 齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转 速之比,也等于两齿轮齿数之反。 n1 z2 ? i12= — = — n2 z1

? 齿轮传动的应用特点 ? 优点:
? (1)能保证恒定的传动比,传递运动 准确,传递平稳。

? (2)传动效率高,一般可达 95%~99%,工作可靠,寿命长。
? (3)适用的功率、速度和尺寸范围大 。传递功率可以从很小至上万千瓦; 速度最高可达300m/s;齿轮直径可以 从几毫米至二十多米。

? 4、传动效率高,使用寿命长, 维护简便。

? 缺点: ? 1、运转过程中有振动、冲 击和噪声。 ? 2、齿轮安装要求较高。 ? 3、不能实现无级变速。 ? 4、不适用于中心距较大的 场合。

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

一、渐开线的形成与渐开线齿廓 二、渐开线齿轮各部分的名称 三、直齿圆柱齿轮的基本参数 四、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
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一、渐开线的形成与渐开线齿廓
? 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。
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发生线

K

B

A

rb
O

基圆

2.齿廓
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
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二、渐开线齿轮各部分的名称
如图所示为直齿圆柱外齿轮的部分齿轮,齿轮上每 个凸起的部分称为轮齿,相邻两轮齿之间的空间称为 齿槽,其各部分的名称和表达符号见图。

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渐开线齿轮各部分的名称
1.齿顶圆:过齿轮各齿顶所作的圆称为齿 顶圆,用da表示 2.齿根圆:过齿轮各齿槽底部所作的圆 称为齿根圆,用df表示。

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3. 分度圆:在齿顶圆和齿根圆 之间取一个圆,作为计算、制造、 测量齿轮尺寸的基准,该圆称为 分度圆;用d表示。 标准齿轮分度圆上的齿厚与齿 槽宽相等
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4.齿厚:分度圆上一个轮齿的两 侧端面齿廓之间的弧长称为该齿轮 的齿厚,用s表示。 5.齿槽宽:分度圆上一个齿槽的 两侧齿廓之间的弧长称为该齿轮的 齿槽宽,用e表示。
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6.齿距:分度圆圆周上相邻两 齿同侧齿廓之间的弧长称为齿距, 用p表示。即 p=s+e
7.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。
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8.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。 9.齿高:齿顶圆与齿根圆之间 的径向距离称为齿高,用h表示。

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10.顶隙:一个齿轮的齿顶与另一个 齿轮的齿根在连心线上的径向距离, 称为顶隙,用c表示。

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齿距pk

齿厚sk 齿槽宽ek

分度圆 齿顶圆 基圆

齿顶高ha 齿根高hf rf ra rk

齿根圆

rb o

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三、直齿圆柱齿轮的基本参数
1.齿数(z) 一个齿轮的轮齿数目即齿数,是齿轮的 最基本参数之一。 当模数一定时,齿数愈多,齿轮的 几 何尺寸愈大,轮齿 渐开线的曲率半径也 愈大,齿廓曲线趋于平直。
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2.模数( m ) 将分度圆上齿距P与无理数π 的 比值称为模数,用m表示,单位为mm,

即 m=p/π或p=mπ

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由此可知,m越大,p越大,轮齿也 就越大,齿轮的承载能力越强;反之 齿轮越小,齿轮的承载能力越弱。由 于πd=pz,可得分度圆直径d=mz。

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如图所示为两个齿数相同而模数不同的齿轮 齿形的比较。

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模数是决定齿轮尺寸的一个基本参数。
由于π是无理数,给齿轮的设计、制造

及检测带来不便。为此,我国已规定了
标准模数系列。

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标准模数系列表(GB 1357—87)
第一系列 0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 12 16 20 25 32 40 50 0.4 5 0.5 6 8

mm
0.6 10 0.8

第二系列

0.35 0.7 (3.75) 4.5 28 36

0.9 5.5 45

1.75 2.25 (6.5) 7

2.75 (11)

(3.25) 3.5 14 18 22

注:本表适用于渐开线圆柱齿轮,对斜齿轮是指法面模 数;选用模数时,应优先采用第一系列,其次是第二系 列,括号内的模数尽量不用。
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3.压力角(α)

压力角是物体运动方向与受力方向 所夹的锐角。齿轮压力角是指渐开线 齿廓在分度圆上的压力角。 压力角不 同,轮齿的形状也不同。压力角已标 准化,我国规定标准压力角是20°。

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4.齿顶高系数ha? 、顶隙系数C?

正常齿制 短齿制

ha?=1, C?=0.25 ha?=0.8, C?=0.3

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四.标准直齿圆柱齿轮的几何尺 寸计算 标准齿轮:模数m、压力角α 、 齿顶高系数ha?和顶隙系数C? 均为标准值且齿厚s等于齿槽宽e 的齿轮。

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标准齿轮传动的中心距

?一对齿轮啮合传动时,中心距等于 两分度圆半径之和。 ?标准中心距(标准齿轮无侧隙传动 中心距)

? a ? r ? ? r2 ? r ? r2 1 1
m ? ? z1 ? z 2 ? 2
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例1相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮(压力角α =20°, 齿顶高系数=1,顶隙系数 c=0.25),齿数z1=20, z2=32,模数m=10mm,试计算其分度圆直径d, 顶圆直径 dа ,根圆直径df,齿厚s,基圆直径db。

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