文档介绍：第十章齿轮机构及其设计
§10-1 齿轮机构的应用和分类
§10-2 齿轮的齿廓曲线
§10-3 渐开线的形成及其特性
§10-4 渐开线齿廓的啮合特性
§10-6 渐开线直齿圆柱齿轮任意圆上的齿厚
§10-5 渐开线齿轮各部分的名称和尺寸
§10-7 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
§10-8 渐开线齿轮的切制
§10-9 变位齿轮概述
§10-11 斜齿圆柱齿轮传动
§10-12 交错轴斜齿轮传动
§10-13 蜗杆传动
§10-14 圆锥齿轮传动传动
§10-15 其他曲线齿廓的齿轮传动简介
§10-10 变位齿轮传动
湘潭大学专用
§10-1 齿轮机构的应用和分类
作用:传递空间任意两轴(平行、相交、交错)的旋转运动,
或将转动转换为移动。
结构特点:圆柱体外(或内)均匀分布有大小一样的轮齿。
优点:
①传动比准确、传动平稳。
②圆周速度大,高达300 m/s。
③传动功率范围大,从几瓦到10万千瓦。
④效率高(η→)、使用寿命长、工作安全可靠。
缺点:加工成本高、不适宜远距离传动(如单车)。
分类:
湘潭大学专用
平面齿轮传动
(轴线平行)
外齿轮传动
内齿轮传动
齿轮齿条
直齿
斜齿
人字齿
圆柱齿轮
非圆柱齿轮
空间齿轮传动
(轴线不平行)
按相对运动分
按齿廓曲线分
直齿
斜齿
曲线齿
圆锥齿轮
两轴相交
两轴交错
蜗轮蜗杆传动
交错轴斜齿轮
准双曲面齿轮
渐开线齿轮(1765年)
摆线齿轮(1650年)
圆弧齿轮(1950年)
按速度高低分:
按传动比分:
按封闭形式分:
齿轮传动的类型
应用实例:提问参观对象、SZI型统一机芯手表有18个齿轮、炮塔、内然机。
高速、中速、低速齿轮传动。
定传动比、变传动比齿轮传动。
开式齿轮传动、闭式齿轮传动。
球齿轮
抛物线齿轮(近年)
分类:
湘潭大学专用
准双曲面齿轮
曲线齿圆锥齿轮
斜齿圆锥齿轮
2
ω2
1
ω1
非圆齿轮
湘潭大学专用
共轭齿廓:一对能实现预定传动比(i12=ω1/ω2)规律的啮合齿廓。
§10-2 齿轮的齿廓曲线
一对齿廓在K点接触时,
有: i12=ω1/ω2=O2 P /O1P
齿廓啮合基本定律:
互相啮合的一对齿轮在任一位置时的传动比,都与连心线O1O2被其啮合齿廓的在接触处的公法线所分成的两段成反比。
vk2
vk1
如果要求传动比为常数,则应使O2 P /O1P为常数。
节圆:设想在P点放一只笔,则笔尖在两个齿轮运动平面内所
留轨迹。
o2
ω2
o1
ω1
n
n
t
t
P
但其法向分量应相同。否则要么分离、要么嵌入
根据三心定律可知:P点为相对瞬心。
其相对速度vk2k1方向,只能是沿齿廓接触点的公法线方向。
k
由于O2 、O1为定点,故P必为一个定点。
两节圆相切于P点,且两轮节点处速度相同,故两节圆作纯滚动。
vk1≠vk2
湘潭大学专用
----应用最广
渐开线
理论上,满足齿廓啮合定律的曲线有无穷多,但考虑到便于制造和检测等因素,工程上只有极少数几种曲线可作为齿廓曲线,如渐开线、其中应用最广的是渐开线,其次是摆线(仅用于钟表)和变态摆线。(摆线针轮减速器),近年来提出了圆弧和抛物线。
渐开线具有很好的传动性能,而且便于制造、安装、测量和互换使用等优点。本章只研究渐开线齿轮。
摆线
变态摆线
圆弧
抛物线
渐开线齿廓的提出已有近两百多年的历史,目前还没有其它曲线可以替代。
湘潭大学专用
rb
§10-3 渐开线的形成及其特性
1. 渐开线的形成
―条直线在圆上作纯滚动时,直线上任一点的轨迹
②渐开线上任意点的法线切于基圆纯滚动时,
B为瞬心,速度沿t-t线,是渐开线的切线,故BK为法线
③B点为曲率中心,BK为曲率半径。
④渐开线形状取决于基圆
⑤基圆内无渐开线。
BK-发生线,
① AB = BK;
渐开线起始点A处曲率半径为0。可以证明
t
t
发生线
B
k
基圆
O
A
rk
θk
基圆-rb
θk-AK段的展角
A1
B1
o1
θk
K
B3
o3
θk
A2
B2
o2
-渐开线
渐开线
⑥同一基圆上任意两条渐开线公法线处处相等。
当rb→∞,变成直线。
湘潭大学专用
rb
O
⑥同一基圆上任意两条渐开线的公法线处处相等。
A
C
B
C’
由性质①和②有:
两条反向渐开线:
两条同向渐开线:
B1E1 = A1E1