文档介绍：齿轮传动
一、齿轮传动概述
齿轮传动是由齿轮副组成的传递运动和力的一套装置,它是机械传动中应用最广的一种传动形式。
齿轮传动的优缺点如下:
优点:
适用的圆周速度和功率范围广;效率较高,~;传动比准确;寿命较长;工作可靠性较高;可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。
缺点:
要求较高的制造和安装精度,成本较高;不适宜远距离两轴之间的传动。
二、齿轮传动的基本要求
(1)传动要平稳。要求齿轮在传动过程中,任何瞬间的传动比保持恒定不变,这样可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。要求齿轮尺寸小、质量轻,而受载荷的能力大,也就要求强度高,耐磨性好,寿命长。
三、齿轮传动的种类
1、按两轮轴几何特性可分为:
①圆柱齿轮传动:两轴线相互平行。
②圆锥齿轮传动:两轴线相交。
③螺旋齿轮传动:两轴线交错在空间既不平行也不相交。
2、按轮齿形状可分为:
①直齿圆柱齿轮传动
②斜齿圆柱齿轮传动
③人字齿圆柱齿传动
3、按齿轮啮合形式可分为:
①外啮合齿轮传动
②内啮合齿轮传动
③齿轮齿条传动
四、渐开线标准直齿圆柱齿轮部分名称和基本尺寸
渐开线概述
1、渐开线定义:
当一根直线BK在一圆周上作纯滚动时(如上图所示)此直线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。
2、渐开线特性:
1)发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长;
2)渐开线上任意点的法线恒切于基圆;
3)渐开线愈靠近基圆部分,曲率半径愈小;
4)渐开线的形状取决于基圆大小;
5)基圆内无渐开线。
3、渐开线齿廓的啮合特性
1)能保持传动比的恒定。渐开线齿轮的传动比等于主动轮和从动轮基圆半径的反比。由于两啮合齿轮的基圆半径是定值,所以,渐开线齿轮传动的传动比能保持恒定不变。
2)具有传动的可分离性。由于齿轮传动的传动比只与两轮基圆半径有关,与两轮中心距无关,所以,传动比大小不受两轮安装时中心距误差的影响,这一啮合特性称为齿轮传动的可分离性。
3)齿廓间具有相对滑动。在传动力的作用下,这种滑动必然引起齿轮的磨损。
4、渐开线齿轮啮合的必要条件
1)两齿轮的模数相等。
2)两齿轮的分度圆压力角相等。
3)斜齿圆柱齿轮传动,螺旋角相等且方向相反。
4)为保证传动的连续性,任何时刻至少应有一对齿啮合。
(二)直齿圆柱齿轮各部分的名称及符号
齿顶圆:过齿轮各轮齿顶端的圆,其直径用 da 表示。
齿根圆:过齿轮各齿槽底部的圆,其直径用 df 表示。
齿厚:在任意圆周上轮齿两侧间的弧长,用 s表示。
齿宽:沿齿轮轴线量得齿轮的宽度用 b 表示。
齿槽宽:在任意圆周上相邻两齿空间部分的弧长,用e表示。
分度圆:对标准齿轮来说,齿厚与齿槽宽相等的那个圆称为分度圆,直径用 d 表示。分度圆上的齿厚和齿槽宽分别用 s 和 e 表示,即s=e。
周节或齿距:相邻两齿在分度圆上对应点间的弧长,
用 p 表示,p=s+e。
(三)直齿圆柱齿轮的基本参数
决定齿轮尺寸和齿形的基本参数有5个:
齿轮的模数 m
②压力角a
③齿数 z
④齿顶高系数ha*
⑤顶隙系数c*
以上5个参数,除齿数 z 外均已标准化了。
1、模数m
分度圆上的周节 p 对 p 的比值称为模数,用m(mm)表示,即:
m= p/p
模数是齿轮几何尺寸计算的基础。显然,m越大,则 p越大,轮齿就越大,轮齿的抗弯曲能力也越高。
我国已规定了标准模数系列。
渐开线上某点的法线(压力方向线)与该点速度方向所夹的锐角a K称为该点的压力角。
我国标准规定分度圆上齿廊的压力角a=20°。以后凡是不加指明,压力角都是指分度圆上的标准压力角a。
*和顶隙系数c*
全齿高:为齿顶高与齿根高之和,即h= ha+hf。
顶隙:当齿轮啮合时,一个齿轮的齿顶圆与配对齿轮的齿根圆的径向距离,用 c 表示,c= hf-ha。
c的存在可避免一个轮的齿顶与另一轮的齿底相碰并可储存润滑油。如果用模数来表示,则齿顶高和齿根高可分别写为:
ha= ha*m (3-38)
hf=(ha*+ c*)m
式中:ha*、 c*--分别称为齿顶高系数和顶隙系数,对于圆柱齿轮,标准齿顶高系数ha*=1、齿顶间隙系数c*= 。
(四)标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸关系
模数、压力角、齿顶高系数及顶隙系数均取标准值,分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿轮称为标准齿轮。因此,对于标准齿轮有:
s=e=p/2=mp/2
分度圆直径d、齿顶圆直径da 和齿根圆直径df的计算式为:
d =