精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第6講 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

1、精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),精 密 機(jī) 械 設(shè) 計(jì),南京信息工程大學(xué),第6講 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),內(nèi) 容 提 示,齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能齒輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖瞬時(shí)傳動(dòng)比與齒廓曲線漸開(kāi)線齒廓曲線,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，效率高，壽命長(zhǎng)，能保證恒定的傳動(dòng)比，而且其傳遞的功率與適用的速度范圍大。缺點(diǎn)是其制造安裝

2、費(fèi)用較高，低精度齒輪傳動(dòng)的振動(dòng)噪聲較大。,齒輪機(jī)構(gòu)是通過(guò)一對(duì)對(duì)齒面的依次嚙合來(lái)傳遞兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，根據(jù)一對(duì)齒輪實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的情況，它可以分為定傳動(dòng)比和變傳動(dòng)比齒輪機(jī)構(gòu)。 本章僅討論實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比的圓形齒輪機(jī)構(gòu)。,典型的齒輪傳動(dòng),齒輪機(jī)構(gòu)是依靠輪齒直接接觸構(gòu)成高副來(lái)傳遞兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,1、平行軸之間傳遞運(yùn)動(dòng),（1）直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu),輪齒分布在圓柱體外部且與其軸線平行

3、,嚙合的兩外齒輪轉(zhuǎn)向相反。應(yīng)用廣泛。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,（2）斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu),輪齒與其軸線傾斜，兩輪轉(zhuǎn)向相反，傳動(dòng)平穩(wěn),適合于高速傳動(dòng),但有軸向力。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,（3）人字齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu),由兩排旋向相反的斜齒輪對(duì)稱組成，其軸向力被相互抵消。適合高速和重載傳動(dòng)，但制造成本較高。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,（4）直齒內(nèi)嚙合圓柱齒輪機(jī)構(gòu),輪齒與其軸線平行且分布

4、在空心圓柱體的內(nèi)部，它與外齒輪嚙合時(shí)兩輪的轉(zhuǎn)向相同。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,（5）斜齒內(nèi)嚙合圓柱齒輪機(jī)構(gòu),輪齒與其軸線傾斜的內(nèi)齒輪加工困難，它與斜齒外齒輪嚙合時(shí)兩輪轉(zhuǎn)向相同。有軸向力。應(yīng)用較少。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,（6）直齒齒輪齒條機(jī)構(gòu),齒數(shù)趨于無(wú)窮多的外齒輪演變成齒條，它與外齒輪嚙合時(shí)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條直線移動(dòng)。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,（7）斜齒齒輪齒條機(jī)構(gòu),

5、斜齒輪斜齒條嚙合傳動(dòng)應(yīng)用較少。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,（8）非圓齒輪機(jī)構(gòu),非圓齒輪變傳動(dòng)比,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,2、相交軸之間傳遞運(yùn)動(dòng),(1)直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu),輪齒沿圓錐母線排列于截錐表面，是相交軸齒輪傳動(dòng)的基本形式。制造較為簡(jiǎn)單。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,（2）斜齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu),輪齒傾斜于圓錐母線，制造困難，應(yīng)用較少。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能

6、,（3）曲齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu),輪齒是曲線形，有圓弧齒、螺旋齒等，傳動(dòng)平穩(wěn)，適用于高速、重載傳動(dòng)，但制造成本較高?，F(xiàn)在汽車后橋都采用這種齒輪。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,3、交錯(cuò)軸之間傳遞運(yùn)動(dòng),（1）交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu),兩螺旋角數(shù)值不等的斜齒輪嚙合時(shí)，可組成兩軸線任意交錯(cuò)傳動(dòng)，兩輪齒為點(diǎn)接觸，且滑動(dòng)速度較大，主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)或輕載傳動(dòng)。,§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,兩軸交錯(cuò)角為90?的傳動(dòng),

7、7;6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,4、特種齒輪傳動(dòng),同向傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu),§6-1 齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型和功能,§6-2 齒輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,,,§6-2 齒輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,,§6-2 齒輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,,§6-2 齒輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,§6-3 瞬時(shí)傳動(dòng)比和齒廓曲線,任意齒廓的兩齒輪嚙合時(shí)，其瞬時(shí)角速度的比值等于齒廓接觸點(diǎn)公法線將其中心距分成兩段長(zhǎng)度的反比。,

8、在齒輪機(jī)構(gòu)中，相對(duì)速度瞬心P 稱為嚙合節(jié)點(diǎn)，簡(jiǎn)稱節(jié)點(diǎn)。,兩齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，節(jié)點(diǎn)P在兩輪各自運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)的軌跡分別稱為齒輪1和齒輪2的節(jié)曲線。當(dāng)該節(jié)曲線為圓時(shí)，稱其為齒輪的節(jié)圓。,節(jié)曲線是齒輪的動(dòng)瞬心線，齒輪的嚙合傳動(dòng)相當(dāng)于其兩節(jié)曲線作無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)。,點(diǎn)P為節(jié)點(diǎn),§6-3 瞬時(shí)傳動(dòng)比和齒廓曲線,§6-3 瞬時(shí)傳動(dòng)比和齒廓曲線,分析,（2）節(jié)點(diǎn)P在中心線上按一定規(guī)律移動(dòng)的情況,（1）節(jié)點(diǎn)P為中心線上的一個(gè)固定點(diǎn)的情況,&

9、#167;6-3 瞬時(shí)傳動(dòng)比和齒廓曲線,共軛齒廓可以用包絡(luò)線法、齒廓法線法或動(dòng)瞬心線法等方法求得。,凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒廓稱為共軛齒廓。,共軛齒廓嚙合時(shí)，兩齒廓在嚙合點(diǎn)相切，其嚙合點(diǎn)的公法線通過(guò)節(jié)點(diǎn)P。理論上，只要給定一齒輪的齒廓曲線，并給定中心距和傳動(dòng)比i12，就可以求出與之共軛的另一齒輪的齒廓曲線。,§6-4 漸開(kāi)線齒廓曲線,1.漸開(kāi)線的形成,當(dāng)直線x-x沿半徑為rb的圓作純滾動(dòng)時(shí)，該直線上任一點(diǎn)K的軌跡稱為該

10、圓的漸開(kāi)線，該圓稱為漸開(kāi)線的基圓，直線x-x稱為漸開(kāi)線的發(fā)生線，角θK 稱為漸開(kāi)線AK段的展角。,2.漸開(kāi)線的性質(zhì),2)漸開(kāi)線上任一點(diǎn)的法線切于基圓。,3)基圓以內(nèi)沒(méi)有漸開(kāi)線。,1)發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的線段長(zhǎng)度 等于基圓上被滾過(guò)的圓弧長(zhǎng)度 ，即,,,§6-4 漸開(kāi)線齒廓曲線,4)漸開(kāi)線的形狀僅取決于其基圓的大小?；鶊A越小，漸開(kāi)線越彎曲，基圓越大，漸開(kāi)線越平直,§6-4 漸開(kāi)線齒廓曲線,3.嚙合線是過(guò)節(jié)點(diǎn)的直