精密機械設(shè)計基礎(chǔ) 第6講 齒輪機構(gòu)及其設(shè)計

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

2、費用較高，低精度齒輪傳動的振動噪聲較大。,齒輪機構(gòu)是通過一對對齒面的依次嚙合來傳遞兩軸之間的運動和動力的，根據(jù)一對齒輪實現(xiàn)傳動比的情況，它可以分為定傳動比和變傳動比齒輪機構(gòu)。 本章僅討論實現(xiàn)定傳動比的圓形齒輪機構(gòu)。,典型的齒輪傳動,齒輪機構(gòu)是依靠輪齒直接接觸構(gòu)成高副來傳遞兩軸之間的運動和動力的。,§6-1 齒輪機構(gòu)的主要類型和功能,1、平行軸之間傳遞運動,（1）直齒圓柱齒輪機構(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 齒輪機構(gòu)的主要類型和功能,（2）斜齒圓柱齒輪機構(gòu),輪齒與其軸線傾斜，兩輪轉(zhuǎn)向相反，傳動平穩(wěn),適合于高速傳動,但有軸向力。,§6-1 齒輪機構(gòu)的主要類型和功能,（3）人字齒圓柱齒輪機構(gòu),由兩排旋向相反的斜齒輪對稱組成，其軸向力被相互抵消。適合高速和重載傳動，但制造成本較高。,§6-1 齒輪機構(gòu)的主要類型和功能,（4）直齒內(nèi)嚙合圓柱齒輪機構(gòu),輪齒與其軸線平行且分布

4、在空心圓柱體的內(nèi)部，它與外齒輪嚙合時兩輪的轉(zhuǎn)向相同。,§6-1 齒輪機構(gòu)的主要類型和功能,（5）斜齒內(nèi)嚙合圓柱齒輪機構(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兩輪轉(zhuǎn)向相同。有軸向力。應(yīng)用較少。,§6-1 齒輪機構(gòu)的主要類型和功能,（6）直齒齒輪齒條機構(gòu),齒數(shù)趨于無窮多的外齒輪演變成齒條，它與外齒輪嚙合時，齒輪轉(zhuǎn)動，齒條直線移動。,§6-1 齒輪機構(gòu)的主要類型和功能,（7）斜齒齒輪齒條機構(gòu),

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

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

7、7;6-1 齒輪機構(gòu)的主要類型和功能,4、特種齒輪傳動,同向傳動齒輪機構(gòu),§6-1 齒輪機構(gòu)的主要類型和功能,§6-2 齒輪機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖,,,§6-2 齒輪機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖,,§6-2 齒輪機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖,,§6-2 齒輪機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖,§6-3 瞬時傳動比和齒廓曲線,任意齒廓的兩齒輪嚙合時，其瞬時角速度的比值等于齒廓接觸點公法線將其中心距分成兩段長度的反比。,

8、在齒輪機構(gòu)中，相對速度瞬心P 稱為嚙合節(jié)點，簡稱節(jié)點。,兩齒輪嚙合傳動時，節(jié)點P在兩輪各自運動平面內(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，稱其為齒輪的節(jié)圓。,節(jié)曲線是齒輪的動瞬心線，齒輪的嚙合傳動相當(dāng)于其兩節(jié)曲線作無滑動的純滾動。,點P為節(jié)點,§6-3 瞬時傳動比和齒廓曲線,§6-3 瞬時傳動比和齒廓曲線,分析,（2）節(jié)點P在中心線上按一定規(guī)律移動的情況,（1）節(jié)點P為中心線上的一個固定點的情況,&

9、#167;6-3 瞬時傳動比和齒廓曲線,共軛齒廓可以用包絡(luò)線法、齒廓法線法或動瞬心線法等方法求得。,凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓稱為共軛齒廓。,共軛齒廓嚙合時，兩齒廓在嚙合點相切，其嚙合點的公法線通過節(jié)點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 漸開線齒廓曲線,1.漸開線的形成,當(dāng)直線x-x沿半徑為rb的圓作純滾動時，該直線上任一點K的軌跡稱為該

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