10.1齿轮传动的特点和类型(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

1 2 4 3 3 返回 项目十　齿轮传动 10.1　齿轮传动的特点和类型 10.2　渐开线标准直齿圆柱齿轮 10.3　斜齿圆柱齿轮传动 10.4　直齿圆锥齿轮传动 5 10.5　齿轮的结构与润滑 １０.１　齿轮传动的特点和类型 １０.１.１　齿轮传动的特点 齿轮传动是一种应用十分广泛的机械传动。 与其他传动形式比较。 齿轮传动能实现任意位置的两轴传动。 具有结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动比恒定、效率高(０.９２ ~０.９９)、速度(可达３００ ｍ/ ｓ) 和功率(１０ 万ｋＷ 以上) 的适用范围广等优点。 主要缺点是制造和安装精度要求较高。 制造工艺复杂。 成本较高。 １０.１.２　齿轮传动的类型 根据两齿轮轴线的相对位置及齿向的不同。 齿轮传动的类型可分类如下: 下一页 返回 １０.１　齿轮传动的特点和类型 齿轮传动类型如图１０-１ 所示。 返回 上一页 １０.２　渐开线标准直齿圆柱齿轮 １０.２.１　齿轮各部分名称 如图１０-２ 所示为渐开线直齿圆柱齿轮。 轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆。 其半径用ｒａ 表示。 相邻两齿间的空间称为齿槽。 齿槽底部所在的圆称为齿根圆。 半径用ｒｆ 表示。 图中标出了齿轮各部分的名称及其常用代号。 若在齿顶圆和齿根圆之间任取一圆。 设其直径为ｄＫ。则在该圆上。 显然有齿距ｐＫ ＝ ｓＫ ＋ ｅＫ。 设ｚ 为齿数。 则由图１０-２ 可见。 直径为ｄＫ 的圆的周长为ｚｐＫ。 同时又等于πｄＫ。 故 下一页 返回 １０.２　渐开线标准直齿圆柱齿轮 １０.２.２　主要参数和几何尺寸 １.模数ｍ 和压力角α 齿轮分度圆上的比值ｐ / π 规定为标准值(整数或有理数)。 称为模数。 用ｍ 表示。 单位为ｍｍ。 即 模数ｍ 是齿轮的一个重要参数。 模数ｍ 越大。 则轮齿的尺寸越大。 轮齿所能承受的载荷也越大(图１０-３)。 齿轮的法向模数已经标准化。 其值见表１０-１。 齿轮分度圆上的压力角用α 表示。 并规定为标准值。 简称为压力角。 我国规定的标准压力角为２０°。 由此可将渐开线齿轮的分度圆定义为: 齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。 下一页 返回 上一页 １０.２　渐开线标准直齿圆柱齿轮 ２.齿顶高系数ｈ∗ａ 和顶隙系数ｃ∗ 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为全齿高。 用ｈ 表示。 ３.几何尺寸计算 当齿轮的模数ｍ、压力角α、齿顶高系数ｈ∗ａ 、顶隙系数ｃ∗均为标准值。 且分度圆上齿厚ｓ 等于齿槽宽ｅ 时。 称为标准齿轮。 齿数ｚ、模数ｍ、压力角α、齿顶高系数ｈ∗ａ 和顶隙系数ｃ∗为渐开线直齿圆柱齿轮的五个基本参数。 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算公式见表１０-２。 下一页 返回 上一页 １０.２　渐开线标准直齿圆柱齿轮 １０.２.３　正确啮合条件 如图１０-４ 所示为一对渐开线齿轮的啮合情况。 由于两齿轮齿廓的啮合点是沿啮合线Ｎ１Ｎ２ 移动的。 故只有当两齿轮在啮合线上的齿距(称法向齿距) 相等时。 才能保证两齿轮的正确啮合。 又由渐开线特性可知。 齿轮的法向齿距等于齿轮基圆齿距。 即 下一页 返回 上一页 １０.２　渐开线标准直齿圆柱齿轮 １０.２.４　标准中心距 一对啮合传动的齿轮。 为了避免反向空程。 减少撞击和噪声。 两轮的齿侧间隙应为零。标准齿轮正确安装。 实现无侧隙啮合的条件是: ｓ１ ＝ ｅ２ ＝ πｍ / ２ ＝ ｓ２ ＝ ｅ１。 两轮的分度圆和节圆重合。 此时的中心距称为标准中心距。 用ａ 表示: 返回 上一页 １０.３　斜齿圆柱齿轮传动 １０.３.１　斜齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特点 １.齿廓曲面的形成 前面所述直齿圆柱齿轮的齿廓形成。 是在垂直于齿轮轴线的端面内进行的。 实际上。齿轮都有一定的宽度。 如图１０-５ 所示。 直齿轮的齿廓曲面是发生面在基圆柱上作纯滚动时。 发生面上与基圆柱母线ＮＮ平行的任一直线ＫＫ的轨迹。 即为渐开线曲面。 斜齿圆柱齿轮齿廓的形成原理与直齿圆柱齿轮相似。 所不同的是发生面上的直线ＫＫ 与基圆柱母线ＮＮ 成一夹角βｂ。 如图１０-６ 所示。 当发生面沿基圆柱作纯滚动时。 斜直线ＫＫ的轨迹为渐开螺旋面。 即斜齿轮的齿廓曲面。 它与基圆的交线ＡＡ 是一条螺旋线。 夹角βｂ称为基圆柱上的螺旋角。 齿廓曲面与齿轮端面的交线仍为渐开线。 下一页 返回 １０.３　斜齿圆柱齿轮传动 ２.啮合特点 由齿廓曲面的形成过程可以看出。 直齿轮传动时。 齿面接触线皆为等宽直线。 且与齿轮轴线平行。 如图１０-６ (ａ) 所示。 两轮齿将沿着齿宽同时进入啮合或同时退出啮合。 因而轮齿上所受载荷也是突然加上或突然卸掉。 传动平稳性差。 易产生冲击、振动和噪声。 尤其高速传动。 斜齿轮啮合时。 齿面接触线是斜直线。 且长度变化[图１０-６ (ｂ)]。 即一对轮齿从开始啮