《机械基础》考前概念梳理与常考题选讲 第8讲、齿轮传动

《机械基础》考前概念梳理与常考题选讲 第8讲 齿轮传动 一、考纲要求 1．掌握齿轮传动的特点、分类及应用。 2．掌握渐开线的形成及特性。 3．熟悉渐开线齿轮各部分的名称、主要参数。 4．掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸的计算。 5．熟悉一对渐开线齿轮传动的正确啮合条件，掌握其啮合特性。 6．掌握斜齿圆柱齿轮的传动特点、应用及主要参数。 7．了解直齿锥齿轮传动的特点、应用。 8．了解齿轮的加工方法及材料、结构。 9．掌握齿轮传动的失效形式。 二、知识梳理 一、齿轮传动概述 齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和动力的一种机械传动。属于两构件直接啮合的啮合传动。 1．传动特点 （1）传动平稳，能保证瞬时传动比恒定，传递运动准确可靠。 （2）工作可靠，使用寿命长，传动效率高。 （3）传动功率、速度和尺寸范围大。 （4）制造成本高，安装精度要求较高。 （5）有噪声，振动较大。 2．齿轮传动分类 （1）根据两轴的相对位置和轮齿方向分类 1）平行轴齿轮传动：圆柱齿轮传动（直齿、斜齿、人字齿） 2）相交轴齿轮传动：锥齿轮传动（直齿、斜齿、曲齿） 3）交错轴齿轮传动：螺旋齿轮传动、蜗杆传动。 （2）根据齿轮传动工作条件分类 1）开式齿轮传动：齿轮暴露在外，不能保证良好润滑。 2）闭式齿轮传动：齿轮在封闭箱体中，润滑好。 3）半开式齿轮传动：齿轮在油池内，但不封闭。 （3）按啮合方式分类 1）外啮合齿轮传动 2）内啮合齿轮传动 3）齿轮齿条传动 （4）按齿廓曲线分类 1）渐开线齿轮：用于各种机械传动，应用广泛。 2）摆线齿轮：用于钟表、仪器等。 3）圆弧齿轮：用于重型机械。 二、渐开线的形成及性质 1．形成 在某平面上，一条动直线沿一固定圆作纯滚动，此动直线上任意一点的运动轨迹称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，其半径用r表示，动直线称为渐开线的发生线。以同一个基圆上产生的两条反向渐开线为齿廓的齿轮就是渐开线齿轮。 2．性质 （1）发生线在基圆上滚过的线段长度等于基圆上被滚过的一段弧长。 （2）渐开线上任意一点的法线必切于基圆。 （3）渐开线的形状取决于基圆的大小，同一基圆，得到的渐开线形状完全相同，基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越趋平直。当基圆半径趋于无穷大时，渐开线为直线，这种直线型的渐开线就是齿条的齿廓线，也就形成了齿条。 （4）渐开线上各点的曲率半径不相等。点离基圆越远，其曲率半径就越大，渐开线越趋平直；反之，曲率半径越小，渐开线越弯曲。 （5）渐开线上各点的齿形角（压力角）不等。离基圆越远，齿形角越大，基圆上的齿形角（压力角）为零。齿形角越小，齿轮传动越省力。 （6）渐开线的起始点在基圆上，基圆内无渐开线。 三、直齿圆柱齿轮 1．基本参数 （1）齿数z 齿数指一个齿轮的轮齿总数。 （2）压力角（） 物体运动方向与受力方向所夹的锐角为压力角。标准直齿圆柱齿轮分度圆上的压力角为标准值且。 （3）模数m 齿距除以圆周率所得的商称为模数，，单位为mm，是齿轮几何尺寸计算中最基本的一个参数。 （4）齿顶高系数h。 齿顶高与模数的比值称为齿顶高系数。。国家标准规定，正常齿，短齿。 （5）顶隙系数c 当一对齿轮啮合时，为了使一个齿轮的齿顶面不与另一个齿轮的齿槽底面相抵触，轮齿的齿根高应大于齿顶高，即应留有一定的径向间隙，称为顶隙，用c表示。对于标准齿轮，规定。称为顶隙系数。国家标准规定，正常齿，短齿。 其中，主要参数为齿数、模数和压力角。 2．基本尺寸计算 （1）分度圆直径d 在标准齿轮上，端面齿厚和齿槽宽度相等的圆叫分度圆。 （2）齿距p 在分度圆上相邻两轮齿对应点的弧长称为齿距。 （3）齿厚s和槽宽e 齿厚是一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆上的弧长，齿槽宽是一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。 （4）齿顶高、齿根高、全齿高h 齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。 式中，——齿顶高系数，对正常标准齿轮，短齿。 齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离。 全齿高h：齿顶圆和齿根圆之间的径向距离，它等于齿顶高和齿根高的和。 （5）齿顶圆直径d。 齿顶圆直径指齿顶圆柱面与端平面的交线圆的直径。 （6）齿根圆直径 齿根圆直径指齿根圆柱面与端平面的交线圆的直径。 （7）中心距a 中心距指齿轮副的两轴线之间的最短距离。 3．渐开线齿轮的啮合特性 （1）渐开线齿轮能保持瞬时传动比的恒定； （2）渐开线齿轮的中心距具有可分离性：制造、安装时产生的中心距误差，对传动比没有影响，瞬时传动比不会发生变化； （3）渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮模数和分度圆上的压力角分别相等； （4）渐开线齿轮的连续传动条件是重合度，一般齿轮传动要求。 四、斜齿圆柱齿轮 1．传动特点 （1）传动平稳，冲击、噪声和振动小，适于高速传动； （2）承载能力强，