4.2直齿圆柱齿轮传动（课件）- 《机械基础（第七版）》同步教学（劳动版）

机械基础 （第七版） 第四章 齿轮传动 §4-1　齿轮传动概述 §4-2　直齿圆柱齿轮传动 §4-3　其他齿轮传动简介 §4-4　齿轮的失效、材料与热处理 §4-5　齿轮的结构与齿轮传动的润滑 齿轮是一个有齿构件，它与另一个有齿构件通过其共轭齿面的相继啮合，从而传递运动和动力。 第四章 齿轮传动 直齿圆柱齿轮传动 一、渐开线齿廓 （1）传动要平稳。 （2）承载能力要强。 §4-2 1．齿轮传动对齿廓曲线的基本要求 2．渐开线的形成 在平面上，一条直线AB沿着一固定圆的外侧做纯滚动时，此直线上一点K的轨迹CD称为圆的渐开线。 形成渐开线的“基本圆”称为基圆，半径用rb表示；直线AB称为发生线。 渐开线的性质： （1）发生线AB沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即NK= 。 （2）N点是发生线AB沿基圆滚动时的瞬时速度中心，发生线KN是渐开线在K点的法线。发生线始终与基圆相切，渐开线上任一点的法线必与基圆相切。 3．压力角 渐开线上某点的法线（正压力方向线）与该点的速度方向线所夹的锐角αK 称为渐开线在该点的压力角。 4．渐开线齿廓的啮合特性 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。 （1）能保证瞬时传动比恒定，保证传动的平稳性，振动和冲击较小。 （2）齿轮在啮合过程中，即使两齿轮的实际中心距与设计的中心距稍有改变，其瞬时传动比仍能保持不变，从而保证齿轮在实际工作中，因制造、安装误差或轴承磨损而导致齿轮的中心距产生微小改变时，仍能保持良好的传动性能。 渐开线齿廓啮合时具有以下特性： 二、渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称 齿顶曲面位于齿根曲面之外的齿轮称为外齿轮。 齿顶曲面位于齿根曲面之内的齿轮称为内齿轮。 齿轮上凸起的部分称为轮齿。 1．轮齿 轮齿两侧形状相同而方向相反的渐开线轮廓称为齿廓。 2．齿廓 齿轮上相邻两轮齿之间的空间称为齿槽。在端平面的任意圆周上，同一齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽（ek）。 3．齿槽与齿槽宽 在端平面的任意圆周上，同一个轮齿的两侧齿廓之间的弧长称为齿厚（sk）。 4．齿厚 各轮齿顶部所连成的圆称为齿顶圆，其直径用da表示。 5．齿顶圆 各齿槽底部所连成的圆称为齿根圆，其直径用df表示。 6．齿根圆 在齿顶圆与齿根圆之间规定了一个圆，作为计算齿轮各部分尺寸的基准，该圆称为分度圆，其直径用d表示。 7．分度圆 在端平面的任意圆周上，两个相邻的同侧齿廓之间的弧长称为齿距，用pk表示。 8．齿距 齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用ha表示。 9．齿顶高 齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，用hf表示。 10．齿根高 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。 11．齿高 齿轮的有齿部位沿分度圆柱面的母线方向度量的宽度称为齿宽，用b表示。 12．齿宽 三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数 齿轮轮齿的总数称为齿数，用z表示。 1．齿数 齿距p除以圆周率π所得的商称为模数（m），单位mm。 2．模数 渐开线圆柱齿轮模数 齿轮的模数越大，轮齿就越大，轮齿的抗弯曲能力也越强，承载能力也越强。 模数与轮齿大小的关系 3．压力角 齿轮的压力角一般是指分度圆上的压力角。 齿廓形状与压力角密切相关，故分度圆上的压力角也称为齿形角。标准齿轮的压力角为20°，在某些特殊场合也允许采用其他值。 4．齿顶高系数ha* 和顶隙系数c* 齿顶高ha=ha*m，ha*称为齿顶高系数，标准齿轮的ha*=1。 相互啮合的两齿轮的齿顶与齿根之间应留有一定的径向间隙c，c=c*m，c*称为顶隙系数，标准齿轮的c*=0.25。 四、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 标准直齿圆柱齿轮是指模数m、压力角α、齿顶高系数ha*、顶隙系数c*都取标准值的直齿圆柱齿轮。 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的几何尺寸计算公式 五、渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 1．直齿圆柱齿轮传动的类型及应用 两外齿轮相互啮合的传动称为外啮合齿轮传动。 一个内齿轮与一个外齿轮啮合的传动称为内啮合齿轮传动。 2．渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件 （1）两齿轮的模数必须相等，即 m1=m2。 （2）两齿轮分度圆上的压力角必须相等，即α1=α2。 3．齿侧间隙 齿轮啮合传动时，为了在啮合齿廓之间形成润滑油膜，避免因轮齿摩擦发热膨胀而卡死，齿廓之间必须留有间隙，此间隙称为齿侧间隙，简称侧隙。 4．直齿圆柱齿轮传动的特点 （1）相比斜齿圆柱齿轮，直齿圆柱齿轮制造工艺简单，生产成本低。 （2）传动时不会产生轴向力，对轴承要求简单。 （3）直齿圆柱齿轮用于平行轴间的传动，齿轮进入与退出啮合时沿着齿宽同时进行，容易产生冲击、振动和噪声，传动平稳性较差，不适用于高速传动的场合。 例　有一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，齿数 z1=20，