《机械基础》课程 第四章 轮传动 丽水市职业高级中学 数控学部.

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1 《机械基础》课程 第四章 轮传动 丽水市职业高级中学 数控学部

2 §4－1 齿轮传动的类型及应用 §4－2 渐开线齿廓 §4－3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数 和几何尺寸计算 §4－4 其他齿轮传动简介
第四章 齿轮传动 §4－1 齿轮传动的类型及应用 §4－2 渐开线齿廓 §4－3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数 和几何尺寸计算 §4－4 其他齿轮传动简介 §4－5 渐开线齿轮失效形式

3 一、常用类型 第一节 齿轮传动的类型及应用 齿轮机构：是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 直齿圆柱齿轮 平行轴 斜齿圆柱齿轮 人字齿轮
第一节 齿轮传动的类型及应用 齿轮机构：是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 直齿圆柱齿轮 一、常用类型 平行轴 斜齿圆柱齿轮 人字齿轮 直齿圆锥齿轮 按两轴的相对位置和齿向 相交轴 曲齿圆锥齿轮 　　 b)　大字齿轮 交错轴斜齿轮 交错轴 蜗杆机构 直齿圆柱齿轮（外啮合、内啮合、齿轮齿条）

4 二、齿轮传动的应用 第一节 齿轮传动的类型及应用
第一节 齿轮传动的类型及应用 二、齿轮传动的应用 1、传递功率的范围大，速度广 2、能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠。 3、传动效率高，使用寿命长，工作可靠。 4、可以实现平行或不平行轴之间的传动。 5、齿轮的制造、安装精度、成本较高。 6、不宜用于远距离的传动 　　 b)　大字齿轮

5 一、渐开线的形成及性质 1、渐开线的形成 2、渐开线的性质 第二节 渐开线齿廓
第二节 渐开线齿廓 一、渐开线的形成及性质 1、渐开线的形成 当一条动直线（发生线，nn），沿着一个固定的圆（基圆,圆O）作纯滚动时，动直线(KN)上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线。 2、渐开线的性质 1）发生线沿基圆滚过的长度 等于基圆上被滚过的圆弧长。 2) 渐开线上任一点的法线必切于基圆。 　　 b)　大字齿轮 3）渐开线上的各点的曲率半径不相等。

6 二、齿轮传动的基本要求 第二节 渐开线齿廓 4）渐开线的形状决定与基圆的大小。 5）基圆内无渐开线 1）传动要平稳 2）承载能力要强
第二节 渐开线齿廓 4）渐开线的形状决定与基圆的大小。 5）基圆内无渐开线 二、齿轮传动的基本要求 1）传动要平稳 2）承载能力要强 　　 b)　大字齿轮

7 三、渐开线齿廓啮合特性 （一）、渐开线齿轮的啮合过程 （二）、渐开线齿轮啮合传动特点 第二节 渐开线齿廓 1、传动比恒定
第二节 渐开线齿廓 三、渐开线齿廓啮合特性 （一）、渐开线齿轮的啮合过程 （二）、渐开线齿轮啮合传动特点 1、传动比恒定 2、中心距具有可分性 3、传动的作用力方向不变

8 5、齿槽宽：一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽，用e表示。
第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的 基本参数和几何尺寸计算 一、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称 1、齿顶圆：轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆，其直径用da表示。 2、齿根圆：齿槽底部所在的圆称为齿根圆，其直径用df表示。 3、分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分度圆， 其直径用d表示。 4、齿厚：一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿厚，用s表示。 5、齿槽宽：一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽，用e表示。 6、齿距：两个相邻而同侧的端面齿廓之间的弧长称为齿距，用p表示。 即p＝s＋e 7、齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用ha表示。 　　 b)　大字齿轮 8、齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，用hf表示。 9、齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。 10、齿宽：沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度，用b表示。

9 1、 齿数 在齿轮整个圆周上齿的总数称为该齿轮的齿数，
第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的 基本参数和几何尺寸计算 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数 1、 齿数 在齿轮整个圆周上齿的总数称为该齿轮的齿数， 用符号 表示。齿数由设计计算确定。 2、 模数 m 分度圆的周长为 3、 压力角。可用下式表示： 4、齿顶高系数 和顶隙系数 正常齿 短齿 模数对齿轮尺寸的影响

10 三、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 四、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的 正确啮合条件和连续传动条件 1、正确啮合的条件 2、连续传动的条件
第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的 基本参数和几何尺寸计算 三、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 课本P53页表4—4 四、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的 正确啮合条件和连续传动条件 1、正确啮合的条件 1）两齿轮的模数相等 2）两齿轮的压力角相等 　　 b)　大字齿轮 2、连续传动的条件 重合度必须大于1(ε>1)

11 一、斜齿圆柱齿轮转动 1、斜齿圆柱齿轮齿廓形成 ２、啮合特点 第四节 其他齿轮传动
第四节 其他齿轮传动 一、斜齿圆柱齿轮转动 1、斜齿圆柱齿轮齿廓形成 渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成与渐开线直齿圆柱齿轮相似。就齿轮端面而言，都是发生线绕基圆作纯滚动时，发生线上任一点K在平面上的轨迹。实质上齿廓表面是一渐开线曲面。 ２、啮合特点 一对斜齿圆柱齿轮接触线为斜直线，接触线长度先由短到 长，再由长到短，直至脱离啮合，故传动平稳性好，承载 能力强，适用于高速重载传动。在传动时会产生轴向力。 　　 b)　大字齿轮

12 b) 大字齿轮 3、斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 第四节 其他齿轮传动 法面齿距与端面齿距 a) 斜齿轮 斜齿轮上的轴向力
第四节 其他齿轮传动 3、斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 　　 b)　大字齿轮 　 b)　大字齿轮 法面齿距与端面齿距 a) 斜齿轮 斜齿轮上的轴向力

13 对于斜齿圆柱齿轮传动，其重合度受螺旋角 的影响，其值按下式计算：
第四节 其他齿轮传动 1、正确啮合条件 2、重合度 对于斜齿圆柱齿轮传动，其重合度受螺旋角 的影响，其值按下式计算： 其中 由此可见，斜齿轮传动的重合度随齿宽 和螺旋角 的增大而增大，其值比直齿轮传动大得多，这是斜齿轮传动平稳，承载能力较高的主要原因。

14 第五节 渐开线齿轮的失效形式 传动的失效形式 轮齿折断 齿面点蚀 磨损 胶合 齿面塑性变形

15 1、轮齿折断 2、齿面点蚀 第五节 渐开线齿轮的失效形式
第五节 渐开线齿轮的失效形式 失效：齿轮传动过程中，在载荷的作用下，如果轮齿发生折 断，齿面损坏等现象，则轮齿就失去了正常的工作能力。 1、轮齿折断 原因：短时意外的严重过载；超过弯曲疲劳极限 部位：齿根部分 避免措施：选择适当的模数和齿宽，采用合适的材料及热处理方 法，降低表面粗糙度，降低齿根弯曲应力。 2、齿面点蚀 　　 b)　大字齿轮 原因：很小的面接触、循环变化、齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹、微粒剥落下来而形成麻点 部位：靠近节线的齿根表面 避免措施：提高齿面硬度

16 避免措施：提高齿面硬度，降低表面粗糙度，改善润滑条件，加大模数，尽可能用闭式齿轮传动结构代替开式齿轮传动结构
第五节 渐开线齿轮的失效形式 3、齿面胶合 原因：高速重载、啮合区温度升高引起润滑失效，齿面金属直接接触并相互粘连，较软的齿面被撕下而形成沟纹 部位：轮齿接触表面 避免措施：提高齿面硬度，降低表面粗糙度，采用粘度大和抗胶合性能好的润滑油 4、齿面磨损 　　 b)　大字齿轮 原因：触表面间有较大的相对滑对，产生滑动摩擦 部位：轮齿接触表面 避免措施：提高齿面硬度，降低表面粗糙度，改善润滑条件，加大模数，尽可能用闭式齿轮传动结构代替开式齿轮传动结构

17 5、齿面塑性变形 第五节 渐开线齿轮的失效形式 原因：低速重载、齿面压力过大 部位：轮齿表面 避免措施：减小载荷，减少启动频率
第五节 渐开线齿轮的失效形式 5、齿面塑性变形 原因：低速重载、齿面压力过大 部位：轮齿表面 避免措施：减小载荷，减少启动频率 　　 b)　大字齿轮

18 3、渐开线标准齿轮各部分名称、参数、尺寸计算及正确啮合条件 4、斜齿轮的特点及正确啮合条件 5、齿轮失效形式、失效原因和预防措施
本章小结 1、齿轮传动的类型 2、渐开线性质及渐开线齿轮啮合特性 3、渐开线标准齿轮各部分名称、参数、尺寸计算及正确啮合条件 4、斜齿轮的特点及正确啮合条件 5、齿轮失效形式、失效原因和预防措施 　　 b)　大字齿轮