機械設(shè)計 第5章 齒輪機構(gòu)

1、56第五章第五章齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)案例導(dǎo)入：案例導(dǎo)入：通過機床、汽車、摩托車、手表等儀器設(shè)備中廣泛應(yīng)用的齒輪傳動，引入齒輪傳動的類型、特點及基本要求、齒輪傳動嚙合的特點。在所有眾多的齒輪機構(gòu)中，直齒圓柱齒輪機構(gòu)是最基本、也是最常用的一種，本章以直齒圓柱齒輪為研究的重點。第一節(jié)第一節(jié)齒輪機構(gòu)的齒廓嚙合基本規(guī)律、特點和類型齒輪機構(gòu)的齒廓嚙合基本規(guī)律、特點和類型一、齒輪機構(gòu)的特點和類型齒輪傳動是近代機械傳動中用得最多的傳動形式之一。它不僅可用于

2、傳遞運動，如各種儀表機構(gòu)；而且可用于傳遞動力，如常見的各種減速裝置、機床傳動系統(tǒng)等。同其他傳動形式比較，它具有下列優(yōu)點：①能保證傳動比恒定不變；②適用的載荷與速度范圍很廣，傳遞的功率可由很小到幾萬千瓦，圓周速度可達(dá)150ms；③結(jié)構(gòu)緊湊；④效率高，一般效率η＝0.94～0.99；⑤工作可靠且壽命長。其主要缺點是：①對制造及安裝精度要求較高；②當(dāng)兩軸間距離較遠(yuǎn)時采用齒輪傳動較笨重。齒輪的分類方法很多，按照兩軸線的相對位置，可分為兩類：平面

3、齒輪傳動和空間齒輪傳動。1.平面齒輪傳動該傳動的兩輪軸線相互平行，常見的有直齒圓柱齒輪傳動（圖51a）斜齒圓柱齒輪傳動（圖51d），人字齒輪傳動（圖51e）。此外，按嚙合方式區(qū)分，前兩種齒輪傳動又可分為外嚙合傳動（圖51a、d）內(nèi)嚙合傳動（圖51b）和齒輪齒條傳動（圖51c）。a)b)c)d)e)圖51平面齒輪傳動58kokovvkakbkokzKK2211212?????經(jīng)整理有211???kokz又因為NN∥O2Z，故△O1O2Z∽

4、△O1CK，得cocokokz121?故傳動比可寫為（51）cocoi122112????上式表明：兩輪的角速度之比與連心線被齒廓接觸點的公法線分得的兩線段成反比。由此可見，要使兩輪的角速度比恒定不變，則應(yīng)使恒為常數(shù)。但因兩輪的coco12軸心為定點，即為定長，故欲使齒輪傳動得到定傳動比，必須使C點成為連心線上21oo的一個固定點。此固定點稱為節(jié)點。因此，齒廓的形狀必須符合下述條件：不論輪齒齒廓在哪個位置接觸，過接觸點所作齒廓公法線均須

5、通過節(jié)點C這就是齒廓嚙合的基本定律。理論上，符合上述條件的齒廓曲線有無窮多，但齒廓曲線的選擇應(yīng)考慮制造、安裝和強度等要求。目前，工程上通常用的曲線為漸開線、擺線和圓弧。由于漸開線齒廓易于制造，故大多數(shù)的齒輪都是用漸開線作為齒廓曲線。本章只討論漸開線齒輪傳動。如圖53所示分別以和為圓心，過節(jié)點C所作的圓稱為齒輪的節(jié)圓，其半徑1o2o和稱為節(jié)圓半徑，分別用和表示。由式（51）有co1co21r2rcoco2211???即通過節(jié)點的兩節(jié)圓具有

6、相同的圓周速度，它們之間作純滾動。第二節(jié)第二節(jié)漸開線齒廓漸開線齒廓一、漸開線的形成和性質(zhì)當(dāng)一條直線L沿一圓周作純滾動時，此直線上任一點K的軌跡即稱為該圓的漸開線如圖54所示。該圓稱為漸開線的基圓，基圓半徑以表示，該直線L稱為漸開線的發(fā)生線。br根據(jù)漸開線形成過程可知它具有下列特性：(1)因發(fā)生線在基圓上作無滑動的純滾動，故發(fā)生線所滾過的一段長度必等于基圓上被滾過的圓弧的長度。(2)當(dāng)發(fā)生線沿基圓作純滾動時，N點為速度瞬心，K點的速度垂直