第一講 齒輪傳動的特點及漸開線齒廓嚙合的基本定律

1、齒輪傳動和輪系,第十六章,三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院主 講 蔡啟方,,,上海環(huán)球金融中心 上海環(huán)球金融中心建筑主體高度達到492米，是以辦公為主，集商貿(mào)、賓館、觀光、會議等設(shè)施于一體的綜合性大廈。,40小時內(nèi)一次性不間斷澆注混凝土方28000立方米；最大泵送高度492m； 采用強度等級為C60的混凝土；在世界高樓史上創(chuàng)造了泵送封頂高度世界第一的記錄！,我為三一而自豪,成就,3,第一講 齒輪傳動的特點及漸開線齒廓嚙合的

2、基本定律,4,教學(xué)目的及教學(xué)重點,? 教學(xué)目的和要求：1、掌握齒輪傳動的類型和應(yīng)用特點2、了解漸開線齒廓的形成及其性質(zhì)3、掌握齒廓嚙合的基本定律? 教學(xué)重點和難點：1、齒輪傳動的應(yīng)用特點2、漸開線的性質(zhì)3、齒廓嚙合的基本定律,5,復(fù)習(xí)上次課教學(xué)內(nèi)容,1、普通V帶的正確使用應(yīng)注意哪些方面？2、平帶傳動與V帶傳動張緊輪安裝的位置如何？3、鏈傳動的安裝和維護應(yīng)注意哪些方面？,6,新課導(dǎo)入,摩擦傳動（帶傳動）和鏈傳動都不能保證

3、瞬時傳動比準(zhǔn)確，在機械傳動中為了得到瞬時傳動比的準(zhǔn)確可靠，須采用齒輪傳動……,7,§16-1 齒輪傳動的特點和分類,8,一. 齒輪傳動應(yīng)用特點,齒輪傳動是機械傳動中最重要的、也是應(yīng)用最為廣泛的一種傳動型式。優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠、壽命較長（2）能保證恒定的傳動比，傳動比穩(wěn)定、傳動效率高（3）可實現(xiàn)平行軸、任意角相交軸、任意角交錯軸之間的傳動（4）適用的功率（傳遞功率可達100MW）和速度（線速度可達300m/

4、s）范圍廣,9,一. 齒輪傳動應(yīng)用特點,缺點:其制造安裝費用較高，低精度齒輪傳動的振動噪聲較大。（1）加工和安裝精度要求較高，制造成本也較高；（2）不適宜于兩軸之間遠距離的傳動。（3）低精度齒輪傳動的振動噪聲較大。,10,二. 齒輪傳動的基本要求,從傳遞運動和動力兩方面來考慮，對齒輪傳動必須滿足以下兩個要求： 1. 傳動要平穩(wěn) 對于齒輪傳動最重要的是要求其保持恒定的瞬時傳動比，即要求兩輪的角速度之比要為一常數(shù)，否則，主動輪以

5、等角速度回轉(zhuǎn)時，從動輪角速度為變數(shù)。從動輪在運轉(zhuǎn)中時快時慢，必將產(chǎn)生慣性力，從而引起沖擊和振動，直接影響工作質(zhì)量，噪聲大，齒輪強度降低，特別是高速傳動中，由于角速度的波動所引起的附加動載荷很大，甚至比齒輪所傳遞的靜載荷還大。 2. 承載能力強,11,三. 齒輪傳動的常用類型,,兩軸平行的齒輪傳動,兩軸不平行的齒輪傳動,,齒輪傳動,圓柱齒輪傳動,,斜齒,人字齒,直齒,外嚙合,,內(nèi)嚙合,齒輪與齒條嚙合,外嚙合,,內(nèi)嚙合,,兩軸相交的齒

6、輪傳動,(圓錐齒輪傳動),兩軸交錯的齒輪傳動,,直齒,曲齒,交錯軸斜齒輪,,蝸桿蝸輪,12,兩軸平行直齒輪副,外嚙合直齒輪副,內(nèi)嚙合直齒輪副,直齒齒輪齒條副,13,兩軸平行斜齒輪副,斜齒齒輪齒條副,內(nèi)嚙合斜齒輪副,外嚙合斜齒輪副,人字齒輪副,14,兩軸相交的齒輪副,斜齒錐齒輪副,直齒錐齒輪副,15,兩軸交錯的齒輪副,交錯軸斜齒輪副,蝸桿副,16,§16-2 漸開線齒廓滿足齒廓嚙合的基本定律,17,一. 齒廓嚙合的基本定律,

7、一對齒輪傳動時，兩輪在嚙合點P的線速度相同：,,上式說明：兩齒輪的瞬時角速度之比，等于節(jié)圓半徑的反比。,18,一. 齒廓嚙合的基本定律,,齒廓嚙合基本定律： —— 瞬時傳動比為定值,問題的提出：何種曲線做為齒廓曲線，來滿足齒廓基本定律呢？下面介紹漸開線齒輪。,19,二、 漸開線齒廓,（一） 漸開線的形成 在平面上，一條動直線AB（發(fā)生線）與半徑為rb的圓相切，直線沿該

8、圓作純滾動時，此動直線上一點的軌跡，即為該圓的漸開線。,漸開線的形成,漸開線,發(fā)生線,基圓,20,二. 漸開線的性質(zhì),由漸開線形成可知，它有以下性質(zhì)：（1）發(fā)生線在基圓上滾過的一段長度等于基圓上相應(yīng)被滾過的一段弧長：（2）發(fā)生線KN是漸開線K點的法線。漸開線上任一點的法線必與基圓相切。,21,二. 漸開線的性質(zhì),（3）發(fā)生線與基圓的切點N即為漸開線上K點的曲率中心，線段為K點的曲率半徑。隨著K點離基圓愈遠，相應(yīng)的曲率半徑愈大；而K點

9、離基圓愈近，相應(yīng)的曲率半徑愈小。,22,二. 漸開線的性質(zhì),（4）漸開線的形狀取決于基圓的大小?；鶊A越小，漸開線越彎曲；基圓越大漸開線越趨平直；基圓趨于無窮大，漸開線為一直線，齒輪就成為齒條。 （5）基圓內(nèi)無漸開線。,基圓大小與漸開線形狀的關(guān)系,23,二. 漸開線的性質(zhì),壓力角αk ：漸開線齒廓在任意一點K與另一齒輪的漸開線齒廓相接觸時，所受作用力Fk 的方向（即漸開線在K點的法線方向）與該點繞基圓圓心o回轉(zhuǎn)時的速度vk方向所夾的銳角

10、稱為漸開線齒廓上任意一點K處的壓力角αk 壓力角αk 的概念還可表述為：過齒廓上任意點K處的徑向直線與齒廓在該點處的切線所夾的銳角。,,漸開線齒廓上的齒形角,24,二. 漸開線的性質(zhì),（6） 漸開線上的各點處的壓力角不相等。,,K點在基圓上，rk = rb，cosαk = 1，αk = 0 ，即基圓上的壓力角等于零。,漸開線齒廓上的齒形角,,αk,齒輪傳動越省力,K點離基圓越遠，,αk,,K點越靠近基圓，,αk,,25

11、,三. 漸開線齒廓滿足齒廓嚙合的基本定律,一對齒輪傳動時，兩輪節(jié)點P的位置是不變的。,,瞬時傳動比與基圓半徑成反比，而基圓半徑對齒輪來說是不變的，由此可知，漸開線齒廓能滿足齒廓嚙合的基本定律。,26,小結(jié)·提問·思考·練習(xí),1. 齒輪傳動的基本要求是什么?2. 齒輪傳動的常用類型有哪些？3. 齒廓嚙合的基本定律？4. 為什么說漸開線齒廓滿足齒廓嚙合的基本定律？,27,布置作業(yè),思考題：P2