《机械设计基础》齿轮传动ppt课件.ppt

1、齿轮传动齿轮传动第1节 齿轮机构的特点和类型一、类型1、平面齿轮机构 2、空间齿轮机构平面直齿轮内啮合齿轮传动两齿轮的转动方向相同齿轮齿条传动外啮合齿轮传动两齿轮的转动方向相反平面平行轴斜齿圆柱齿轮传动轮齿与其轴线倾斜一个角度平面人字齿轮传动由两个螺旋角方向相反的斜齿轮组成空间（圆）锥齿轮传动用于两相交轴之间的传动空间交错轴斜齿轮传动用于传递两交错轴之间的运动空间蜗杆传动用于传递两交错轴之间的运动，其两轴的交错角一般为90二、优缺点 优点：用来传递空间任意两轴间的运动和动力，传动平稳，应 用范围广。 缺点：成本较高；（1）直接接触的啮合传动；可传递空间任意两轴之间的运动和动力；（2）功率范围大

2、，速比范围大，效率高，精度高；（3）传动比稳定，工作可靠，结构紧凑；（4）改变运动方向；（5）制造安装精度要求高，不适于大中心距，成本较高，且高速运转时噪声较大。三、齿轮传动机构的应用 现代机械中应用最为广泛的一种传动机构例1：机械手例2：汽车变速箱例3：摄像机例4：大型游乐设施第2节 齿廓啮合的基本定律一、齿轮传动的基本要求 1 、传动平稳，即瞬时传动比i12常数 2 、承载能力强二、齿廓啮合基本定律C点：啮合节点，简称节点21ccvvconstCOCOi122112 COCO2211C点：相对速度瞬心(三心定理)证明：由图可知，c点就是齿轮1 、 2的速度瞬心，所以有：cocococovv

3、covcovcccc2121221121222111,齿廓啮合基本定律：互相啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的，都与其其啮合齿廓在接触点处的。(注意：有的书上将齿廓啮合基本定律曲解为定传动比法则了)据上述，齿廓曲线满足定传动比的条件：。节点和节圆：图中C点：分别以为圆心，以为半径的圆（节圆只在成对传动的齿轮中才讨论注意与后面的基圆的区别）。 共轭齿廓:满足齿廓啮合基本定律而相互啮合的一对齿廓（只要给定一对齿廓中的一条，就可以根据齿廓啮合定律求出其共轭齿廓） 两头牛背上的架子称为轭，轭使两头牛同步行走。共轭即为按一定规律相配的一对。轭轭三、齿廓曲线的选择1.理论上满足基本定律的共轭齿廓曲线很多；

4、2.考虑因素：设计、制造、安装和使用； 3.常用齿廓曲线：渐开线，摆线，变态摆线，圆弧曲线和抛物线等。本章重点研究渐开线齿廓的齿轮一、渐开线的形成 直线BK沿半径为rb的圆作纯滚动时,直线上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆rb基圆半径；BK渐开线发生线K渐开线上K点的展角第3节 渐开线齿廓二、渐开线的性质1.渐开线的发生线展直前后长度不变；KBAB 弧2. B 是渐开线K点处的曲率中心，BK 是曲率半径； A 处的曲率半径为0 KB 为渐开线在K点的法线，并与基圆相切K K3.渐开线的形状取决于基圆的大小 rb,渐开线直线；4. 基圆内无渐开线（4）基圆内无渐开线）基圆内

5、无渐开线NAKN渐开线的性质渐开线的性质（1）发生线沿基圆滚过的）发生线沿基圆滚过的基圆上被滚过的基圆上被滚过的圆弧长度圆弧长度（2）NK为渐开线在为渐开线在K点的点的，NK为曲半半径，渐为曲半半径，渐开线上任一点的法开线上任一点的法线与基圆相切。线与基圆相切。（3）渐开线的形状决定于基圆的大小。）渐开线的形状决定于基圆的大小。 K相同时，相同时，rb越大，曲半半径越大越大，曲半半径越大 rb，渐开线，渐开线N3K的直线的直线三、渐开线方程1.渐开线的压力角2.渐开线方程 KKKKKbKtginv/cosrr 渐渐开开线线函函数数 invK KbKrr cos讨论：A:渐开线齿廓上各点的压力角

6、不相等吗？B:基圆上的压力角为多少？ 1、满足定传动比条件法线与基圆相切；齿轮固定，基圆唯一；法线交于定点C121212221112122211222111,coscosrrrriCNOCNOrrivvKOvKOvbbbbKKKKKK相似四、渐开线齿廓的啮合特性2、渐开线齿廓啮合的啮合线是直线N1N2 啮合点的轨迹啮合线、公法线、两基圆的内公切线正压力作用线四线重合。3、渐开线齿廓啮合的啮合角不变 ：N1N2与节圆公切线之间的夹角 =渐开线在节点处啮合的压力角4、中心距的可分离性；1212bbrri 中心距变化后，C点随之变化，但 rb1、rb2 不变，即中心距不变。有利于加工、安装和使用。右

7、式表明：i12决定于基圆大小常数=1212122112bbrrrrPOPOi第4节 齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮尺寸Ohpesrrarfhfha齿顶圆分度圆齿根圆端面齿轮轴线齿数Z，齿槽1、齿顶圆ra2、齿根圆rf3、在任意圆上rk齿槽宽ek齿厚SK齿距PK=eK+SKKZPdk ZPdKKKKPm定义 模数 一、齿轮各部分名称和基本参数Ohpesrrarfhfha齿顶圆分度圆齿根圆端面齿轮轴线4、分度圆，、分度圆，r，d，s，e，p5、齿顶高、齿顶高ha：d与与da之间之间6、基节、基节coscoscoszPddzPdKKbbcosPPbd=mz m为标准值为标准值P=s+e齿全高齿全高h

8、：h=ha+hf齿根高齿根高hf：d与与df之间之间基节基节基圆上的周节（齿距）基圆上的周节（齿距）Pb二、标准齿轮的基本参数二、标准齿轮的基本参数zpd zpdpm 定义模数定义模数 或或 mpd=mz 单位：单位：mm2、分度圆压力角、分度圆压力角KbKrrcoscos2cosmzrrb（是决定渐开线齿廓形状的一个基本参数）是决定渐开线齿廓形状的一个基本参数） GB1356-88规定标准值规定标准值=20某些场合：某些场合：=14.5、15、22.5、25。 分度圆就是齿轮上具有标准模分度圆就是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。数和标准压力角的圆。分度圆和节圆区别分度圆和节圆区别 与联系

9、与联系1、模数、模数m3 3、齿数、齿数z zcos2mzrmzdb表明：齿轮的大小和渐开线齿轮表明：齿轮的大小和渐开线齿轮形状都与齿数有关形状都与齿数有关 4 4、齿顶高系数、齿顶高系数 和顶隙系数和顶隙系数*ah*cmhhaa*mchhaf)(*标准值：标准值： =1=1， =0.25=0.25标准短齿：标准短齿： =0.8=0.8， =0.3=0.3*ah*c*c*ah渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算式一、正确啮合条件条件：齿对交替过程中不发生冲击n2n1PP n2n1PP n2n1PP 第第5 5节节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动直齿圆柱齿轮的啮合传动)()(2121标准值标准值mm

10、m二、正确安装条件 1、齿侧间隙（侧隙） 进行运动设计时，需按无侧隙啮合。 2、标准齿轮的安装 标准安装 22112esmes2211eess能实现无侧隙啮合 O112O2ccPKN12Nhahfb1rb2r2r =r2r =r11标准中心距： 2)(212121zzmrrrra顶隙 mcmhmchhhCaaaf*)(标准值 1O11NKcPN22O22rr2r1r1aa3 3、非标准安装、非标准安装 a a只有增大只有增大 由图可知：由图可知： coscoscos111rrrbcoscoscos222rrrbcoscoscoscos)(2121arrrraccrrrraa,2211有侧隙有侧

11、隙 三、渐开线齿轮连续传动的条件 pbO112O22N1N2B1BCCPDDa2a122r2r1a1rrb1b2ra2r1AbPBB21bPBB21或 121bPBB重合度（重叠系数） 121bPBB：齿轮传动的连续性条件 重合度的定义还有其他形式： 渐开线性质： DCBB21（一对齿从开始啮合到终止啮合在基圆上转过的弧长）（在节圆上转过的弧长）作用弧 CD1.重合度的定义2作用角 显然： 所对的中心角也为2 DCcos22222221CDrrCDrCDrrDCBBbbbcoscosPdzzdPbb节圆齿距作用弧PCD2、重合度的意义 重合度不仅是齿轮传动的连续性条件，而且是衡量齿轮承载能力和

12、传动平稳性的重要指标。 大意味着什么(物理意义)？表示同时参加啮合的齿对数多或多对齿啮合所占的时间比例大。结论 基本定律解决瞬时传动比恒定的必要条件； m,相等，解决连续传动的必要条件； 1，解决连续传动的充分条件。 标准齿轮、标准中心距，恒大于1pbO112O22N1N2B1BCCPDDa2a122r2r1a1rrb1b2ra2r1A3、重合度的计算 由左图看出： )(111111111tgtgrtgrtgrPNBNPBabbab)(222222tgtgrPNBNPBabcos)()(22112121mtgtgrtgtgrPPBPBPBBababbbcos2111mzrbcos2122mzr

13、b)()(212211tgtgztgtgzaa一、渐开线齿轮的加工方法1. 成形法第6节 渐开线圆柱齿轮轮齿切削原理和齿轮精度选择 铣削法 拉削法成形铣刀刀号和加工齿数范围成型法加工齿轮的特点不需要专用机床；齿型误差较大；分齿误差较大。用于9级以下精度的齿轮加工2、范成法(展成法)（1）、基本原理：一对齿轮作无侧隙啮合时，其共轭齿廓互为包络线包络法(2)、加工方法插齿加工齿轮插刀 齿条插刀优点：用一把插刀可以加工出 m、相同而齿数不同的各种齿轮(包括内齿轮)。缺点：切削不连续，生产效率较低。滚齿加工优点：用一把滚刀可以加工出 m、相同而齿数不同的各种齿轮，切削连续，生产效率高。缺点：不能加工内

14、齿轮。三、用标准齿条刀具加工齿轮1.标准齿条刀具 顶部比普通齿条多出一段C*m，用于在被加工齿轮的齿根部分切出齿顶间隙2. 用标准齿条刀具加工齿轮轮轮轮轮轮轮刀刀具具移移动动的的速速度度： 2mzrv 刀轮轮由此可得：由此可得： mvz刀2 被加工齿轮的齿数取决于 v刀 和 轮 的比值。第7节 渐开线齿廓的根切一、 根切根切位置根切位置1、根切现象（1）、根切的危害危害：危害：切掉部分齿廓；切掉部分齿廓； 削弱了齿根强度；削弱了齿根强度； 严重时，切掉部分渐开线齿廓，降低重合度。严重时，切掉部分渐开线齿廓，降低重合度。（2）、根切的原因标准齿轮： 刀具的齿顶线超过了极限啮合点N。CBCN si

15、nsin2*amhCBmzCN2*sin2ahz17097.170 . 1h20*za，标准齿轮：17minz（3 3）、齿轮不发生根切的最少齿数）、齿轮不发生根切的最少齿数 考虑变位考虑变位sin*xmmhCBaminmin*minzzzhxasinsin2*xmmhmza2、避免根切的措施1. z17（对于标准齿轮）2. 变位正变位刀具远离工件中心17172001minz,x,.h*a当变位后 凑中心距提高强度正变位17zxmtgmexmtgms22221、类型零传动 X1+X2 =0（包括标准齿轮）通常：小轮X1 0，大轮X2 0中心距a，啮合角负传动负传动 X1+X2 350） （2）

16、铸钢 2、铸铁 3、非金属材料 第9节 齿轮材料及许用应力 三、热处理 常用有：表面淬火、渗碳调质、正火（常用）、渗氮。 注意：热处理后齿面硬度小于或等于350HBS的软齿面，此时大小齿面应存在一个硬度差，一般HBS1-HBS2=30-50。原因：1）、小齿轮齿根强度较低 2）、小齿轮的应力循环次数较多 3）、当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度。四、材料的选择的原则：工作条件要求尺寸与毛坯、热处理、加工工艺适应正火钢用于平稳载荷（轻冲击），调质钢中度冲击，合金钢高速重载并可有冲击。可行性要求 一、受力分析1、目的：找出作用在

17、齿轮上的力，为齿轮、轴、轴承等的设计作准备。 2、受力分析的计算条件：略去齿面间的摩擦力。3、力的作用点：齿宽中点处的节圆上。4、力的方向圆周力的方向：主动轮与转向相反， 从动轮与转向相同。径向力的方向：外啮合：由啮合点指向圆心 内啮合：内齿轮由啮合点背离圆心5、力的大小：第10节 直齿圆柱齿轮传动的强度计算圆周力： 径向力：法向力：21112ttFdTF211rtrFtgFFcostnFF mmNnPT11611055. 912Ft2Ft1Fr2Fr1二、计算载荷1、单位长度上的计算载荷（1）、单位长度上的名义载荷（公称载荷） 为了便于分析计算，常取沿齿面接触线单位长度上所受载荷进行计算。（

18、2）、单位长度上的计算载荷2、载荷系数 mmNLFpn/mmNLkFkppnca/kkkkkvA1、使用系数KA 表征原动机和工作机的性能等外部因素对齿轮实际所受载荷大小的影响 2、动载荷系数Kv3、齿间载荷分配系数 4、齿向载荷分布系数 齿轮对轴承做不对称布置，轴扭转变形，轴承、支座变形、制造安装误差。改善载荷分布不均的方法：增大轴、轴承及支座刚度。对称地配置轴承。适当限制齿轮宽度。尽可能避免齿轮做悬臂布置。把一个齿轮的轮齿做成鼓形。斜齿轮和人字齿轮可进行螺旋角修形。三、齿根弯曲疲劳强度计算1、目的 保证齿轮在使用时间内不发生轮齿的疲劳折断。 2、计算假设1）齿顶受载时全部载荷作用在一对轮齿

19、上。2）强度计算时轮齿看作悬臂梁。3）略去径向分力 3、强度计算1）轮齿的危险截面：危险截面用30切线法确定2）强度计算以单位宽度的轮齿计算，轮齿作悬臂梁时的弯曲强度条件：FsaFatFYYbmKF1dbd令：校核式 设计式 3211.2FsaFadYYzKTm说明：1）齿形系数YFa。其物理意义是：反映载荷作用于齿顶时，轮齿形状对弯曲应力的影响。 只与齿廓的形状有关，而与齿廓的大小（即模数）无关;标准齿轮只与齿数有关。2)当其他条件不变时，弯曲强度,Fm 3)两齿轮的弯曲强度应分别校核 11111FFasatFbmYYKF 2112212FsaFasaFaFFYYYY4)在设计式中, 取两轮

20、中的大者。 FsaFaYY5）用设计式计算出的m值应圆整为标准值，对于动力传动一般不宜小于1.52.0。6）校核式如果校核强度不够，可以采取以下措施 a.使 m:d一定,z, z一定，db.改变材料和热处理四、齿面接触强度计算1、目的： 保证齿轮的齿面在使用时间内不发生疲劳点蚀。2、计算（假设）特点：a. 按节点处计算b.两齿面的接触看成是以接触点处的两齿廓曲率半径为半径的两圆柱体的接触。c.计算时以节圆（点）曲率半径计算 3、接触强度的计算：HHEHuubdKTZZ12211校核式3213211132. 212HEdHHEdZuuKTZZuuKTd设计式注意：1、两齿轮齿面的接触应力H1和H

21、2大小相同。2、两齿轮的许用接触应力H1与H2一般是不同的，进行强度计算时应选用较小值。3、齿轮的齿面接触疲劳强度与齿轮的直径或中心距的大小有关，即与m与z的乘积有关，而与模数m的大小无关。五、齿轮传动的主要参数选择及说明（一）、压力角 ,S和，弯曲强度，接触强度 。（二）、齿数选择 中心距不变，z 时:重叠系数 ,平稳性 m,h减少金属切削量，降低制造成本 , h,相对滑动速度 ,磨损和胶合可能性 m,齿厚，轮齿弯曲强度 齿数选择原则：1、软齿面闭式齿轮传动，其承载能力主要由齿面接触强度决定，在弯曲强度满足的条件下，为了提高传动平稳性，减小冲击振动，齿数选择多一些 ：2、闭式硬齿面传动或开式

22、传动，应保证足够的弯曲强度，这些齿数选择不宜过多 ，标准直齿轮可取 ：40201Z20171Z(三)、齿数比u与传动比I(四)、齿宽及齿宽系数1、齿宽： 圆整为0，5（双数）结尾，取 1dbd105212bbbb，且因为：为了便于安装和补偿轴向尺寸的变动，防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位而导致啮合齿宽减小。小齿轮直径小，可节约部分材料。软齿面齿轮，大齿轮齿面硬度HB一般比小齿轮低，小齿轮取宽一些，不容易在其齿面上磨其沟痕，以便于下一次维修时安装后，大小齿轮在整个齿宽啮合，避免载荷集中。强度的计算中，齿宽仍按大齿轮齿宽计算，即取2、齿宽系数 齿轮承载能力 2bb b第第11 节平行轴斜齿圆柱齿

23、轮机构节平行轴斜齿圆柱齿轮机构 一、斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点一、斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点 1、斜齿轮齿廓曲面的形成、斜齿轮齿廓曲面的形成 法面（n）上的模数和压力角为标准值 。端面（ t ）上的渐开线为精确渐开线2、渐开线螺旋面齿廓的特点：1、接触线是斜直线2、逐渐接触，逐渐脱开，3、传动平稳，冲击和噪声小4、产生轴向力角轴向力，对轴承不利角太小，斜齿轮的优点不易发挥一般：= 8205重合度加大(后面分析)二、斜齿圆柱齿轮的基本参数1、螺旋角 右右旋旋左左旋旋分分度度圆圆螺螺旋旋角角基基圆圆螺螺旋旋角角 b螺旋线的导程 Pz: 螺旋线绕同一周时它沿轴线方向前进的距离 ApnBEtD

24、FdpbzpCZPdtgZbbPdtgtbddcostbbtgtgddtgcos（上式表明，不同圆柱面的螺旋角不等） 2 2、斜齿轮端面参数与尺寸：、斜齿轮端面参数与尺寸： ApnBEtDFdpbzpC齿距：齿距： ttmPnnmP在在DFE中中costnPP costnmm 模数模数 ：3 3、压力角、压力角 ：CBAEDntCEACtgBDABtgnt,cosABAC BD=CE coscostntgBDABCEACtg4 4、齿顶高系数，顶隙系数：、齿顶高系数，顶隙系数： atanhhtatnanmhmh*tncc ttnnmcmc*costnmm coscos*ntanatcchh外啮

25、合1=-2 内啮合1=2 5、 正确啮合条件两轮啮合处的轮齿倾斜方向必须一致端面内的啮合相当于之齿轮啮合 2t1t2t1t mm21 又又 )()(21212121内内啮啮合合或或外外啮啮合合或或或或 t2t1nnt2t1nnmmmmm6、连续传动条件1 b21pBB 直直齿齿轮轮：atbbbpBtgpBB 21斜斜齿齿轮轮：端面重合度端面重合度轴向重合度轴向重合度斜齿轮传动的重合度比直齿轮大斜齿轮传动的重合度比直齿轮大三、 斜齿圆柱齿轮的当量齿轮1、定义 与斜齿轮法面齿形相当的直齿圆柱齿轮称为斜齿轮的当量齿轮，当量齿轮的齿数称为斜齿轮的当量齿数将C点的曲率半径作为当量齿轮的分度圆半径22co

26、s2dbavnzm齿数：模数：分度圆：当量齿轮22vnzm标准斜齿圆柱齿轮不发生根切的最小齿数：一般不是整数一般不是整数vz3coszzv3cosvzz17cosz3min 17 2、当量齿轮的用途仿形法加工直齿圆锥齿轮时，选择铣刀；弯曲疲劳强度计算。选择变位系数及测量齿厚四、斜齿轮传动的受力分析1、作用点：节点2、力的方向：1）径向力 2）圆周力 3）轴向力 ：主动轮由左、右手定则确定：左旋左手，右旋右手，四指表示齿轮旋转方向，伸直的大拇指则表示主动轮的轴向力方向。从动轮的轴向力的方向与主动轮相反注意：从动轮的轴向力方向不能用左、右手定则确定。（如果用左右手法则判断则大拇指方向刚好为轴向力的

27、反方向 ） 112dTFtcosntnrtgFtgFFtgFFtabttntnnFFFFcoscoscoscoscos3）力的大小n11Fr1Fr22Ft1Ft2Fa1Fa2五、斜齿轮强度计算1、斜齿圆柱齿轮强度计算的特点：1）用当量齿轮进行强度计算。2）斜齿轮之轮齿有一螺旋角，接触线为斜线，同时啮合齿对数比直齿轮多。啮合过程中，啮合线的长度不再等于齿宽，而等于接触区内几条接触线长度的总和。在啮合过程中，这啮合线的总长一般是变动的，设计中，取啮合线总长为：babLcos2、弯曲疲劳强度计算： 斜齿轮轮齿的折断为局部折断；其弯曲强度按局部折断分析比较繁琐 。FanSaFatFbmYYYKF 32

28、121cos2FsaFaadnYYZYKTm校核式设计式YFa-斜齿轮齿形系数，按当量齿数 查Ysa-斜齿轮应力校正系数，按当量齿数 Y-螺旋角影响系数,按查下图 3cosZZV说明：）用设计式时，式中取二者中比值大的代入；）弯曲强度应分别校核 ）载荷系数同直齿轮 ）确定同直齿轮）按弯曲强度设计时 ，先要确定Z1、Z2，然后初选一螺旋角，由设计式计算出模数后，要取为标准值，按下式计算中心距 nm FsaFaYY 1111FansaFatFbmYYYKF 2112212FsaFasaFaFFYYYY Fcos221ZZman标将中心距取整为0，5结尾，（或者双数结尾），再根据取整的中心距反算螺旋

29、角，试比较其与初选值的差异（5%），若差异太大，应对螺旋角变化产生的影响进行修正）轴承装置结构复杂，但其平稳性高，传递载荷大，所以在要求平稳性好且传递较大载荷条件下，值选较大值 。tgFFta,25208ooo、接触疲劳强度计算啮合平面内，节点处法面曲率半径与端面曲率半径之间 强度条件为： HHEatHZZuubdKF11校核式 321112HHEadZZuuKTd设计式 ZE弹性影响系数，同直齿轮 ZH区域系数(见下页图） 说明：）取值如下 223. 1:212HHHHHa取时， 接触应力。为较软齿面许用取时，222;23. 123. 1:HHHHHb）校核时，取 ）用设计式按接触强度进行设

30、计时，在计算出d1t，应据初选的和Z1，由 计算mn，并圆整成标准值，再由mn标和Z1、Z2及；由公式 计算中心距，其圆整为以0，5（或双数）结尾的整数。按上式反算螺旋角，并比较与初选值的差异，最后以调整后的计算齿轮其他几何尺寸。）其它同直齿轮。 HH11cosZdmtncos221ZZman标一、圆锥齿轮机构的特点及应用一、圆锥齿轮机构的特点及应用 第12节 圆锥齿轮机构1.特点特点圆锥齿轮机构是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的圆锥齿轮机构是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮机构，其轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到一种齿轮机构，其轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小

31、。圆柱齿轮中的有关圆柱均变成了圆锥。为小端逐渐变小。圆柱齿轮中的有关圆柱均变成了圆锥。为计算和测量方便，通常取大端参数为标准值。计算和测量方便，通常取大端参数为标准值。 一对圆锥齿轮两轴线间的夹角一对圆锥齿轮两轴线间的夹角称为轴角。其值可根据传动称为轴角。其值可根据传动需要任意选取，在一般机械中，多取需要任意选取，在一般机械中，多取9090。 2.应用应用圆锥齿轮圆锥齿轮直齿直齿圆锥齿轮：圆锥齿轮：斜齿斜齿圆锥齿轮：圆锥齿轮：曲齿曲齿圆锥齿轮：圆锥齿轮：由于设计、制造、安装方便，应用最广由于设计、制造、安装方便，应用最广介于两者之间，传动较平稳，设计较简单介于两者之间，传动较平稳，设计较简单传

32、动平稳、承载能力强，用于高速，重载传动传动平稳、承载能力强，用于高速，重载传动二、直齿圆锥齿轮齿廓的形成1. 理论齿廓的形成基圆锥球面渐开线球面由于不能展开成平面， 给设计和制造带来很大困难，工程上采用近似用背锥齿形代替圆锥齿轮大端的球面齿型大端模数为标准值2. 背锥和当量齿数mzdcos2cosmzrrv将背锥展平(参数与圆锥齿轮大端相同)将扇形齿轮补足成完整的直齿圆柱齿轮，其齿数将增至Zv圆锥齿轮的当量齿轮Zv当量齿数cos2cosmzrrv2mzv coszzv标准直齿圆锥齿轮不发生根切的最少齿数：3. 当量齿轮的用途仿形法加工直齿圆锥齿轮时，选择铣刀；弯曲疲劳强度计算。cos17cos

33、minvzz三、直齿圆锥齿轮啮合传动1. 正确啮合条件2. 连续传动条件重合度1按照当量齿轮进行分析和计算)()()(2121安装条件锥顶距相等大端大端mm传动比12121221sinsinrrzzi9021如果2tgi 3、直齿圆锥齿轮的几何尺寸（一）、受力分析1、设计参数 为了计算简便，作如下假设： 1）轮齿上的分布载荷是集中作用在齿宽中点处（平均分度圆上）。 2）近似认为圆锥齿轮的强度与过分度圆锥上齿宽中点出所得的宽度相同的当量直齿圆柱齿轮的强度等效。 该当量齿轮称为平均当量齿轮，由齿宽中点处之背锥展开即得四、标准圆锥齿轮传动的强度计算2、受力分析1）力的作用点： 法向力视为集中载荷作用

34、在平均分度圆上，即齿宽中点处的法向平面内。2）力的方向：a.圆周力： 同直齿轮，主动轮与转向相反，从动轮与转向相同。b.径向力： 同直齿轮，指向各自轴心线。c.轴向力： 沿轴向方向指向齿轮大端 n1Ft1Ft2Fr1Fr2Fa1Fa221112tmttFdTFF2111coscosatrFtgFFF3）力的大小 2111sinsinrtaFtgFFF21cosntnnFFFF（二）、强度计算1、弯曲疲劳强度计算 平均当量齿轮的弯曲强度条件为 FmsaFatFbmYYKFFRsaFatFbmYYKF5 . 0132212115 . 014FsaFaRRYYuZKTm校核式设计式说明：1）大、小齿

35、轮的弯曲强度的校核计算应分别进行11115 . 01FRsaFatFbmYYKF2112212FsaFasaFaFFYYYY 2)设计计算时，应将 与 中的较大值代入设计公式.3)载荷系数K中的动载系数Kv按低一级精度且按dm处的圆周速度查,而 与 按当量齿数查取4)其它同直齿轮 1HFKKbeHFHKKK5 . 1轴承系数222FsaFaYY111FsaFaYYFaYsaY2、接触疲劳强度计算sincos2sin21111mmvmvddsincos2sin2sin211122mmvmvmvmvmvdududmvmmvmvud11sincos2111121 HRREHudKTZ31215 .

36、015 321215 . 0192. 2uKTZdRRHE设计式校核式说明：1）用设计式计算时，试选 得 后选计算并圆整为标准值，动力传动 一般不小于1.52。tKtd1m2） 取两者中较小者。其它同弯曲强度。3、主要参数选择1）齿数及齿数比 平稳载荷，u取简单数值，冲击振动载荷，使Z1、Z2互质为了不致使大锥齿轮尺寸过大，u不宜取过大，一般u52)齿宽系数 取0.250.35,常取1/3。 过大，会使齿轮小端齿形太小，造成加工困难，齿根圆角半径太小应力集中过大。3）齿宽H121,3016uZZZRbbbR21第13节 齿轮的结构设计及润滑一、结构设计步骤：按直径大小选定合适的结构形式。用推荐

37、的经验公式和数据进行设计。二、齿轮的结构形式：1、齿轮轴当齿轮直径较小时，齿轮与轴常做成一体，叫做齿轮轴 1）圆柱齿轮钢制齿轮：铸铁齿轮：2）圆锥齿轮，按小端尺寸计算钢制齿轮：铸铁齿轮tme2tme5 . 2me6 . 1me22、齿轮1）实心式结构2）腹板式结构 mmda160mmda5003）轮辐式结构“十”字形的轮辐式结构-中载椭圆形-轻载工字形-重载mmda1000400 的铸造圆锥齿轮可做成带加强筋的腹板式结构mmda3004）其他结构 组装齿圈式 三、齿轮传动的润滑及效率（一）、齿轮传动润滑的目的 避免金属直接接触，减少摩擦损失，降低磨损，散热，防止锈蚀。（二）、润滑方式及选择 1

38、、人工周期性加油润滑 使用场合：开式及半开式齿轮传动，或速度较低的闭式齿轮传动。 润滑剂为：润滑油或润滑脂。2、油池润滑 一般闭式齿轮传动最常采用的一种润滑方式， 才采用。 浸油深度： smv12圆柱齿轮：不宜超过一个全齿高，但一般不应小与10mm； 时，若轮辐上没有筋，浸油深度可达齿轮半径 。圆锥齿轮：浸油深度为半个齿宽到一个全齿宽。双级或多级传动中，低速级大齿轮浸得深些，若浸得过深，不满足深度要求时，可采用带油轮。smv/8 . 05 . 031613、喷油润滑 时，不宜采用油池润滑 ，因为： 过高，齿轮上的油大多甩出去而达不到啮合区。 搅油过于激烈，润滑油温升高，润滑性能降低，搅动油时损

39、失功率太大。会搅起箱底杂质，加速齿轮磨损喷嘴位置： ，喷嘴位于轮齿啮入边或啮出边均可。 ，喷嘴应位于轮齿啮出一边，以便借润滑油及时冷却刚啮合过的轮齿，同时对轮齿润滑 smv/12vsmv/25smv/25（三）、润滑油的选择 根据工作条件、材料及圆周速度选择润滑油的粘度（见表10-10或机械工程手册），再由粘度选择合适的牌号的润滑油（查手册）。四、齿轮的传动效率齿轮传动功率损耗主要包括： 1、啮合中的摩擦磨损。 2、搅动润滑油时的油阻损耗。 3、轴承中的摩擦磨损。 除去上述损耗以后，齿轮传动的效率可达0.930.99；开式齿轮传动可达93%以上，而闭式传动可达96%以上（8级精度） 第14节 非圆齿轮传动机构简介一、常用非圆齿轮传动机构 1、椭圆齿轮机构2、对数螺线非圆齿轮机构3、三角形齿轮机构4、矩形齿轮机构二、非圆齿轮传动需满足的条件任意瞬时两轮节曲线的向量半径之和等于两轮的中心矩；相互滚动的两端节曲线弧长应时时相等。三、应用实例对数解算装置 解算仪中利用对数螺线非圆齿轮机构实现导数的运算绕线机 利用椭圆齿轮机构传动比的变化来控制绕线机构往复运动的速度，从而使绕线缠绕成型良好此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！