1、第四章第四章 齿轮传动齿轮传动机械基础机械基础第四章第四章 齿轮传动齿轮传动42 外啮合直齿圆柱齿轮传动外啮合直齿圆柱齿轮传动41 齿轮传动概述齿轮传动概述43 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介44 齿轮的结构、材料、润滑与失效齿轮的结构、材料、润滑与失效第四章第四章 齿轮传动齿轮传动 齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和（或）动力的一种机械传动，可以用来传递空间任意两轴间的运动，而且传动准确可靠，效率高第四章第四章 齿轮传动齿轮传动4 41 1 齿轮传动概述齿轮传动概述一、齿轮传动的常用类型一、齿轮传动的常用类型1 1两轴平行两轴平行4 41 1 齿轮传动概述齿轮传动概述2 2两轴不平行两轴不平
2、行4 41 1 齿轮传动概述齿轮传动概述4 41 1 齿轮传动概述齿轮传动概述二、齿轮传动的传动比二、齿轮传动的传动比n1z1=n2z2齿轮传动的传动比：n1、n2主、从动齿轮的转速，r/minz1、z2主、从动齿轮的齿数4 41 1 齿轮传动概述齿轮传动概述三、齿轮传动的应用特点三、齿轮传动的应用特点（1）能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确（2）传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可高达5104 kW，圆周速度可达300 m/s（3）结构紧凑，可实现较大的传动比（4）传动效率高，使用寿命长，维护简便1 1优点优点4 41 1 齿轮传动概述齿轮传动概述（1）运转过程中有振动、冲击
3、和噪声（2）对齿轮的安装要求较高（3）不能实现无级变速（4）不适用于中心距较大的场合2 2缺点缺点第四章第四章 齿轮传动齿轮传动一、渐开线齿廓一、渐开线齿廓1齿轮传动对齿廓曲线的基本要求齿轮传动对齿廓曲线的基本要求（1）传动要平稳（2）承载能力要强2 2渐开线的形成渐开线的形成动直线AB AB 沿一固定圆作纯滚动，此动直线AB AB 上任意一点K K 的运动轨迹CD CD 称为该圆的渐开线3 3渐开线齿廓的啮合特性渐开线齿廓的啮合特性（1）能保证瞬时传动比的恒定，保证了传动的平稳性，减小了振动和冲击（2）即使两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二、渐开线标准直齿圆柱
4、齿轮各部分名称二、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数1 1压力角压力角压力角：压力角：齿廓上某点所受正压力方向（即齿廓上该点法向）与速度方向线之间所夹的锐角分度圆上的压力角分度圆上的压力角=20分度圆上压力角大小对轮齿形状的影响分度圆上压力角大小对轮齿形状的影响 202 2齿数齿数z z齿数齿数z z：一个齿轮的轮齿总数3 3模数模数m mmp/模数：齿距p除以圆周率所得的商m的单位为mm模数越大，轮齿厚度也越大，承载能力越强齿数相同模数不同 分度圆直径相同四、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算四、外啮合标准直齿圆柱齿轮的
5、几何尺寸计算例例 一对标准直齿圆柱齿轮，z1=20，z2=32，m=10。试计算d、da、df、s、db和a解解五、渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件五、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=m22两齿轮分度圆上的压力角必须相等，即1=2知识链接知识链接标准齿轮标准齿轮4 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介第四章第四章 齿轮传动齿轮传动一、内啮合直齿圆柱齿轮传动一、内啮合直齿圆柱齿轮传动内啮合直齿圆柱齿轮4 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介内啮合直齿圆柱齿轮的特点：1齿顶圆分度圆，齿根圆分度圆2齿廓是内凹的，齿 厚和齿槽宽分别对 应于外啮合齿轮的 齿槽
6、宽和齿厚3齿顶圆必须大于基圆4 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介 当要求齿轮传动轴平行，回转方向一致，且传动结构紧凑时，可采用内啮合直齿圆柱齿轮传动4 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介二、齿轮齿条传动二、齿轮齿条传动齿轮齿条传动可以将齿轮的回转运动转换为齿条的往复直线运动，或将齿条的往复直线运动转换为齿轮的回转运动齿条就像一个直径无限大的齿轮4 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介1齿条齿条（1）齿条的齿廓是直线，压力角为20（2）齿条上各齿的同侧齿廓互相平行4 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介2齿条移动速度计算齿条移动速度计算v=n1d1=n1mz1齿条的
7、移动速度：v齿条的移动速度，mm/minn1齿轮的转速，r/mind1齿轮分度圆直径，mmm齿轮的模数，mmz1齿轮的齿数齿轮回转一周，齿条移动距离：L=d1=mz14 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介三、斜齿圆柱齿轮传动三、斜齿圆柱齿轮传动1斜齿圆柱齿轮的形成斜齿圆柱齿轮的形成 渐开线直齿圆柱齿轮的齿廓是发生面在基圆柱上作纯滚动时，面上任意一条与基圆柱母线NN平行的直线KK的运动轨迹4 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介斜齿圆柱齿轮的齿廓发生面上的直线KK不是与基圆柱母线NN平行，而是成一个夹角b直线KK所形成的一个螺旋形的渐开线曲面称为渐开线螺旋面。b称为基圆柱上的螺旋角
8、4 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介2 2斜齿圆柱齿轮的主要参数斜齿圆柱齿轮的主要参数（1）斜齿圆柱齿轮的螺旋角）斜齿圆柱齿轮的螺旋角斜齿圆柱齿轮的螺旋角：分度圆柱面与齿廓相交的螺旋线的螺旋角，用表示越大，轮齿倾斜程度越大，因而传动平稳性越好，但轴向力也越大4 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介（2）模数）模数PnPtcosmnmtcos斜齿圆柱齿轮的法向模数为标准值（3 3）压力角）压力角压力角取标准值，即n n=20=204 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介（4）旋向）旋向将齿轮轴线垂直放置，轮齿自左至右上升者为右旋，反之为左旋4 43 3 其他齿轮传动简介其他
9、齿轮传动简介3 3斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件（1）两齿轮法向模数相等，即：m mn1n1=m mn2n2=m m（2）两齿轮法向压力角相等，即：n1n1=n2n2=（3）两齿轮螺旋角相等、旋向相反，即：1 1=2 24 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介4 4斜齿圆柱齿轮传动的啮合性能斜齿圆柱齿轮传动的啮合性能（1）同时啮合的轮齿数量多，重合度大，承载能力高（2）轮齿上的载荷逐渐增加，又逐渐卸掉。承载和卸载平稳，冲击、振动和噪声小（3）产生轴向力，增大了摩擦损失4 43 3 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介四、直齿锥齿轮传动四、直齿锥齿轮传动直齿锥齿轮用于两轴
10、相交时的传动，大端参数为标准值直齿锥齿轮传动正确啮合的条件：（1）两齿轮的大端模数相等，m1=m2=m（2）两齿轮的压力角相等，1=2=一、齿轮的结构一、齿轮的结构1 1齿轮轴齿轮轴圆柱齿轮 锥齿轮第四章第四章 齿轮传动齿轮传动2 2实体式齿轮实体式齿轮圆柱齿轮 锥齿轮腹板式齿轮腹板式齿轮圆柱齿轮 锥齿轮4 4轮辐式齿轮轮辐式齿轮二、齿轮常用材料及热处理二、齿轮常用材料及热处理（1）齿面具有足够的硬度和耐磨性（2）齿心具有足够的韧性（3）具有良好的冷、热加工的工艺性1 1对齿轮材料的基本要求对齿轮材料的基本要求（1）常用材料为优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料（2）齿轮结构尺寸
11、较大时用铸钢（3）开式低速传动齿轮用灰铸铁或球墨铸铁（4）低速重载齿轮选用综合性能较好的钢材（5）高速齿轮选用齿面硬度高的材料（6）受冲击载荷的齿轮选用韧性好的材料（7）高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动，用非金属材料、如夹布胶木、尼龙2 2常用的齿轮材料常用的齿轮材料主要有表面淬火、渗碳淬火、渗氮、调质、正火等3 3钢制齿轮的热处理方法钢制齿轮的热处理方法三、齿轮传动的润滑三、齿轮传动的润滑1 1开式齿轮传动开式齿轮传动的润滑的润滑采用人工定期润滑，可采用油润滑或脂润滑油池润滑 喷油润滑2 2闭式齿轮传动闭式齿轮传动的润滑的润滑（1）v12m/s时，多采用油池润滑（2）v12m/s时，应采用喷油润滑四、齿轮传动的失效四、齿轮传动的失效1 1齿面点蚀齿面点蚀表层上小块金属脱落，形成麻点和斑坑2 2齿面磨损齿面磨损齿面磨损严重时，渐开线齿面就会损坏3 3齿面胶合齿面胶合齿面直接接触，产生局部高温，使两齿面发生粘连4 4齿面塑性变形齿面塑性变形齿面较软时，在重载情况下出现塑性变形5 5轮齿折断轮齿折断（1）受到严重冲击、短期过载而突然折断（2）轮齿长期工作后经过多次反复的弯曲，使齿根发生疲劳折断制作：王希波第四章第四章 齿轮传动齿轮传动
