齿轮传动

齿轮传动

第一节、齿轮传动的类型及应用

一、概念：齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。

二、齿轮传动的类型：

（一）两轴平行：

按轮齿方向分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动

按啮合情况分为人字齿圆柱齿轮传动、外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动

（二）两轴不平行时：

相交轴齿轮传动

齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。

（1） 根据轴的相对位置，可分为两大类：即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴不平行时）

（2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种。

（3）按工作条件不同，分为闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、半

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开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑）三种。

（4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种。

（5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种。

（6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。

三、齿轮传动的应用：

1、传动比：

i12n1z2n2z1

式中n1、n2表示主从动轮的转速，z1、z2表示主从动轮的齿数

2、应用特点：

优点：

缺点：

第二节、渐开线齿廓

一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求：

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一是传动要平稳，二是承载能力要强

二、渐开线的形成、性质：

1、渐开线的形成：

2、渐开线的性质：

三、渐开线齿廓啮合基本定律：

四、渐开线齿廓的啮合特点：

1、传动比恒定

2、

3、

4、

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

【复习】

1、齿轮传动的分类及特点

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2、渐开线齿轮的性质

【新授】

一、齿轮各部分的名称：

1、齿槽：

2、齿顶圆：

3、齿根圆：

4、齿厚：

5、齿槽宽：

6、分度圆：

7、齿距：

8、齿高：

9、齿顶高：

10、齿根高：

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11、齿宽：

二、主要参数：

1、齿形角就单个齿轮而言，在端平面上，过断面齿廓上任意一点的径向直线与齿廓在该点的切线所夹的锐角为该点的齿形角。

分度圆压力角——

齿形角——

2、齿数Z——一个齿轮的牙齿数目即齿数。

3、模数m——

4、齿顶高系数

5、顶隙系数

三、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算：

四、直齿圆柱内啮合齿轮：

内齿轮与外齿轮不同点

1、内齿轮的齿顶圆小于分度圆，齿根圆大于分度圆。

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2、内齿轮的齿廓是内凹的，齿厚和齿槽宽分别对应于外齿轮的齿槽宽和齿厚。

3、为使内齿轮齿顶的齿廓全部为渐开线，戚齿顶圆必须大于基圆。当要求齿轮传动轴平行，回转方向一致，且传动结构紧凑时，可采取内啮合齿轮。

五、直齿圆柱齿轮传动：

1、正确啮合条件：

2、连续传动条件：

第四、五节其他齿轮传动简介；渐开线齿轮失效形式

【复习】

直齿圆柱齿轮的参数及几何计算公式。

【新授】

一、斜齿圆柱齿轮及其传动：

1、斜齿圆柱齿轮：

齿线为螺旋线的圆柱齿轮称为斜齿圆柱齿轮，简称斜齿轮。

2、斜齿圆柱齿轮传动传动的特点：

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（1）传动平稳，承载能力强。

（2）传动时产生轴向力大 。

（3）不能用作变速滑移齿轮。

3、标准斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算：

法向截面内的模数采用标准模数，齿形角采用标准齿形角，齿顶高等于模数，全齿高等于2.25m的斜齿轮称为标准斜齿圆柱齿轮，简称标准斜齿轮。

斜齿轮只在垂直于齿轮轴线的平面（端平面）内具有渐开线齿形。所以有关齿形的尺寸应在端平面内进行计算。

4、斜齿圆柱齿轮用于平行轴传动时的正确啮合条件：

（1）两齿轮法向模数相等。

（2）两齿轮法相齿形角相等。

（3）两齿轮螺旋角相等，旋向相反。

二、直齿锥齿轮及其传动：

1、直齿锥齿轮：

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分度曲面为圆锥面的齿轮称为锥齿轮。

按齿线形状分：直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮、曲线齿锥齿轮。

锥齿轮用于相交轴传动和交错轴齿轮传动。

2、直齿锥齿轮的正确啮合条件：

（1）两齿轮的大端面模数相等。

（2）两齿轮的齿形角相等。

三、齿轮齿条传动

1、齿条：

一个平板或直杆，当其具有一系列等距分布的齿时，就称为齿条。

分直齿条和斜齿条。

当一个圆柱齿轮的齿数趋于无穷增大时，其分度圆、齿顶圆、齿根圆面互为相互平行的直线，分别称为分度线，齿顶线和齿根线、相应的基圆好无限增大。

齿条的特点：

由于齿条的齿廓是直线，所以齿廓上各点的法线是平行的。

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由于齿条上各点的同侧齿廓是平行的，所以不论在分度线上，齿顶线上还是与分度线平行的其它线上，齿距均相等。

齿条各部分的尺寸计算：

齿条的齿顶高：ha=m

齿条的齿根高：hf=1.25m

齿条的齿高：h=2.25m

11pm22

齿条的齿厚：

s齿条的槽宽：

e11mm22

2、齿轮齿条传动：

由于直齿条（或斜齿条）与直齿（或斜齿）圆柱齿轮组成的运动副称为齿条副。

齿轮齿条传动的主要目的是将齿轮的回转运动变为齿条的往复直线运动，或将齿条的直线往复运动变为齿轮的回转运动。

齿条的移动速度：vn1ddn1mz1

当齿轮每回转一周时，齿条移动的距离为：Ld1mz1

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四、齿轮轮齿的失效形式：

1、齿面点蚀：齿面点蚀发生在靠近节线的齿根表面处。齿面点蚀是在润滑良好的闭式齿轮传动中轮齿失效的主要形式之一。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关。

2、齿面磨损：齿面磨损是润滑条件不好，易受灰尘及其有害物质侵袭的开式齿轮传动的主要形式之一。

威力减小齿面磨损，应尽可能采用润滑条件良好的闭式传动，同时，提高齿面硬度，减小轮齿齿面粗糙度值。

3、齿面胶合：提高吃面的硬度和减小轮齿表面粗糙度，以及两齿轮选择不同材料（亲和力小）等措施均可减小胶合的发生。

4、轮齿折断：分为疲劳折断和过载折断

轮齿折断是开式齿轮传动和硬齿面闭式齿轮传动中轮齿实效的主要形式之一。

预防措施：选择适当模数和齿宽，采用合适的材料及热处理方法，减小齿根应力集中，齿根圆角不宜过小，应有一定要求的表面粗糙度，是齿根危险截面处弯曲应力最大值不超过许用应力值。

5、齿面塑性变形：

提高齿面硬度和采用黏度较高的润滑油，有利于防止或减轻齿面的塑性变形。

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