7机械传动-齿轮传动

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1、第七章齿轮传动第7章齿轮传动7.1齿轮传动的基本类型及特点7.2渐开线齿廓7.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算7.4齿轮常见的失效形式与设计准则7.5齿轮的常用材料及热处理7.6渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算7.7圆柱齿轮传动的设计计算7.8齿轮结构7.1齿轮传动的基本类型及特点1、特点齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到150m以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。齿轮传动与带传动相比主要有以下优点：（1）传递动力大、效率高；（

2、2）寿命长，工作平稳，可靠性高；（3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。齿轮传动与带传动相比主要缺点有：（1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高；（2）不宜作远距离传动。2、类型齿轮传动的分类齿轮传动就装置形式分：1）开式、半开式传动在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中，有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边，这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物极易侵入，而且润滑不良，因此工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只宜用于低速传动。齿轮传动装有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分地浸入油池中，则称为半开式齿轮传动。

3、它工作条件虽有改善，但仍不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好。2）闭式传动而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体(机匣)的，这称为闭式齿轮传动(齿轮箱)如图所示。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合。按齿面硬度分：1）软齿面齿轮  轮齿工作面的硬度小于或等于350HBS或38HRC；2）硬齿面齿轮  轮齿工作面的硬度大于350HBS或38HRC。按照一对齿轮传动的角速比是否恒定分为1）圆形齿轮传动（角速比恒定）2）非圆齿轮传动（角速比变化）按照轮齿齿廓曲线的

4、不同分为1）渐开线齿轮、2）圆弧齿轮、3）摆线齿轮齿轮实物齿轮实物7.2渐开线齿廓一、渐开线的形成如图所示，一条直线沿一个半径为rb的圆周作纯滚动，该直线上任一点k的轨迹称为该圆的渐开线。这个圆称为基圆，该直线称为渐开线的发生线。渐开线上任一点k的向径OK与起始点A的向径OA之间的夹角∠AOK（∠AOK=θk称为渐开线（AK段）的展角二、渐开线的性质1、发生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆上被滚过的相应弧长。如图所示。2、渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。换言之，基圆的切线必为渐开线上某点的法线。因为当发生线在基圆上作纯滚动时，它与基圆

5、的切点B是发生线上各点在这一瞬时的速度瞬心，渐开线上K点的轨迹可视为以B点为圆心，BK为半径所作的极小圆弧，故B点为渐开线上K点的曲率中心，BK为其曲率半径和K点的法线，而发生线始终相切于基圆，所以渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。3、渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐角称为该点的压力角。如图所示4渐开线的形状只取决于基圆大小。如图所示5基圆内无渐开线。三、渐开线齿廓的啮合特点1、具有可分性上式表明：渐开线齿轮的传动比等于两轮基圆半径的反比。2齿廓间正压力方向不变如图所示，过节点C作两节圆的公切线tt，它与啮合线nn的夹角

6、α’称为啮合角。由理论力学知道，齿廓间正压力方向为接触点公法线方向，由于公法线与啮合线重合且位置不变，显然，啮合角α’是一个常数，所以齿廓间正压力方向也不会改变。当齿轮传递的转矩为常数时，正压力的大小也不变。这对于提高齿轮传动的平稳性是极为有利的。由图还可知道，啮合角α’在数值上等于渐开线在节圆上的压力角。3齿廓间存在相对滑动由齿廓啮合基本定律证明可知，一对齿廓如在节点C以外的其它点啮合，由于两齿廓在接触点的线速度不等，即齿廓接触点沿公切线方向的速度分量不等（ad>bd)，则齿廓间将产生相对滑动。齿廓间的这种相对滑动会引起传动时的摩擦损

7、失和齿面磨损。7.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算一、齿轮各部分名称和符号图10-7(1)齿顶圆:过所有轮齿顶部所作的圆称为齿顶圆,其直径和半径分别用da和ra表示。(2)齿根圆:过轮齿根部所作的圆称为齿根圆,其直径和半径分别用df和rf表示。(3)基圆:发生渐开线齿廓的圆称基圆,其直径和半径分别用db和rb表示。(4)齿厚:在直径为dk的任一圆周上,一个轮齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿厚,用sk表示。(5)齿槽宽:在直径为dk的圆周上,相邻轮齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽,用ek表示。(6)齿距:在直径为dk的

8、圆周上,相邻两齿同名齿廓之间的弧长称为该圆上的齿距,用pk表示,pk=sk+ek。基圆齿距用pb表示,pb=sb+eb。sb、eb分别为基圆上的齿厚和齿槽宽。(7)分度圆:在齿顶圆和齿根圆之间的作为齿轮尺寸