1、第六章 齿 轮 机 构 设 计,1.教学目标 1.了解齿轮机构的类型和应用；平面齿轮机构的齿廓啮合基本定理； 2.深入了解渐开线齿轮的啮合特性及正确啮合的条件、连续传动条件等；熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及几何尺寸计算；了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象、最少齿数；,3. 掌握齿轮传动的失效形式和设计准则，常用的材料及热处理方法。圆柱齿轮传动的设计和强度校核方法。 4.了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，并能计算其几何尺寸；对斜齿圆柱齿轮传动的设计方法有所了解和掌握。 5.了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸计算。掌握圆锥齿轮传动设计的特点。,2教学重点和难点 重点：渐
2、开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。齿轮传动的失效形式和设计准则。圆柱齿轮传动的设计和强度校核方法。 难点：啮合过程；根切；锥齿轮的当量齿轮和当量齿数等。,6.1 概述（齿轮机构的应用和分类）,齿轮是大家都十分熟悉的一个名词，对于齿轮的形状，我们大家并不陌生，同时也知道几乎所有的机器上都有齿轮的应用。但是，对于各种各样的齿轮各有什么特点，为什么应用的这么广泛，我们如何才能对其进行科学的分类等等，我们也许不太清楚，或者说不能用科学的语言对其进行描述。那么这一节中我们就要来了解这些内容，这些内容也是我们对齿轮进行进一步讨论所必须的。,齿轮机构是历史上应用最早的传动机构之一，渐开线齿廓的
3、研究和应用已有近300年的历史，被广泛地应用于传递空间任意两轴间的运动和动力。它与其它机械传动相比，具有传递功率大、效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠等特点。但是要求有较高的制造和安装精度，成本较高；不宜在两轴中心距很大的场合使用。 在众多的齿轮机构中，直齿圆柱齿轮机构是最基本、最常用的一种，所以本章中我们也就以直齿圆柱齿轮作为研究的重点。,齿轮传动类型很多，有不同的分类方法。 1、按照齿轮副中两轴的相对位置、齿轮传动可以分为平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动三类。（按照传递运动和力的方向可以分为平面齿轮机构和空间齿轮机构，也就是按照主、从动轮轴线是否平行的划分方法）。,
4、图 6-1,2、按传动比（ ）是否恒定分为定传动比 和变传动比 传动齿轮机构。 在定传动比传动的齿轮机构中，齿轮都是圆柱形或圆锥形的，所以我们把这类齿轮机构又称为圆形齿轮机构，如图6-1所示。,图 6-1,在定传动比齿轮机构中，根据啮合方式的不同有多种类型的齿轮机构，如外啮合直齿、斜齿，内啮合直齿、斜齿，曲齿啮合，齿条等等,如图。,在定传动比齿轮机构中，根据啮合方式的不同有多种类型的齿轮机构，如外啮合直齿、斜齿，内啮合直齿、斜齿，曲齿啮合，齿条等等,如图。,在定传动比齿轮机构中，根据啮合方式的不同有多种类型的齿轮机构，如外啮合直齿、斜齿，内啮合直齿、斜齿，曲齿啮合，齿条等等,如图。,而在变传动
5、比的传动机构中，齿轮一般是非圆形的，例如椭圆齿轮机构传动，如图62所示。所以该类机构又称为非圆齿轮机构。,图 6-1,3、按使用要求分类：,4、从齿廓曲线分类：,5、从外形分类：,6、从工作条件分类：,齿轮传动的主要类型、特点和应用如下：1、平行轴齿轮传动 1）直齿圆柱齿轮传动 a)外啮合直齿圆柱齿轮传动,两齿轮转向相反，轮齿与轴线平行，工作时无轴向力；重合度较小，传动平稳性差，承载能力较低；多用于速度较低的传动，尤其适用于变速箱的换档齿轮。,b)内啮合圆柱齿轮传动,两齿轮转向相同； 重合度大，轴间距离小，结构紧凑，效率较高。,c)齿轮齿条传动,齿条相当于一个半径为无限大的齿轮，用于连续转动到
6、往复移动的运动变换。,2）平行轴斜齿轮传动 a)外啮合斜齿圆柱齿轮传动 两齿轮转向相反，轮齿于轴线成一夹角，工作时存在轴向力，所需的支撑较复,杂；重合度较大，传动较平稳，承载能力较高；适用于速度较高、载荷较大或要求结构较紧凑的场合。,b)外啮合人字齿轮传动,两齿轮转向相反；承载能力较高，轴向力能够抵消，多用于重载传动,2、相交轴齿轮传动 a)直齿锥齿轮传动,两轴线相交，轴交角为90的应用较广；制造安装简便，传动平稳行较差，承载能力较低，轴向力较大；适用于速度较低（0；刀具向里移动，称作负变位，xzmin时，xmin0，该齿轮不会根切，但为了保证某些性能的要求，也可以用正变位或负变位方法加工齿轮
7、。,图 6-24,4变位齿轮的几何尺寸,1） 分度圆和基圆 由于分度圆和基圆仅与齿轮的z、m、 有关，并且加工变位齿轮的刀具仍是标准刀具，故变位齿轮的分度圆和基圆仍为,2齿厚和齿槽宽由于加工变位齿轮时，与轮坯分度圆相切的不再是刀具中线（即刀具分度线），如图4-25所示，则齿厚和齿槽宽为：,;,3齿顶高和齿根高 由于正变位时，刀具向外移出xm距离，故加工出的齿轮其齿根高减小xm，即：,同样，齿顶高增大xm，即：,变位齿轮需要利用被切齿轮毛坯的直径（外径）保证齿顶高。,4齿顶圆和齿根圆变位齿轮的齿顶圆和齿根圆分别为：,为齿顶高削减系数。,5变位齿轮的应用 变位有等距变位和不等距变位两大类。不等距变位又有正变位和负变位两种。 等距变位指 ，一般用在zzmin的情况下。对正变位， 下降， 负变位 上升。 变位齿轮的共同缺点是互换性差。,6.8 齿轮传动精度,
