齿轮传动基础知识优秀课件.ppt

第八章 齿轮传动 . 一、齿轮传动的组成 齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮、机架组成。 二、工作原理 主、从动轮轮齿直接接触（啮合），通 过啮合处法向反力来推动从动轮转动，从 而传递运动和动力。 齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一 种传动形式。可用于传递任意两轴间的 运动和动力。 . 第一节 齿轮传动的特点和类型 一、齿轮传动的特点 1. 优点 （ 1 ）传递动力大、效率高，其圆周速度可达 300m/s ，传递功 率可达 105kW ，齿轮直径可从 1mm 到 150m 以上； （ 2 ）能保证恒定的传动比，传递运动准确可靠； （ 3 ）工作平稳，可靠性高，寿命长； （ 4 ）能传递任意夹角两轴间的运动； （ 5 ）结构紧凑，外廓尺寸小。 2. 缺点 （ 1 ）制造成本大，需专用机床和设备； （ 2 ）精度低时，振动、噪音大； （ 3 ）不适于中心距大的场合。 . 二、齿轮传动的类型 1. 按两轴线位置分 平行轴齿轮传动 相交轴齿轮传动 ( 圆柱齿轮传动 ) （圆锥齿轮传动） 外啮合齿轮 ：两轮转向相反 2. 按啮合方式 分 内啮合齿轮 ：两轮转向相同 齿条机构 . 交错轴齿轮传动 3. 按轮齿形状分 直齿轮 斜齿轮 人字齿轮 4. 按工作条件分 开式传动：润滑条件差，易磨损； 半开式传动：装有简单的防护罩，但仍不能严密防止杂物侵入； 闭式传动：齿轮等全封闭于箱体内，润滑良好，使用广泛。 5. 按齿面硬度分 软齿面： HB≤350 ； 硬齿面： HB ＞ 350 。 . 三、齿轮传动的基本要求 1. 传动平稳 ：齿轮在传动中瞬时传动比 不变，噪音、冲击和振动小。 2. 承载能力高：齿轮有足够的承载 能力，能传递较大的动力 ． 必须采用合理的齿轮轮廓曲线 ，可以论证，齿轮轮廓曲线采 用渐开线、摆线和圆弧时，能 使瞬时传动比恒定 。 要求齿轮具有足够的抵抗破坏的能力 . 二、直齿圆柱齿轮各部分名称及其基本参数 渐开线齿轮的每个轮齿两侧齿廓都 是由形状相同而方向相反的渐开线 曲面组成。 齿宽 齿槽宽 齿厚 齿距 齿顶高 齿根高 齿顶圆 1. 齿轮各部分名称 分度圆 齿根圆 全齿高 . 2 ．标准直齿圆柱齿轮的基本参数 （ 1 ）齿数 齿轮圆周上轮齿的数目称为齿数 , 用 z 表示。 （ 2 ）模数 m 分度圆周长 Z p = π d 则 d= p z 为了便于计算、制造和检验，而人为地把 p/ p 的比值规 定为一个有理数列，称为模数 m 。 模数单位为 mm ， 标准模数表 。 它是确定齿轮尺寸的重要参数，模数越大，轮齿尺寸越大，强度越 高。 一对相互啮合的齿轮 , 其模数必须相等 . . （３） 压力角 压力角：渐开线齿轮啮合时，啮合点的速度方向与啮合点的 受力方向之间所夹的锐角 渐开线上各点压力角不相等，越靠近基圆压力角越小，基圆 上的压力角为零 ， 通常所说的压力角是指分度圆上的压力角， 用 α 表示，国标规定 α=20 o 所以，分度圆压力角α是决定渐开线齿廓形状的一个基本参数 （４）齿顶高系数、顶隙系数 齿顶高： h a =h a * m （ h a * — 齿顶高系数） 齿根高： h f =(h a *+c*)m （ c* — 顶隙系数） 我国标准规定：正常齿制 h a *=1 ， c*=0.25 ； 短齿制 h a *=0.8 ， c*=0.3 全齿高： h=h a +h f =(2h a *+c*)m . z 、 m 、 ? 、 ha * 和 c * 是齿轮的基本参数，其它几何尺寸可 通过它们求得。 标准齿轮 : 是指 m 、 a 、 ha* 和 c* 均为标准值，且 s=e 的齿轮。 3. 分度圆的定义 ? 分度圆是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。 ? 任一齿轮都有一分度圆，且只有一个分度圆。齿轮一经 制造，其分度圆大小就确定，与安装位置无关。 比较分度圆和节圆、压力角与啮合角的区别 . 齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。 轮齿折断 齿面接触疲劳磨损（齿面点蚀） 齿面损伤 齿面胶合 齿面磨粒磨损 齿面塑性变形 . 轮齿的失效形式 1. 轮齿折断 常发生于闭式硬齿面或 开式传动中。 （ 1 ）现象 ： 局部折断 整体折断 （ 2 ）原因 ： 轮齿象一个悬臂梁，受载后齿根部 产生的 弯曲应力最大。因此，轮齿折断一般发生在 齿根部分，并均始于齿根受拉应力一侧。轮 齿折断有疲劳折断和过载折断两种情况。 齿根弯曲 应力最大 σ F ＞ [σ F ] 过载折断是指在短时过载或强烈冲击下发生的突然折断。脆性材 料（淬火钢、铸钢）的齿轮轮齿容易发生这种折断。 疲劳折断是由于轮齿不断进入啮合和离开啮合区，时有法向反 力、时无法向反力作用，并且在啮合区，力的作用点位置也在沿齿 面移动，弯曲应力交替变化，单侧受载按脉动规